Modelo computacional para avaliação do desempenho hidrodinâmico de embarcações de planeio em águas calmas.

Em geral, uma embarcação de planeio é projetada para atingir elevados níveis de velocidade. Esse atributo de desempenho está diretamente relacionado ao porte da embarcação e à potência instalada em sua planta propulsiva. Tradicionalmente, durante o projeto de uma embarcação, as análises de desempenho são realizadas através de resultados de embarcações já existentes, retirados de séries sistemáticas ou de embarcações já desenvolvidas pelo estaleiro e/ou projetista. Além disso, a determinação dos atributos de desempenho pode ser feita através de métodos empíricos e/ou estatísticos, onde a embarcação é representada através de seus parâmetros geométricos principais; ou a partir de testes em modelos em escala reduzida ou protótipos. No caso específico de embarcações de planeio, o custo dos testes em escala reduzida é muito elevado em relação ao custo de projeto. Isso faz com que a maioria dos projetistas não opte por ensaios experimentais das novas embarcações em desenvolvimento. Ao longo dos últimos anos, o método de Savitsky foi largamente utilizado para se realizar estimativas de potência instalada de uma embarcação de planeio. Esse método utiliza um conjunto de equações semi-empíricas para determinar os esforços atuantes na embarcação, a partir dos quais é possível determinar a posição de equilíbrio de operação e a força propulsora necessária para navegar em uma dada velocidade. O método de Savitsky é muito utilizado nas fases iniciais de projeto, onde a geometria do casco ainda não foi totalmente definida, pois utiliza apenas as características geométricas principais da embarcação para realização das estimativas de esforços. À medida que se avança nas etapas de projeto, aumenta o detalhamento necessário das estimativas de desempenho. Para a realização, por exemplo, do projeto estrutural é necessária uma estimativa do campo de pressão atuante no fundo do casco, o qual não pode ser determinado pelo método de Savitsky. O método computacional implementado nesta dissertação, tem o objetivo de determinar as características do escoamento e o campo de pressão atuante no casco de uma embarcação de planeio navegando em águas calmas. O escoamento é determinado através de um problema de valor de contorno, no qual a superfície molhada no casco é considerada um corpo esbelto. Devido ao uso da teoria de corpo esbelto o problema pode ser tratado, separadamente, em cada seção, onde as condições de contorno são forçadamente respeitadas através de uma distribuição de vórtices.

Avaliação de incertezas na calibração automática do modelo SWMM

Este trabalho é referente ao desenvolvimento de um calibrador multiobjetivo automático do modelo SWMM (Storm Water Management Model), e avaliação de algumas fontes de incertezas presentes no processo de calibração, visando à representação satisfatória da transformação chuva-vazão. O código foi escrito em linguagem C, e aplica os conceitos do método de otimização multiobjetivo NSGAII (Non Dominated Sorting Genetic Algorithm) com elitismo controlado, além de utilizar o código fonte do modelo SWMM para a determinação das vazões simuladas. Paralelamente, também foi criada uma interface visual, para melhorar a facilidade de utilização do calibrador. Os testes do calibrador foram aplicados a três sistemas diferentes: um sistema hipotético disponibilizado no pacote de instalação do SWMM; um sistema real de pequenas dimensões, denominado La Terraza, localizado no município de Sierra Vista, Arizona (EUA); e um sistema de maiores dimensões, a bacia hidrográfica do Córrego do Gregório, localizada no município de São Carlos (SP). Os resultados indicam que o calibrador construído apresenta, em geral, eficiência satisfatória, porém é bastante dependente da qualidade dos dados observados em campo e dos parâmetros de entrada escolhidos pelo usuário. Foi demonstrada a importância da escolha dos eventos utilizados na calibração, do estabelecimento de limites adequados nos valores das variáveis de decisão, da escolha das funções objetivo e, principalmente, da qualidade e representatividade dos dados de monitoramento pluvio e fluviométrico. Conclui-se que estes testes desenvolvidos contribuem para o entendimento mais aprofundado dos processos envolvidos na modelagem e calibração, possibilitando avanços na confiabilidade dos resultados da modelagem.

