Aspectos algébricos de sistemas dinâmicos

Este trabalho trata o problema genérico da obtenção analítica exata das variedades algébricas que definem domínios de estabilidade e multiestabilidade para sistemas dinâmicos dissipativos com equações de movimento definidas por funções racionais. Apresentamos um método genérico, válido para qualquer sistema dinâmico, que permite reduzir a análise de sistemas multidimensionais arbitrários à análise de um sistema unidimensional equivalente. Este método é aplicado ao mapa de Hénon, o exemplo paradigmático de sistema multidimensional, para estudar a estrutura aritmética imposta pela dinâmica das órbitas de períodos 4, 5, e 6, bem como seus domínios de estabilidade no espaço de parâmetros. Graças à obtençao de resultados analíticos exatos, podemos explorar pela primeira vez as peculariedades de cada um dos períodos mencionados. Algumas das novidades mais marcantes encontradas são as seguintes: Para período 4, encontramos um domínio de multiestabilidade caracterizado pela coexistência de duas órbitas definidas em corpos algébricos distintos. Observamos a existência de discontinuidades na dinâmica simbólica quando os parâmetros são mudados adiabáticamente ao longo de circulações fechadas no espaço de parâmetros e explicamos sua origem algébrica. Publicamos tais resultados em dois artigos: Physica A, 295, 285-290(2001) e Physical Review E, 65, 036231 (2002). Para período 5, obtivemos a variedade algébrica que define o "camarão" (shrimp) característico, obtemos uma expressão analítica para todas as órbitas de período 5, classificamos todas as singulariedades presentes no espaço de parâmetros e analisamos todas as mudanças que ocorrem ao circular-se em torno de tais singulariedades. Para período 6, da expressão analítica que fornece todas as órbitas, encontramos um resultado muito surpreendente, o mais notável desta dissertação: a possibilidade de coexistência de órbitas reais e complexas estáveis, para valores reais dos parâmetros físicos. Resultados preliminares parecem indicar serem tais órbitas complexas uma espécie de órbitas fantasmas, com semelhanças as órbitas encontradas por Gutzwiller para sistemas Hamiltonianos (não- dissipativos).

Desenvolvimento de um sistema de custeio baseado em atividades - ABC, como instrumento eficaz para gerenciar custos : estudo de caso desenvolvido em uma empresa do setor de embalagens plásticas

O segmento industrial de fabricação de embalagens plásticas, como a maioria dos demais protagonistas da economia nacional, vem se deparando com significativas transformações no mundo dos negócios. As empresas vêm atuando em mercados cada vez mais globalizados e competitivos, com preços de insumos cotados em moeda internacional e, a partir da segunda metade da década de 90, quando de fato se consolidou a estabilidade econômica com o Plano Real, estão sendo levadas a buscar informações sobre métodos de custeio adequados ao contexto da realidade que se apresenta, em razão da inversão da representatividade dos recursos que são consumidos dentro da sua estrutura de custos. Dessa forma, as empresas de embalagens plásticas buscam otimizar os recursos como forma de garantir a competitividade e a permanência ativa no mercado. Este estudo propõe uma metodologia para implantação de um Sistema de Custeio Baseado em Atividades (ABC), o qual se constitui em ferramenta a ser usada na busca de um aprimoramento em controlar os recursos consumidos e no aperfeiçoamento contínuo dos processos desenvolvidos na empresa, assim como para obtenção de informações relevantes à tomada de decisões. Atingir esses resultados pressupõe compreender o delineamento dos processos existentes, as atividades que são desenvolvidas e a dinâmica dos custos ocorridos. Com o objetivo de avaliar a metodologia proposta, é desenvolvida uma aplicação em uma indústria de embalagens plásticas, localizada na cidade de Caxias do Sul – RS.

