Mineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitação

No presente trabalho foram desenvolvidos modelos de classificação aplicados à mineração de dados climáticos para a previsão de eventos extremos de precipitação com uma hora de antecedência. Mais especificamente, foram utilizados dados observacionais registrados pela estação meteorológica de superfície localizada no Instituto Politécnico da Universidade do Estado do Rio de Janeiro em Nova Friburgo RJ, durante o período de 2008 a 2012. A partir desses dados foi aplicado o processo de Descoberta de Conhecimento em Banco de Dados (KDD Knowledge Discovery in Databases), composto das etapas de preparação, mineração e pós processamento dos dados. Com base no uso de algoritmos de Redes Neurais Artificiais e Árvores de Decisão para a extração de padrões que indicassem um acúmulo de precipitação maior que 10 mm na hora posterior à medição das variáveis climáticas, pôde-se notar que a utilização da observação meteorológica de micro escala para previsões de curto prazo é suscetível a altas taxas de alarmes falsos (falsos positivos). Para contornar este problema, foram utilizados dados históricos de previsões realizadas pelo Modelo Eta com resolução de 15 km, disponibilizados pelo Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais CPTEC/INPE. De posse desses dados, foi possível calcular os índices de instabilidade relacionados à formação de situação convectiva severa na região de Nova Friburgo e então armazená-los de maneira estruturada em um banco de dados, realizando a união entre os registros de micro e meso escala. Os resultados demonstraram que a união entre as bases de dados foi de extrema importância para a redução dos índices de falsos positivos, sendo essa uma importante contribuição aos estudos meteorológicos realizados em estações meteorológicas de superfície. Por fim, o modelo com maior precisão foi utilizado para o desenvolvimento de um sistema de alertas em tempo real, que verifica, para a região estudada, a possibilidade de chuva maior que 10 mm na próxima hora.

Estudo de fluxos numéricos para modelos magneto-hidrodinâmicos utilizando o código Flash

A teoria magneto-hidrodinâmicos permite a estruturação de modelos computacionais, designados modelos MHDs, que são uma extensão da dinâmica dos fluidos para lidar com fluidos eletricamente carregados, tais como os plasmas, em que se precisa considerar os efeitos de forças eletromagnéticas. Tais modelos são especialmente úteis quando o movimento exato de uma partícula não é de interesse, sendo que as equações descrevem as evoluções de quantidades macroscópicas. Várias formas de modelos MHD têm sido amplamente utilizadas na Física Espacial para descrever muitos tipos diferentes de fenômenos de plasma, tais como reconexão magnética e interações de ventos estelares com diferentes objetos celestiais. Neste trabalho, o objetivo é analisar o comportamento de diversos fluxos numéricos em uma discretização de volumes finitos de um modelo numérico de MHD usando um esquema de malha entrelaçada sem separação direcional considerando alguns casos testes. Para as simulações, utiliza-se o código Flash, desenvolvido pela Universidade de Chicago, por ser um código de amplo interesse nas simulações astrofísicas e de fenômenos no espaço próximo à Terra. A metodologia consiste na inclusão de um fluxo numérico, permitindo melhoria com respeito ao esquema HLL.

Análise dos problemas direto e inverso em um modelo de evolução populacional através de transformações integrais e inferência bayesiana

Modelos de evolução populacional são há muito tempo assunto de grande relevância, principalmente quando a população de estudo é composta por vetores de doenças. Tal importância se deve ao fato de existirem milhares de doenças que são propagadas por espécies específicas e conhecer como tais populações se comportam é vital quando pretende-se criar políticas públicas para controlar a sua proliferação. Este trabalho descreve um problema de evolução populacional difusivo com armadilhas locais e tempo de reprodução atrasado, o problema direto descreve a densidade de uma população uma vez conhecidos os parâmetros do modelo onde sua solução é obtida por meio da técnica de transformada integral generalizada, uma técnica numérico-analítica. Porém a solução do problema direto, por si só, não permite a simulação computacional de uma população em uma aplicação prática, uma vez que os parâmetros do modelo variam de população para população e precisam, portanto, ter seus valores conhecidos. Com o objetivo de possibilitar esta caracterização, o presente trabalho propõe a formulação e solução do problema inverso, estimando os parâmetros do modelo a partir de dados da população utilizando para tal tarefa dois métodos Bayesianos.