Modelo de alta capacidade de inovação para PMEs

Sob as condições presentes de competitividade global, rápido avanço tecnológico e escassez de recursos, a inovação tornou-se uma das abordagens estratégicas mais importantes que uma organização pode explorar. Nesse contexto, a capacidade de inovação da empresa enquanto capacidade de engajar-se na introdução de novos processos, produtos ou ideias na empresa, é reconhecida como uma das principais fontes de crescimento sustentável, efetividade e até mesmo sobrevivência para as organizações. No entanto, apenas algumas empresas compreenderam na prática o que é necessário para inovar com sucesso e a maioria enxerga a inovação como um grande desafio. A realidade não é diferente no caso das empresas brasileiras e em particular das Pequenas e Médias Empresas (PMEs). Estudos indicam que o grupo das PMEs particularmente demonstra em geral um déficit ainda maior na capacidade de inovação. Em resposta ao desafio de inovar, uma ampla literatura emergiu sobre vários aspectos da inovação. Porém, ainda considere-se que há poucos resultados conclusivos ou modelos compreensíveis na pesquisa sobre inovação haja vista a complexidade do tema que trata de um fenômeno multifacetado impulsionado por inúmeros fatores. Além disso, identifica-se um hiato entre o que é conhecido pela literatura geral sobre inovação e a literatura sobre inovação nas PMEs. Tendo em vista a relevância da capacidade de inovação e o lento avanço do seu entendimento no contexto das empresas de pequeno e médio porte cujas dificuldades para inovar ainda podem ser observadas, o presente estudo se propôs identificar os determinantes da capacidade de inovação das PMEs a fim de construir um modelo de alta capacidade de inovação para esse grupo de empresas. O objetivo estabelecido foi abordado por meio de método quantitativo o qual envolveu a aplicação da análise de regressão logística binária para analisar, sob a perspectiva das PMEs, os 15 determinantes da capacidade de inovação identificados na revisão da literatura. Para adotar a técnica de análise de regressão logística, foi realizada a transformação da variável dependente categórica em binária, sendo grupo 0 denominado capacidade de inovação sem destaque e grupo 1 definido como capacidade de inovação alta. Em seguida procedeu-se com a divisão da amostra total em duas subamostras sendo uma para análise contendo 60% das empresas e a outra para validação (holdout) com os 40% dos casos restantes. A adequação geral do modelo foi avaliada por meio das medidas pseudo R2 (McFadden), chi-quadrado (Hosmer e Lemeshow) e da taxa de sucesso (matriz de classificação). Feita essa avaliação e confirmada a adequação do fit geral do modelo, foram analisados os coeficientes das variáveis incluídas no modelo final quanto ao nível de significância, direção e magnitude. Por fim, prosseguiu-se com a validação do modelo logístico final por meio da análise da taxa de sucesso da amostra de validação. Por meio da técnica de análise de regressão logística, verificou-se que 4 variáveis apresentaram correlação positiva e significativa com a capacidade de inovação das PMEs e que, portanto diferenciam as empresas com capacidade de inovação alta das empresas com capacidade de inovação sem destaque. Com base nessa descoberta, foi criado o modelo final de alta capacidade de inovação para as PMEs composto pelos 4 determinantes: base de conhecimento externo (externo), capacidade de gestão de projetos (interno), base de conhecimento interno (interno) e estratégia (interno).

O instituto do veto presidencial no constitucionalismo brasileiro contemporâneo

Nos Estados republicanos modernos, o sistema de freios e contrapesos é um dos modelos institucionais responsável por assegurar o equilíbrio entre os Poderes e prevenir abusos por parte dos governantes. Dois questionamentos podem ser encontrados na literatura brasileira sobre o tema e fundamentam esta Dissertação: um geral sobre o suposto poder excessivo que o nosso sistema político confere ao Poder Executivo e outro, específico, de que nesse contexto, o veto teria um papel central na supremacia do presidente da república sobre o Congresso Nacional no âmbito do processo legislativo. Partindo dessas premissas, a pesquisa avalia se essas características estão condizentes com as expectativas e o desenho institucional proposto para o Estado brasileiro pela Assembleia Nacional Constituinte ANC de 1987. Com base nos anais da ANC e em referências históricas, conclui-se que, ao menos no tocante ao instituto do veto presidencial, o modelo de preponderância do Poder Executivo observado no processo legislativo decorreu de uma opção deliberada e reafirmada pela elite política em 1988, quando da promulgação da Constituição.

