59 resultados para Equacoes diferenciais parciais
Resumo:
A presente dissertação propõe uma abordagem alternativa na simulação matemática de um cenário preocupante em ecologia: o controle de pragas nocivas a uma dada lavoura de soja em uma específica região geográfica. O instrumental teórico empregado é a teoria dos jogos, de forma a acoplar ferramentas da matemática discreta à análise e solução de problemas de valor inicial em equações diferenciais, mais especificamente, as chamadas equações de dinâmica populacional de Lotka-Volterra com competição. Essas equações, que modelam o comportamento predador-presa, possuem, com os parâmetros inicialmente utilizados, um ponto de equilíbrio mais alto que o desejado no contexto agrícola sob exame, resultando na necessidade de utilização da teoria do controle ótimo. O esquema desenvolvido neste trabalho conduz a ferramentas suficientemente simples, de forma a tornar viável o seu uso em situações reais. Os dados utilizados para o tratamento do problema que conduziu a esta pesquisa interdisciplinar foram coletados de material bibliográfico da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária EMBRAPA.
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Um grande desafio da atualidade é a preservação dos recursos hídricos, bem como o correto manejo dos mesmos, frente à expansão das cidades e às atividades humanas. A qualidade de um corpo hídrico é usualmente avaliada através da análise de parâmetros biológicos, físicos e químicos. O comportamento de tais parâmetros pode convenientemente ser simulado através de modelos matemáticos e computacionais, que surgem assim como uma ferramenta bastante útil, por sua capacidade de geração de cenários que possam embasar, por exemplo, tomadas de decisão. Nesta tese são discutidas técnicas de estimação da localização e intensidade de uma fonte de contaminante conservativo, hipoteticamente lançado na região predominantemente fluvial de um estuário. O lançamento aqui considerado se dá de forma pontual e contínua e a região enfocada compreendeu o estuário do Rio Macaé, localizado na costa norte do Rio de Janeiro. O trabalho compreende a solução de um problema direto, que consiste no transporte bidimensional (integrado na vertical) desse contaminante hipotético, bem como a aplicação de técnicas de problemas inversos. Para a solução do transporte do contaminante, aqui modelada pela versão 2D horizontal da equação de advecção-difusão, foram utilizados como métodos de discretização o Método de Elementos Finitos e o Método de Diferenças Finitas. Para o problema hidrodinâmico foram utilizados dados de uma solução já desenvolvida para estuário do Rio Macaé. Analisada a malha de acordo com o método de discretização, foram definidas a geometria do estuário e os parâmetros hidrodinâmicos e de transporte. Para a estimação dos parâmetros propostos foi utilizada a técnica de problemas inversos, com o uso dos métodos Luus-Jaakola, Algoritmo de Colisão de Partículas e Otimização por Colônia de Formigas para a estimação da localização e do método Seção Áurea para a estimação do parâmetro de intensidade da fonte. Para a definição de uma fonte, com o objetivo de propor um cenário experimental idealizado e de coleta de dados de amostragem, foi realizada a análise de sensibilidade quanto aos parâmetros a serem estimados. Como os dados de amostragem de concentração foram sintéticos, o problema inverso foi resolvido utilizando-os com e sem ruído, esse introduzido de forma artificial e aleatória. Sem o uso de ruído, os três métodos mostraram-se igualmente eficientes, com uma estimação precisa em 95% das execuções. Já com o uso de dados de amostragem com ruídos de 5%, o método Luus-Jaakola mostrou-se mais eficiente em esforço e custo computacional, embora todos tenham estimado precisamente a fonte em 80% das execuções. Considerando os resultados alcançados neste trabalho tem-se que é possível estimar uma fonte de constituintes, quanto à sua localização e intensidade, através da técnica de problemas inversos. Além disso, os métodos aplicados mostraram-se eficientes na estimação de tais parâmetros, com estimações precisas para a maioria de suas execuções. Sendo assim, o estudo do comportamento de contaminantes, e principalmente da identificação de fontes externas, torna-se uma importante ferramenta para a gestão dos recursos hídricos, possibilitando, inclusive, a identificação de possíveis responsáveis por passivos ambientais.