A espacialização do lixo no município do Rio de Janeiro

O trabalho realizado contempla a configuração de um caminho de pensamento sobre a espacialização do lixo no município do Rio de Janeiro. Apresenta o problema da destinação do lixo os transtornos causados à população e agravados pela industrialização; adoção de técnicas de coleta e destinação, o surgimento de empresas com o propósito de garantir a limpeza e o aperfeiçoamento técnico para confinamento do lixo. Demonstra um detalhamento da geração dos resíduos sólidos urbanos do município do Rio de Janeiro e sua destinação no fim do século XX. Apresentando quantitativo dos resíduos gerados e posteriormente destinados aos lixões. Analisa também o processo de esgotamento dos aterros sanitários existentes e a constituição de uma nova rede geográfica para destinação final dos resíduos. O exemplo da Central de Tratamento de Resíduos (CTR Rio), projeto executado por iniciativa privada, empresa Ciclus, instalada no município de Seropédica, responsável por receber todo o lixo do município do Rio de Janeiro e tratá-lo por meio de novas técnicas e tecnologias. Os resíduos são recebidos através de estações de transferência (ETR) instaladas em pontos geográficos específicos das regiões administrativas do município do Rio de Janeiro e transportado à CTR Rio para o devido confinamento, por meio de uma nova rede geográfica paradestinação final

Traduções da desigualdade: pensamento criminológico e campo policial no Rio de Janeiro da Primeira República

O presente trabalho tem o objetivo geral de estudar a permanência do positivismo criminológico no Brasil e sua parcela de contribuição para a naturalização da desigualdade característica da seletividade de nosso sistema de controle social. Tendo como pano de fundo a hegemônica ideologia da democracia racial, a pesquisa pretende afastar ocultações de harmonia racial e demonstrar como, a despeito delas, a incorporação da criminologia positivista carregou a reificação da distinção racializada no olhar para a questão criminal, se enraizando no sistema penal. Partindo de um problema presente o componente racista da seleção preferencial do sistema penal brasileiro a pesquisa busca na recuperação histórica a leitura das traduções realizadas pelos intelectuais brasileiros que, problematizando a nacionalidade e a cidadania no momento de transição representado pela Primeira República, construíram ideias sobre o crime, o criminoso e a defesa social a partir de critérios de distinção ancorados em visões racializadas, gerais e individualizantes. Para tanto, coloca-se em questão a inserção do positivismo na polícia, dentro do contexto das reformas policiais do início do século XX. Chama-se a atenção para o papel de determinados tradutores traidores do positivismo chamados de intelectuais de polícia no campo policial, assim como para a forma de introdução dessa criminologia, usando-se a ideia de luta simbólica pela mudança da prática policial. Pretendendo, desse modo, contribuir com o estudo da questão criminal e com a compreensão do sistema penal brasileiro a partir do diálogo entre criminologia, história e sociologia, as conclusões do trabalho apontam para a oportunidade da abordagem da polícia como um campo social dotado de um habitus específico. Essa visão possibilita, por um lado, a interpretação das pretensões modernizantes dos intelectuais de polícia alinhadas com o pensamento positivista como pressões sobre as estruturas desse campo, passíveis de rejeição e de retradução no interior desse mundo social específico. De outro, admitindo-se a possibilidade de tensionamento e reestruturação do habitus policial como resultado dessas demandas externas, pode-se encontrar nessas disposições duráveis elementos da permanência do positivismo que imprimiram na prática policial as desigualdades ocultadas pelo mito da democracia racial.