Modelo de taxonomia baseada nas competências profissionais de cirurgiões-dentistas que atuam na estratégia da saúde da família: uma ferramenta para planejamento instrucional

A pesquisa visa desenvolver solução para facilitar o planejamento e elaboração de ações educacionais por meio de uma taxonomia das competências profissionais em saúde que tem como base dois conceitos-chave: competências profissionais para a saúde e objetivos educacionais. Esses conceitos são explorados na perspectiva do desenvolvimento de uma taxonomia para ser utilizada como referencial de planejamento e elaboração dos cursos por professores e profissionais de educação em geral, no âmbito de Instituições de Ensino Superior (IES). Na multiplicidade de profissionais de saúde que atuam na estratégia de Saúde da Família no âmbito da Atenção Primária, foi necessário escolher uma das profissões para a construção do modelo, sendo assim, foi escolhida a Odontologia. Entretanto, o modelo poderá ser aplicado para o desenvolvimento de taxonomias que contemplem as competências de outros profissionais, entre os quais os enfermeiros e os médicos. A questão no centro da pesquisa é: será que nas práticas das equipes multiprofissionais envolvidas no desenvolvimento de ações educacionais, limitadas pelos exíguos prazos que geralmente lhes são impostos, é possível potencializar a integração entre o estado da arte dos conhecimentos desenvolvidos no mundo acadêmico com as necessidades de aprendizagem dos profissionais de saúde? O resultado que se espera da pesquisa é uma taxonomia relacionando as competências profissionais dos cirurgiões dentistas com a Taxonomia dos objetivos educacionais de Bloom, (1).

Prospecção do futuro nas empresas: uma proposta de modelo para integração entre o estudo do futuro e a estratégia empresarial

Esta tese buscou estudar a integração entre a prospecção do futuro e projetos dentro do escopo da estratégia. Decisões envolvendo projetos no âmbito da estratégia das organizações são para horizontes de tempo de médio ou longo prazo. Nessa situação, gestores precisam lidar com incertezas de futuro, e para isso podem recorrer às metodologias de prospecção do futuro. O estudo do futuro é atividade complexa, pela abrangência de temas a serem considerados, contudo, é provável que gestores pratiquem essa atividade devido à responsabilidade assumida por suas decisões. A prática de metodologia prospectiva gera resultados, e estes podem contribuir nas decisões em projetos estratégicos. A literatura de estudos do futuro contém recomendações sobre como praticar metodologia prospectiva, porém aborda menos a utilização dos resultados de estudos prospectivos e a sua contribuição para a estratégia empresarial. Ela se concentra mais nos processos de desenvolvimento dos projetos de prospecção para se chegar aos resultados. Dessa forma, esta tese visou ao estudo da utilização dos resultados da prospecção nas decisões de projetos no âmbito da estratégia empresarial. Os fenômenos estudados envolvem a transição entre a prática da prospecção do futuro, a consequente disponibilidade de seus resultados e a contribuição dos mesmos nos processos de análise prospectiva para suporte a decisões. O objetivo geral da tese é a proposta de um modelo que contribua nessa transição. A metodologia utilizada foi mista - quantitativa e qualitativa - desenvolvida por meio de survey e entrevistas, e a abordagem utilizada foi exploratória e descritiva. Os resultados indicam haver limitações na integração entre prospecção do futuro e estratégia empresarial. Foi identificado que a prospecção do futuro é considerada importante pelos gestores participantes da pesquisa. Em contraste, a transição para a sua prática, passando pela disponibilidade de seus resultados, e a posterior utilização deles em processos de suporte à tomada de decisões em projetos estratégicos, apresenta limitações. Os resultados indicam que, apesar da importância da atividade de prospecção, gestores avaliam que ela é praticada em um nível mais baixo, e ao final a contribuição de seus resultados é avaliada em nível ainda mais baixo. Isso é mais evidente nas empresas de menor quantidade de funcionários, menor faturamento, de capital fechado ou limitado, sendo que nessas empresas a prospecção é para horizonte de tempo mais curto. Já gestores de empresas com maior quantidade de funcionários, maior faturamento e de capital aberto lidam melhor com a prospecção do futuro, sendo que estudam seus projetos estratégicos em horizonte de tempo mais longo. Observou-se que as principais limitações identificadas estão relacionadas com o conhecimento das metodologias de prospecção do futuro, e isso limita principalmente a identificação de temas importantes a serem estudados e monitorados acerca do futuro, configurando-se como lacunas de análise prospectiva ou pontos cegos. Por decorrência disso, a contribuição da prospecção na estratégia empresarial sofre limitações. Conclui-se, portanto, que a integração entre prospecção do futuro e a estratégia empresarial poderia ser facilitada por meio do uso de um modelo de suporte, voltado para: (1) reduzir a possibilidade de lacunas de análise prospectiva; e (2) suportar a avaliação: da prática da prospecção do futuro, do uso dos seus resultados nas decisões, e finalmente da aplicação da expertise sobre prospecção do futuro na empresa. Os resultados confirmam que o modelo proposto contribuiria na integração da prospecção do futuro com a estratégia empresarial.