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Em uma grande gama de problemas físicos, governados por equações diferenciais, muitas vezes é de interesse obter-se soluções para o regime transiente e, portanto, deve-se empregar técnicas de integração temporal. Uma primeira possibilidade seria a de aplicar-se métodos explícitos, devido à sua simplicidade e eficiência computacional. Entretanto, esses métodos frequentemente são somente condicionalmente estáveis e estão sujeitos a severas restrições na escolha do passo no tempo. Para problemas advectivos, governados por equações hiperbólicas, esta restrição é conhecida como a condição de Courant-Friedrichs-Lewy (CFL). Quando temse a necessidade de obter soluções numéricas para grandes períodos de tempo, ou quando o custo computacional a cada passo é elevado, esta condição torna-se um empecilho. A fim de contornar esta restrição, métodos implícitos, que são geralmente incondicionalmente estáveis, são utilizados. Neste trabalho, foram aplicadas algumas formulações implícitas para a integração temporal no método Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) de modo a possibilitar o uso de maiores incrementos de tempo e uma forte estabilidade no processo de marcha temporal. Devido ao alto custo computacional exigido pela busca das partículas a cada passo no tempo, esta implementação só será viável se forem aplicados algoritmos eficientes para o tipo de estrutura matricial considerada, tais como os métodos do subespaço de Krylov. Portanto, fez-se um estudo para a escolha apropriada dos métodos que mais se adequavam a este problema, sendo os escolhidos os métodos Bi-Conjugate Gradient (BiCG), o Bi-Conjugate Gradient Stabilized (BiCGSTAB) e o Quasi-Minimal Residual (QMR). Alguns problemas testes foram utilizados a fim de validar as soluções numéricas obtidas com a versão implícita do método SPH.
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Neste trabalho são utilizados a técnica baseada na propagação de ondas acústicas e o método de otimização estocástica Luus-Jaakola (LJ) para solucionar o problema inverso relacionado à identificação de danos em barras. São apresentados o algoritmo algébrico sequencial (AAS) e o algoritmo algébrico sequencial aperfeiçoado (AASA) que modelam o problema direto de propagação de ondas acústicas em uma barra. O AASA consiste nas modificações introduzidas no AAS. O uso do AASA resolve com vantagens o problema de identificação de danos com variações abruptas de impedância. Neste trabalho são obtidos, usando-se o AAS-LJ e o AASA-LJ, os resultados de identificação de cinco cenários de danos. Três deles com perfil suave de impedância acústica generalizada e os outros dois abruptos. Além disso, com o objetivo de simular sinais reais de um experimento, foram introduzidos variados níveis de ruído. Os resultados alcançados mostram que o uso do AASA-LJ na resolução de problemas de identificação de danos em barras é bastante promissor, superando o AAS-LJ para perfis abruptos de impedância.
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Comunidade de prática (CoP) é um termo recente e que se aplica a indivíduos que compartilham um objetivo comum que pode englobar desde uma temática específica, um problema ou uma paixão, sendo o aprendizado em conjunto e o sentimento de pertença os diferenciais dessa teoria que pode refletir, positivamente, na aquisição de conhecimento como um processo participativo. Esta dissertação de mestrado procura averiguar a pertinência da construção de uma comunidade de prática para conselheiros de saúde dentro da política do Sistema Único (SUS) de valorizar a participação popular. Inicialmente, descrevemos de forma resumida o que foi a implantação do SUS e como se inserem os Conselhos de Saúde dentro de suas prerrogativas de participação popular. A partir desse panorama, discorremos sobre o que são, como podem funcionar e qual a importância das CoPs. Por último, investigamos a opinião de uma amostra de conselheiros de saúde da região Sudeste do país e com acesso à Internet. Qual é a visão deles sobre a estruturação e capacitação dentro dos Conselhos de Saúde ? Verificamos que há uma estreita relação de poder e alienação dentro dos Conselhos e, em virtude disso, uma demanda grande por capacitação. Porém, diante das limitações de nosso estudo, que só investigou os conselheiros com acesso à Internet, não podemos extrapolar conclusões de uma CoP poderia ser eficaz para capacitação de conselheiros de todo o país, pois verificamos que a baixa escolaridade nacional também se reflete dentro dos Conselhos assim como a exclusão digital. Estes fatores colocam, portanto, a maior parte dos conselheiros de saúde excluídos da possibilidade de capacitação através de uma CoP