Viabilidade econômica e financeira de uma empresa comercial

O objetivo deste trabalho centrou-se em promover um estudo do equilíbrio financeiro das empresas, baseado em um estudo de caso de uma empresa comercial do ramo de varejo, as Lojas Renner S/A, identificando sua relação com sua saúde econômica. Complementarmente, avalia as alternativas de financiamento para capital de giro, disponíveis no Brasil, como instrumentos capazes de contribuir para o desenvolvimento e estabilidade das empresas. Contém um breve resumo das principais demonstrações contábeis, como fontes de informações para a análise patrimonial, seguido de uma abordagem mais detalhada das principais técnicas de avaliação, econômica e financeira, com destaque a indicadores da capacidade para atender obrigações de curto prazo e da rentabilidade da atividade operacional. Trata o lucro como resultado da atividade operacional da empresa, desmistificando o lucro líquido contábil como parâmetro para avaliação econômica e avança no estudo da liquidez, sob a ótica de que a empresa é uma organização dinâmica e que suas relações com o mercado estão em permanente mutação. Chega-se a duas conclusões principais: que o equilíbrio financeiro é fundamental para a manutenção da atividade das empresas, independentemente dos resultados econômicos e que as fontes de financiamento bancárias, disponíveis no Brasil, não atendem às necessidades de capital de giro das empresas.

Formação e estabilidade térmica de nanocavidades produzidas pela implantação de He em Si

Nesta tese são apresentados os resultados de um estudo sistemático à respeito da formação e evolução térmica de nanocavidades de He em Si cristalino. O efeito da formação de nanocavidades de He no aprisionamento de impurezas em Si foi estudado inicialmente em distintas condições de fluência, temperatura e direção de implantação. Após as implantações, as amostras foram tratadas termicamente a 800°C e analisadas por espectroscopia de retroespalhamento Rutherford em condição de canalização (RBS/C), análise de detecção por recuo elástico (ERDA), espectroscopia por emissão de íons secundários (SIMS) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Os resultados experimentais mostraram que implantações de He a temperatura ambiente (Ti=Tamb) levam à formação de defeitos numa região intermediária entre a superfície e a camada onde as bolhas se formam (Rp/2), sendo 5x1015He+cm-2 a fluência mínima para a observação do fenômeno. Sua origem foi atribuída à formação de pequenas cavidades nesta região. O mesmo não é observado em implantações a Ti=350°C devido ao efeito do recozimento dinâmico dos defeitos. Estes resultados mostraram a necessidade de um estudo mais profundo a respeito dos efeitos da temperatura de implantação (Ti) na formação de bolhas em Si. Este estudo foi feito a partir de implantações de He no intervalo de temperatura entre -196°C e 350°C, sendo a fluência e a energia de implantação de 2x1016He+cm-2 e 40keV respectivamente. O efeito da proximidade à superfície foi estudado com implantações a 15keV. As amostras foram analisadas pelas mesmas técnicas referidas anteriormente. Para o caso de implantações feitas a 40keV com TiTamb pequenas bolhas são formadas durante a implantação juntamente com defeitos estendidos do tipo {311}. A formação destes defeitos é atribuida ao mecanismo de formação das bolhas baseado na emissão de átomos auto-intersticiais de Si. Distintos regimes são observados após recozimento entre 400°C e 800°C por 600s. Para Ti≤250°C observa-se a dissolução do sistema de cavidades e defeitos devido à interação mutua entre os sistemas. Para Ti>250°C cavidades esféricas e anéis de discordância são observados após recozimentos a 800°C. Finalmente, se observou que a energia de implantação (15keV) não afeta a morfologia do sistema de bolhas e defeitos formados. Porém a perda de He é cinco vezes menor que no caso de amostras implantadas a 40 keV na mesma fluência. Um mecanismo baseado na difusão aumentada por danos de irradiação é sugerido neste trabalho.