Um modelo multiescala concorrente para representar o processo de fissuração do concreto.

Este trabalho propõe uma técnica de modelagem multiescala concorrente do concreto considerando duas escalas distintas: a mesoescala, onde o concreto é modelado como um material heterogêneo, e a macroescala, na qual o concreto é tratado como um material homogêneo. A heterogeneidade da estrutura mesoscópica do concreto é idealizada considerando três fases distintas, compostas pelos agregados graúdos e argamassa (matriz), estes considerados materiais homogêneos, e zona de transição interfacial (ZTI), tratada como a parte mais fraca entre as três fases. O agregado graúdo é gerado a partir de uma curva granulométrica e posicionado na matriz de forma aleatória. Seu comportamento mecânico é descrito por um modelo constitutivo elástico-linear, devido a sua maior resistência quando comparado com as outras duas fases do concreto. Elementos finitos contínuos com alta relação de aspecto em conjunto com um modelo constitutivo de dano são usados para representar o comportamento não linear do concreto, decorrente da iniciação de fissuras na ZTI e posterior propagação para a matriz, dando lugar à formação de macrofissuras. Os elementos finitos de interface com alta relação de aspecto são inseridos entre todos os elementos regulares da matriz e entre os da matriz e agregados, representando a ZTI, tornando-se potenciais caminhos de propagação de fissuras. No estado limite, quando a espessura do elemento de interface tende a zero (h ?0) e, consequentemente, a relação de aspecto tende a infinito, estes elementos apresentam a mesma cinemática da aproximação contínua de descontinuidades fortes (ACDF), sendo apropriados para representar a formação de descontinuidades associados a fissuras, similar aos modelos coesivos. Um modelo de dano à tração é proposto para representar o comportamento mecânico não linear das interfaces, associado à formação de fissuras, ou até mesmo ao eventual fechamento destas. A fim de contornar os problemas causados pela malha de elementos finitos de transição entre as malhas da macro e da mesoescala, que, em geral, apresentam diferenças expressivas 5 de refinamento, utiliza-se uma técnica recente de acoplamento de malhas não conformes. Esta técnica é baseada na definição de elementos finitos de acoplamento (EFAs), os quais são capazes de estabelecer a continuidade de deslocamento entre malhas geradas de forma completamente independentes, sem aumentar a quantidade total de graus de liberdade do problema, podendo ser utilizados tanto para acoplar malhas não sobrepostas quanto sobrepostas. Para tornar possível a análise em multiescala em casos nos quais a região de localização de deformações não pode ser definida a priori, propõe-se uma técnica multiescala adaptativa. Nesta abordagem, usa-se a distribuição de tensões da escala macroscópica como um indicador para alterar a modelagem das regiões críticas, substituindo-se a macroescala pela mesoescala durante a análise. Consequentemente, a malha macroscópica é automaticamente substituída por uma malha mesoscópica, onde o comportamento não linear está na iminência de ocorrer. Testes numéricos são desenvolvidos para mostrar a capacidade do modelo proposto de representar o processo de iniciação e propagação de fissuras na região tracionada do concreto. Os resultados numéricos são comparados com os resultados experimentais ou com aqueles obtidos através da simulação direta em mesoescala (SDM).