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O processo de recuperação secundária de petróleo é comumente realizado com a injeção de água ou gás no reservatório a fim de manter a pressão necessária para sua extração. Para que o investimento seja viável, os gastos com a extração precisam ser menores do que o retorno financeiro obtido com a produção de petróleo. Objetivando-se estudar possíveis cenários para o processo de exploração, costuma-se utilizar simulações dos processos de extração. As equações que modelam esse processo de recuperação são de caráter hiperbólico e não lineares, as quais podem ser interpretadas como Leis de Conservação, cujas soluções são complexas por suas naturezas descontínuas. Essas descontinuidades ou saltos são conhecidas como ondas de choque. Neste trabalho foi abordada uma análise matemática para os fenômenos oriundos de leis de conservação, para em seguida utilizá-la no entendimento do referido problema. Foram estudadas soluções fracas que, fisicamente, podem ser interpretadas como ondas de choque ou rarefação, então, para que fossem distinguidas as fisicamente admissíveis, foi considerado o princípio de entropia, nas suas diversas formas. As simulações foram realizadas nos âmbitos dos escoamentos bifásicos e trifásicos, em que os fluidos são imiscíveis e os efeitos gravitacionais e difusivos, devido à pressão capilar, foram desprezados. Inicialmente, foi feito um estudo comparativo de resoluções numéricas na captura de ondas de choque em escoamento bifásico água-óleo. Neste estudo destacam-se o método Composto LWLF-k, o esquema NonStandard e a introdução da nova função de renormalização para o esquema NonStandard, onde obteve resultados satisfatórios, principalmente em regiões onde a viscosidade do óleo é muito maior do que a viscosidade da água. No escoamento bidimensional, um novo método é proposto, partindo de uma generalização do esquema NonStandard unidimensional. Por fim, é feita uma adaptação dos métodos LWLF-4 e NonStandard para a simulação em escoamentos trifásicos em domínios unidimensional. O esquema NonStandard foi considerado mais eficiente nos problemas abordados, uma vez que sua versão bidimensional mostrou-se satisfatória na captura de ondas de choque em escoamentos bifásicos em meios porosos.
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O biodiesel tem sido amplamente utilizado como uma fonte de energia renovável, que contribui para a diminuição de demanda por diesel mineral. Portanto, existem várias propriedades que devem ser monitoradas, a fim de produzir e distribuir biodiesel com a qualidade exigida. Neste trabalho, as propriedades físicas do biodiesel, tais como massa específica, índice de refração e ponto de entupimento de filtro a frio foram medidas e associadas a espectrometria no infravermelho próximo (NIR) e espectrometria no infravermelho médio (Mid-IR) utilizando ferramentas quimiométricas. Os métodos de regressão por mínimos quadrados parciais (PLS), regressão de mínimos quadrados parciais por intervalos (iPLS), e regressão por máquinas de vetor de suporte (SVM) com seleção de variáveis por Algoritmo Genético (GA) foram utilizadas para modelar as propriedades mencionadas. As amostras de biodiesel foram sintetizadas a partir de diferentes fontes, tais como canola, girassol, milho e soja. Amostras adicionais de biodiesel foram adquiridas de um fornecedor da região sul do Brasil. Em primeiro lugar, o pré-processamento de correção de linha de base foi usado para normalizar os dados espectrais de NIR, seguidos de outros tipos de pré-processamentos que foram aplicados, tais como centralização dos dados na média, 1 derivada e variação de padrão normal. O melhor resultado para a previsão do ponto de entupimento de filtro a frio foi utilizando os espectros de Mid-IR e o método de regressão GA-SVM, com alto coeficiente de determinação da previsão, R2Pred=0,96 e baixo valor da Raiz Quadrada do Erro Médio Quadrático da previsão, RMSEP (C)= 0,6. Para o modelo de previsão da massa específica, o melhor resultado foi obtido utilizando os espectros de Mid-IR e regressão por PLS, com R2Pred=0,98 e RMSEP (g/cm3)= 0,0002. Quanto ao modelo de previsão para o índice de refração, o melhor resultado foi obtido utilizando os espectros de Mid-IR e regressão por PLS, com excelente R2Pred=0,98 e RMSEP= 0,0001. Para esses conjuntos de dados, o PLS e o SVM demonstraram sua robustez, apresentando-se como ferramentas úteis para a previsão das propriedades do biodiesel estudadas