A tutela penal dos discursos potencialmente ofensivos

O presente trabalho tem como ponto de partida os problemas que podem advir doexercício potencialmente danoso da liberdade de expressão. Desta forma, foram estabelecidas, inicialmente, as premissas sobre as quais se deve fundamentar o Direito Penal no seio de um Estado Democrático de Direito. Posteriormente, foram analisados os contornos do bem jurídico limitado pela eventual intervenção penal, bem como as características e principais formas de manifestação do problema, tendo sido estabelecido, ainda, um panorama do tratamento jurídico-penal conferido ao problema nos Estados Unidos, na Alemanha, na Corte Europeia de Direitos Humanos e no Brasil. Da análise restou comprovado que há uma tendência majoritária à admissibilidade da intervenção penal sobre o problema, limitando discursos potencialmente danosos como forma de promover uma sociedade mais pluralista e tolerante. Partindo-se desta constatação, buscou-se elaborar uma proposta dogmática que possa servir como mecanismo de limitação do poder punitivo, estabelecendo-se critérios minimamente satisfatórios para a aferição da potencialidade lesiva de um discurso. Por fim, apresentou-se uma análise crítica a respeito de tais processos criminalizatórios, já que constituem mera tentativa de promoção de minha exposição valores por meio do Direito Penal, o que não poderia ser admitido num Estado Democrático de Direito.

Ensino de história da educação nas universidades estaduais do Paraná: institucionalização, saberes e agentes (1962-1998)

Ao considerar a disciplina História da Educação na circunstância e na experiência do ensino emergiu a pergunta Que História é essa?, um disparador que provocou a proposta da pesquisa apresentada no doutorado em educação. Procurou-se analisar o arranjo disciplinar, considerando as circunstâncias na composição do currículo de formação dos professores. Foi elaborado um conjunto de interrogações-guia, a saber: Como a História da Educação foi constituída em saber escolar? Quais referências implicaram sua composição? Como a disciplina foi desenvolvida? Que tipos de práticas foram favorecidas no seu desenvolvimento? Que sujeitos foram responsáveis por sua oferta? O problema da constituição histórica da disciplina História da Educação configurou a arquitetura do trabalho de tese, que assumiu a experiência particular de organização da disciplina História da Educação na Universidade Estadual de Londrina, entre 1962 e 1998, assumida aqui, como referência para uma análise local e geral desse dispositivo no campo da Historiografia da Educação. A trama tecida nessa pesquisa se entrelaça na rede de reflexões e debates sobre o tema em âmbito local e nacional. Como chave para análise do problema, operou-se com uma tripla dimensão, a saber; a dimensão institucional, a dimensão dos sujeitos e a dimensão dos saberes. Essa chave se configurou como recurso metodológico, entendendo que tais dimensões não encontram-se separadas e sim implicadas, configurando trama histórica a ser considerada e interrogada, integrantes de uma rede, interdependentes. A investigação particularizada de cada dimensão visou facilitar o tratamento das séries documentais e a análise dos discursos e fontes selecionados. Ao mesmo tempo possibilitou o tratamento das articulações, das regularidades e das variações no período estabelecido. Postas em relação, tornaram possível delinear a constituição da formação docente como desafio institucional, as soluções locais e principalmente o modo como se deu o processo de disciplinarização da História da Educação no âmbito do projeto em análise, considerando a própria genealogia do saber e as soluções marcadas pelas configurações institucionais e agenciamento dos professores que ministraram a disciplina em situações bem determinadas. O conjunto documental organizado em séries homogêneas, a partir do qual pôde-se definir relações, foi constituído da experiência histórica representada, ou seja, registrada. O trabalho se deu considerando então a História Serial, sendo organizado e recortado temporalmente pela e na circunstância dos documentos localizados e selecionados. As séries foram constituídas por programas e diários de classe da UEL, UEPG e UEM, depoimentos de professores, registros e documentos institucionais, material didático, catálogos de curso, propostas curriculares, trabalhos acadêmicos. No movimento de aproximação aos questionamentos apresentados, uma trama narrativa foi tecida no conjunto de quatro capítulos. Este estudo incidiu sobre uma problemática ainda marginal no campo da história da educação, o ensino de História da Educação. A análise das séries documentais apontou para a rede de relações tecidas na configuração da disciplina HE: com experiências internacionais (Europa e Estados Unidos), com a elaboração de bibliografia na área, com os círculos acadêmicos e de formação dos professores colocando à vista a relação entre a tradição e o exercício de criação das formas, recortes e conteúdos da(s) História(s) da Educação ensinada(s). Deste modo, ao examinar o aparato institucional, a ordem dos saberes que instaura a história da educação e o modo como determinados professores conduziram a disciplina, investiu-se no estudo do ordinário da história da educação visibilizando elementos para os quais ainda não se confere a legitimidade e importância que a disciplina e seu ensino podem vir a ter.