A contribution on modeling methodologies for multibody systems.

Multibody System Dynamics has been responsible for revolutionizing Mechanical Engineering Design by using mathematical models to simulate and optimize the dynamic behavior of a wide range of mechanical systems. These mathematical models not only can provide valuable informations about a system that could otherwise be obtained only by experiments with prototypes, but also have been responsible for the development of many model-based control systems. This work represents a contribution for dynamic modeling of multibody mechanical systems by developing a novel recursive modular methodology that unifies the main contributions of several Classical Mechanics formalisms. The reason for proposing such a methodology is to motivate the implementation of computational routines for modeling complex multibody mechanical systems without being dependent on closed source software and, consequently, to contribute for the teaching of Multibody System Dynamics in undergraduate and graduate levels. All the theoretical developments are based on and motivated by a critical literature review, leading to a general matrix form of the dynamic equations of motion of a multibody mechanical system (that can be expressed in terms of any set of variables adopted for the description of motions performed by the system, even if such a set includes redundant variables) and to a general recursive methodology for obtaining mathematical models of complex systems given a set of equations describing the dynamics of each of its uncoupled subsystems and another set describing the constraints among these subsystems in the assembled system. This work also includes some discussions on the description of motion (using any possible set of motion variables and admitting any kind of constraint that can be expressed by an invariant), and on the conditions for solving forward and inverse dynamics problems given a mathematical model of a multibody system. Finally, some examples of computational packages based on the novel methodology, along with some case studies, are presented, highlighting the contributions that can be achieved by using the proposed methodology.

Modelos baseados em agentes aplicados à dinâmica de preços do mercado imobiliário

Um dos aspectos regulatórios fundamentais para o mercado imobiliário no Brasil são os limites para obtenção de financiamento no Sistema Financeiro de Habitação. Esses limites podem ser definidos de forma a aumentar ou reduzir a oferta de crédito neste mercado, alterando o comportamento dos seus agentes e, com isso, o preço de mercado dos imóveis. Neste trabalho, propomos um modelo de formação de preços no mercado imobiliário brasileiro com base no comportamento dos agentes que o compõem. Os agentes vendedores têm comportamento heterogêneo e são influenciados pela demanda histórica, enquanto que os agentes compradores têm o seu comportamento determinado pela disponibilidade de crédito. Esta disponibilidade de crédito, por sua vez, é definida pelos limites para concessão de financiamento no Sistema Financeiro de Habitação. Verificamos que o processo markoviano que descreve preço de mercado converge para um sistema dinâmico determinístico quando o número de agentes aumenta, e analisamos o comportamento deste sistema dinâmico. Mostramos qual é a família de variáveis aleatórias que representa o comportamento dos agentes vendedores de forma que o sistema apresente um preço de equilíbrio não trivial, condizente com a realidade. Verificamos ainda que o preço de equilíbrio depende não só das regras de concessão de financiamento no Sistema Financeiro de Habitação, como também do preço de reserva dos compradores e da memória e da sensibilidade dos vendedores a alterações na demanda. A memória e a sensibilidade dos vendedores podem levar a oscilações de preços acima ou abaixo do preço de equilíbrio (típicas de processos de formação de bolhas); ou até mesmo a uma bifurcação de Neimark-Sacker, quando o sistema apresenta dinâmica oscilatória estável.