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Consensos doutrinários acerca da novidade da proteção do ser humano por declarações de direito internas e internacionais e por constituições especificamente pela constituição Brasileira de 1988 - conformaram o ponto de partida desta pesquisa. Estabeleceu-se, inicialmente, um problema teórico que buscava sistematizar no direito internacional privado o impacto da suposta revolução teórica vivenciada pelo direito nos últimos séculos entendendo-se que a doutrina conflitual brasileira não havia desenvolvido parâmetros claros aos contornos da proteção do homem em sua esfera. Cumpridos os requisitos metodológicos relacionados à apresentação de hipótese a problema específico, o aprofundamento das pesquisas mostrou-se surpreendente: a hipótese mostrava-se inconsistente. Adotou-se, assim, o prisma de sua negação. Percebeu-se que, de fato, o ser humano se encontra hoje no centro do direito, mas que no direito internacional privado a novidade anunciada não se mostrava recente e que o deslumbramento com a dignidade humana falseava na técnica conflitual sua razão de ser originária. O trabalho foi realizado levando-se em conta o método dedutivo-indutivo de pesquisa a partir da utilização das doutrinas do direito internacional privado, do discurso da proteção do homem e das teorias constitucionais como instrumento de verificação da hipótese proposta ao problema inicialmente apresentado. A inovação do estudo realizado não se encontra, assim, necessariamente em seu conteúdo, mas na sistematização teórica da relação existente entre a doutrina da proteção do indivíduo, incorporada definitivamente ao direito constitucional brasileiro atual, e o direito internacional privado. Buscou-se demonstrar que o impacto da proteção do homem na disciplina deve ser entendido como um diálogo e que a técnica conflitual não seria meramente induzida pelos direitos humanos fundamentais, mas também indutora de seu reconhecimento e consagração. O trabalho foi dividido em três partes distintas, mas interdependentes. Na primeira delas, apresentaram-se as bases teóricas da pesquisa. Foram organizadas, nesse ponto, as premissas consideradas essenciais ao avanço da investigação. A segunda seção adota a classificação predominante na doutrina brasileira para o objeto do direito internacional privado para sistematizar a análise do tema em seu viés prático. Na terceira seção, demonstra-se de que forma os resultados parciais obtidos acabaram por negar paulatinamente a hipótese inicial fixada. Observou-se que, caso se admitisse que o discurso dos direitos humanos se estabeleceu como axioma informador do direito como um todo há poucas centenas de anos e que a ordem jurídica brasileira apenas protegeu o indivíduo a partir de 1988, o direito internacional privado deveria ser entendido como predecessor, como técnica que antecipou toda essa dinâmica. Mais que isso, concluiu-se que o sobredireito internacional tem sua origem e finalidade maior na proteção dos seres humanos e que não foi apenas induzido pelo discurso da defesa do homem. Conclui-se, por fim, que tratar a proteção do ser humano pelo direito internacional privado como dado contemporâneo ou moderno constituiria, de todo o investigado, grave equívoco que desconsideraria as origens, os fundamentos e as funções da técnica conflitual.
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Esta tese apresenta um estudo sobre modelagem computacional onde são aplicadas meta-heurísticas de otimização na solução de problemas inversos de transferência radiativa em meios unidimensionais com albedo dependente da variável óptica, e meios unidimensionais de duas camadas onde o problema inverso é tratado como um problema de otimização. O trabalho aplica uma meta-heurística baseada em comportamentos da natureza conhecida como algoritmo dos vagalumes. Inicialmente, foram feitos estudos comparativos de desempenho com dois outros algoritmos estocásticos clássicos. Os resultados encontrados indicaram que a escolha do algoritmo dos vagalumes era apropriada. Em seguida, foram propostas outras estratégias que foram inseridas no algoritmo dos vagalumes canônico. Foi proposto um caso onde se testou e investigou todas as potenciais estratégias. As que apresentaram os melhores resultados foram, então, testadas em mais dois casos distintos. Todos os três casos testados foram em um ambiente de uma camada, com albedo de espalhamento dependente da posição espacial. As estratégias que apresentaram os resultados mais competitivos foram testadas em um meio de duas camadas. Para este novo cenário foram propostos cinco novos casos de testes. Os resultados obtidos, pelas novas variantes do algoritmo dos vagalumes, foram criticamente analisados.