Condições de contorno tipo albedo para cálculos globais de reatores nucleares com o modelo de dois grupos de energia na formulação de transporte SN em geometria bidimensional cartesiana

Os eventos de fissão nuclear, resultados da interação dos nêutrons com os núcleos dos átomos do meio hospedeiro multiplicativo, não estão presentes em algumas regiões dos reatores nucleares, e.g., moderador, refletor, e meios estruturais. Nesses domínios espaciais não há geração de potência nuclear térmica e, além disso, comprometem a eficiência computacional dos cálculos globais de reatores nucleares. Propomos nesta tese uma estratégia visando a aumentar a eficiência computacional dessas simulações eliminando os cálculos numéricos explícitos no interior das regiões não-multiplicativas (baffle e refletor) em torno do núcleo ativo. Apresentamos algumas modelagens e discutimos a eficiência da aplicação dessas condições de contorno aproximadas tipo albedo para uma e duas regiões nãomultiplicativas, na formulação de ordenadas discretas (SN) para problemas de autovalor a dois grupos de energia em geometria bidimensional cartesiana. A denominação Albedo, palavra de origem latina para alvura, foi originalmente definida como a fração da luz incidente que é refletida difusamente por uma superfície. Esta denominação latina permaneceu como o termo científico usual em astronomia e, nesta tese, este conceito é estendido para reflexão de nêutrons. Estas condições de contorno tipo albedo SN não-convencional substituem aproximadamente as regiões de baffle e refletor no em torno do núcleo ativo do reator, desprezando os termos de fuga transversal no interior dessas regiões. Se o problema, em particular, não possui termos de fuga transversal, i.e., trata-se de um problema unidimensional, então as condições de contorno albedo, como propostas nesta tese, são exatas. Por eficiência computacional entende-se a análise da precisão dos resultados numéricos em comparação com o tempo de execução computacional de cada simulação de um dado problema-modelo. Resultados numéricos considerando dois problemas-modelo com de simetria são considerados para ilustrar esta análise de eficiência.

Estimativa de fontes externas uniformes de nêutrons em regiões combustíveis para uma distribuição prescrita de potência

Projetos de reatores nucleares foram classificados em quatro gerações (Gen) pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos da América (DOE), quando o DOE introduziu o conceito de reatores de geração IV (Gen IV). Reatores Gen IV são um conjunto de projetos de reator nuclear, em sua maioria teóricos, atualmente sendo pesquisados. Entre os projetos Gen IV, incluem-se os projetos dos ADS (Accelerator Driven Systems), que são sistemas subcríticos estabilizados por fontes externas estacionárias de nêutrons. Estas fontes externas de nêutrons são normalmente geradas a partir da colisão de prótons com alta energia contra os núcleos de metais pesados presentes no núcleo do reator, fenômeno que é conhecido na literatura como spallation, e os prótons são acelerados num acelerador de partículas que é alimentado com parte da energia gerada pelo reator. A criticalidade de um sistema mantido por reações de fissão em cadeia depende do balanço entre a produção de nêutrons por fissão e a remoção por fuga pelos contornos e absorção de nêutrons. Um sistema está subcrítico quando a remoção por fuga e absorção ultrapassa a produção por fissão e, portanto, tende ao desligamento. Entretanto, qualquer sistema subcrítico pode ser estabilizado pela inclusão de fontes estacionárias de nêutrons em seu interior. O objetivo central deste trabalho é determinar as intensidades dessas fontes uniformes e isotrópicas de nêutrons, que se deve inserir em todas as regiões combustíveis do sistema, para que o mesmo estabilize-se gerando uma distribuição prescrita de potência elétrica. Diante do exposto, foi desenvolvido neste trabalho um aplicativo computacional em linguagem Java que estima as intensidades dessas fontes estacionárias de nêutrons, que devem ser inseridas em cada região combustível para que estabilizem o sistema subcrítico com uma dada distribuição de potência definida pelo usuário. Para atingir este objetivo, o modelo matemático adotado foi a equação unidimensional de transporte de nêutrons monoenergéticos na formulação de ordenadas discretas (SN) e o convencional método de malha fina diamond difference (DD) foi utilizado para resolver numericamente os problemas SN físicos e adjuntos. Resultados numéricos para dois problemas-modelos típicos são apresentados para ilustrar a acurácia e eficiência da metodologia proposta.