Modelo de otimização multiobjetivo aplicado ao projeto de concepção de submarinos convencionais.

Este trabalho apresenta um modelo de otimização multiobjetivo aplicado ao projeto de concepção de submarinos convencionais (i.e. de propulsão dieselelétrica). Um modelo de síntese que permite a estimativa de pesos, volume, velocidade, carga elétrica e outras características de interesse para a o projeto de concepção é formulado. O modelo de síntese é integrado a um modelo de otimização multiobjetivo baseado em algoritmos genéticos (especificamente, o algoritmo NSGA II). A otimização multiobjetivo consiste na maximização da efetividade militar do submarino e na minimização de seu custo. A efetividade militar do submarino é representada por uma Medida Geral de Efetividade (OMOE) estabelecida por meio do Processo Analítico Hierárquico (AHP). O Custo Básico de Construção (BCC) do submarino é estimado a partir dos seus grupos de peso. Ao fim do processo de otimização, é estabelecida uma Fronteira de Pareto composta por soluções não dominadas. Uma dessas soluções é selecionada para refinamento preliminar e os resultados são discutidos. Subsidiariamente, esta dissertação apresenta discussão sucinta sobre aspectos históricos e operativos relacionados a submarinos, bem como sobre sua metodologia de projeto. Alguns conceitos de Arquitetura Naval, aplicada ao projeto dessas embarcações, são também abordados.

Estudo de equilíbrio e cinética da biossorção de cobre (II) por Rhizopus Microsporus.

A poluição relacionada a metais pesados tem recebido uma atenção especial devido a sua alta toxicidade, não biodegradabilidade e tendência de acumular-se na cadeia alimentar. Apesar disso, metais pesados também são considerados recursos valiosos, portanto a sua remoção em conjunto com a sua recuperação torna-se ainda mais importante. Este caso aplica-se aos rejeitos de mineração de cobre, os quais oferecem a possibilidade de recuperação do metal e de sua contenção de maneira segura do meio ambiente. Tais rejeitos se caracterizam por ocuparem enormes áreas inundadas e abrigarem soluções diluídas de cobre (II), porém, muitas vezes, acima dos limites seguros. Diversos processos tradicionais de tratamento mostram-se disponíveis para remover o cobre de tais soluções, no entanto, em certas aplicações eles podem ser ineficientes ou muito onerosos. Nesse contexto, a biossorção é uma alternativa interessante. Nesse processo, certos microrganismos, como fungos, bactérias e algas, ligam-se passivamente ao cobre na forma íons ou outras moléculas em soluções. No presente trabalho foi avaliado o potencial de biossorção de íons cobre (II) pela biomassa do fungo Rhizopus microsporus, coletado e isolado da área de rejeitos da Mina do Sossego, na região norte do Brasil. Isotermas de biossorção foram determinadas experimentalmente em bateladas sob temperatura de 25°C, agitação de 150 rpm, concentração de biomassa de 2,0 a 2,5 g/L e tempo de contato mínimo de 4 horas. O pH mostrou ser um fator importante no equilíbrio da biossorção, sendo o valor máximo da capacidade de biossorção de 33,12 mg de cobre / g biomassa encontrado em pH 6. Valores sucessivamente menores são encontrados pela acidificação da solução, sendo o pH 1 considerado adequado para o processo de dessorção, correspondendo a uma capacidade de biossorção de 1,95 mg/g. Modelos de adsorção de Langmuir e de Freundlich ajustaram-se adequadamente às isotermas tanto com pH controlado quanto não controlado. Foi constatado que a troca iônica é um dos mecanismos envolvidos na biossorção do cobre com Rhizopus microsporus. Tanto o modelo de pseudo-primeira ordem quanto o de pseudo-segunda ordem ajustaram-se aos dados cinéticos da biossorção, sendo que o equilíbrio ocorre em aproximadamente 4 horas. A biomassa conservou a capacidade de biossorção ao operar repetidamente em três ciclos de sorção-dessorção. A biomassa viável e a morta não apresentaram diferença estatisticamente significativa na capacidade de biossorção.