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Nesta tese é realizada a modelagem do comportamento hidráulico dos principais rios que compõem a bacia hidrográfica do Rio Bengalas, localizada no município de Nova Friburgo-RJ, a qual abrange a área mais urbanizada da referida cidade. Para a realização das simulações foi utilizado o Sistema de Modelagem de Águas MOHID, ferramenta MOHID Land. Já para a calibração do modelo foram adotados alguns métodos de otimização, mais precisamente, os algoritmos de Luus- Jaakola (LJ) e Colisão de Partículas (PCA), acoplados ao referido sistema, com o intuito de determinar os principais parâmetros necessários à modelagem de corpos hídricos, bem como suas bacias hidrográficas. Foram utilizados dados topográficos do IBGE disponibilizados pela prefeitura após a elaboração do Plano de Águas Pluviais da região de interesse. Com o modelo devidamente calibrado por meio de dados experimentais, foi realizada a validação do mesmo através da simulação de inundações nesta região. Apesar de técnicas de otimização acopladas à plataforma MOHID terem sido utilizadas pela primeira vez em um rio de montanha, os resultados apresentaram-se importantes e qualitativamente satisfatórios do ponto de vista de auxílio à tomada de decisões, tendo como base a prevenção de danos causados pelas elevações da lâmina dágua que ocorrem frequentemente em Nova Friburgo, como por exemplo, a recente tragédia de janeiro de 2011 ocorrida na Região Serrana do Estado do Rio de Janeiro.
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Neste trabalho foi feito um estudo do limite de Karlhede para ondas pp. Para este fim, uma revisão rigorosa de Geometria Diferencial foi apresentada numa abordagem independente de sistemas de coordenadas. Além da abordagem usual, a curvatura de uma variedade riemanniana foi reescrita usando os formalismos de referenciais, formas diferenciais e espinores do grupo de Lorentz. O problema de equivalência para geometrias riemannianas foi formulado e as peculiaridades de sua aplicação é a Relatividade Geral são delineadas. O limite teórico de Karlhede para espaços-tempo de vácuo de tipo Petrov N foi apresentado. Esse limite é estudado na prática usando técnicas espinores e as condições para sua existência são resolvidas sem a introdução de sistemas de coordenadas.
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O presente estudo tem como objetivo desenvolver uma reflexão sobre o uso dos indicadores sociais sintéticos no sentido de formular e implementar políticas públicas na área social, especificamente em relação ao caso brasileiro, tomando como referência principal o Índice de Desenvolvimento Humano (IDH). Nossa análise partiu da premissa de que, pelos menos nas últimas três décadas, os indicadores sociais têm sido amplamente utilizados no Brasil com o objetivo de justificar e orientar ações públicas direcionadas para as tentativas de equacionamento das mais variadas questões sociais, tais como a pobreza e a concentração de renda. Principalmente a partir dos anos 1990 os dados e apontamentos de alguns indicadores sociais sintéticos, especialmente o IDH, parecem que vêm sendo utilizados como justificativa principal ou até mesmo única para a priorização de determinadas políticas públicas voltadas para a área social. A partir dessa reflexão, nossa análise buscou avaliar, com um olhar mais apurado sobre o IDH, a existência de falhas e limites inerentes aos indicadores sintéticos, que poderiam estar comprometendo sua eficácia no sentido de refletir dados mais aproximados com a realidade social brasileira. Assim, pretendemos apontar que a prática de priorização de políticas a partir dos dados desses indicadores sintéticos, que parece ser constante no Brasil, acaba se tornando bastante preocupante ou, algumas vezes, talvez inadequada. Do ponto de vista metodológico, este estudo dependeu basicamente de uma pesquisa bibliográfica e de uma pesquisa documental, a partir das quais decompomos nossas análises em reflexões sobre a formação e evolução dos indicadores sociais, sobre os aspectos filosóficos e metodológicos do IDH e sobre as possíveis falhas e limites inerentes aos indicadores, com base na análise do IDH e dos índices parciais que o compõem (índices de Renda, Educação e Longevidade). A seguir, para mostrar que a prática de priorização de políticas sociais a partir de indicadores parece constante no Brasil, ilustramos os casos selecionados de determinados estados e municípios brasileiros.
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Esta dissertação visa a discutir a noção e os limites da originalidade como requisito material para obtenção de registros de desenhos industriais. Começando com a originalidade no texto da Lei n. 9.279/96 e fazendo algumas distinções adotadas pela doutrina e jurisprudência, passa-se para a fundamentação da originalidade no texto constitucional. Aborda-se em seguida os diversos aspectos relativos direta e indiretamente à originalidade no exame de mérito e validade dos registros de desenho industrial, bem como nas ações de infração. Por fim, são identificados os critérios fundamentais para averiguação da distinguibilidade dos desenhos e busca-se aplicar algumas das conclusões parciais a casos práticos.
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O presente trabalho apresenta a rotina de tratamento de crianças e jovens com doença renal crônica, tendo como finalidade investigar as práticas performadas neste cenário e acompanhar as construções que se moldam durante a realização da hemodiálise. Nesse sentido, tomamos a orientação teórico-metodológica proposta na Teoria ator-rede (TAR), seguindo os atores - humanos e não-humanos - e apresentando as conexões parciais presentes neste campo. Nesse movimento, surgem novos olhares à Psicologia, apontando para uma prática que rompe com os moldes tradicionais, tendo como setting a sala da hemodiálise e partilha a relação terapêutica com os inúmeros actantes deste espaço: agulhas, cateter, responsáveis, técnicos, profissionais de saúde, etc. Colabora ainda para deslocar a noção de saúde e doença como polaridades e , principalmente, para desmontar este último como um estado marginal. Mol (2008) nos ensina que o adoecimento deve ser entendido como parte integrante do sujeito, e que, portanto, estar doente ou saudável representam momentos do fluxo de estar vivo. E isto envolve práticas de cuidado, ou melhor, abrange a negociação entre o desejável e o possível, o que requer investigação caso a caso. Do mesmo modo, o tratamento da hemodiálise é encarado de diferentes formas, na medida que se constitui como um arranjo do sujeito em relação ao espaço, às práticas, às pessoas, etc, sendo, portanto, uma das possibilidades existentes de cuidar do curso da doença renal, que é crônico. Além disso, o corpo é apresentado como um campo de afetações e de associações, por isso deve ser entendido a partir destas. Logo, quando Haraway (1995) afirma que somos todos ciborgues, está apontando uma nova versão sobre o organismo e a realidade material, sendo a experiência dialítica um dos exemplos concreto deste modo de articulação.
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Identificar e analisar as demandas de tipo curricular articuladas no discurso do movimento social denominado como Revolução Pinguina, o que luta por uma educação de qualidade, gratuita e equitativa para os chilenos. Utilizo como referencial teórico, com registro pos-estrutural, a teoria do currículo desenvolvida por Alice Casimiro Lopes e Elizabeth Macedo a partir de uma abordagem discursiva e, a teoria do discurso desenvolvida por Ernesto Laclau em parceria com Chantal Mouffe. Entendo que essas demandas se inserem dentro dum conjunto mais amplo de demandas diferenciais que tem por antagonismo o projeto neoliberal do governo, representado pela concertación de partidos por la democracia. Dessa forma existem duas cadeias discursivas, por um lado o discurso dos estudantes, por outro, o discurso do governo, ambos tentam fixar determinados sentidos para o que representa qualidade da educação, desenvolvendo una guerra de representações. Defendo que por essa amplitude da cadeia discursiva a partir da incorporação de novas demandas representativas de diferentes atores sociais, também há um esvaziamento das bandeiras de luta, mas também uma maior força do movimento. Nesse sentido o significante qualidade da educação se transformou num significante vazio que se desprendeu de seus conteúdos concretos e precisos para poder representar provisoriamente a totalidade que a excede, ou seja, deixou de representar apenas um grupo especifico para representar a totalidade do movimento social. Assim, a luta política do movimento estudantil chileno pela educação de qualidade, tem colocado no centro do debate nacional diversas temáticas vinculadas com educação, mobilizando periodicamente á sociedade e conseguindo importantes transformações dentro da estrutura do sistema educativo nacional, significada pelo discurso estudantil como um sistema em crise.