Dinâmica molecular investigada com pulsos de femto-segundos

Técnicas experimentais de óptica não-linear resolvidas no tempo são capazes, em diversas situações, de fornecer mais informações sobre a dinâmica e estrutura molecular do que técnicas sem nenhuma resolução temporal. Nesta tese investigou-se três sistemas com técnicas espectroscópicas resolvidas no tempo, utilizando pulsos ultra-curtos de um sistema LASER amplificado, baseado em cristal de Ti:Safira, e de amplificadores ópticos paramétricos. Para este estudo foram implementadas e analisadas quatro diferentes técnicas espectroscópicas resolvidas no tempo: Espalhamento Raman anti-Stokes Coerente (CARS), Espalhamento hiper-Rayleigh Resolvido no Tempo (TRHRS), Bombeio-Prova e Bombeio- Depleção-Prova. O três sistemas investigados apresentam um grau crescente de complexidade nas suas dinâmicas e interações com o meio. O primeiro dos sistemas estudados foi a dinâmica da molécula de H2 no regime de impacto, na presença de moléculas e átomos perturbadores (N2 e He). Foi possível determinar, pela primeira vez, coeficientes de alargamento para o ramo Q devido à colisões entre H2+H2 utilizando a técnica de CARS resolvido temporalmente, bem como novos coeficientes para o deslocamento das linhas. O emprego da mesma técnica em sistemas binários lançou mais luz sobre a possibilidade de existir alguma não-homogeneidade em tais tipos de colisões. O segundo experimento investigou a dinâmica de relaxação orientacional da acetonitrila em solução utilizando a nova técnica de TRHRS; esta foi desenvolvida e testada com sucesso pela primeira vez neste trabalho. Um modelamento teórico mostra que dentro do modelo de Debye para a difusão rotacional, tempos associados ao terceiro momento do tempo de difusão (τ3) e ao primeiro momento (τ1) devem ser observados. Os resultados experimentais para a acetonitrila apresentam um decaimento consistente com este modelo (τ3~850 fs), concordando também com valores derivados de resultados experimentais e teóricos obtidos por outros métodos. Além disso, também foi observado experimentalmente uma segunda componente mais rápida (~50 fs), que não pôde ser explicada dentro do modelo de difusão rotacional livre. Esta componente foi atribuída a efeitos reorientacionais coletivos em conjunto com efeitos de superposição temporal de pulsos. A interpretação do sinal desta nova técnica foi testada com sucesso realizando o experimento em tetracloreto de carbono.O terceiro sistema investigado foi a dinâmica de relaxação de energia intramolecular de carotenóides. A principal questão, da vii existência ou não de estados eletrônicos adicionais, foi abordada utilizando uma modificação da técnica de Bombeio e Prova, denominada de Bombeio-Depleção-Prova. A técnica de Bombeio-Depleção-Prova foi pela primeira vez utilizada em carotenóides, possibilitando observar dinâmicas nunca vistas por qualquer outra técnica experimental. Dentro da resolução temporal dos experimentos realizados, a presença de novos estados eletrônicos em carotenóides livres em solução é descartada. Além disso, uma nova ferramenta de análise de dados foi desenvolvida. A análise de alvos espectrais baseada em um algoritmo evolutivo trouxe mais argumentos para o modelo clássico de três níveis. A dinâmica de carotenóides livres em solução foi comparada com sua dinâmica quando inseridos no complexo fotossintético de coleta de luz (LH2) da bactéria púrpura, utilizando para isso a técnica de Bombeio e Prova. Os resultados obtidos mostram um sistema de níveis de energia mais complexo do que quando o carotenóide está livre em solução. Esta modificação devido ao ambiente é possivelmente gerada pela quebra de simetria do carotenóide quando inserido no complexo LH2, possibilitando o cruzamento entre sistemas (singlete-triplete).

Métodos multigrid paralelos em malhas não estruturadas aplicados à simulação de problemas de dinâmica de fluidos computacional e transferência de calor

Fenômenos naturais, tecnológicos e industriais podem, em geral, ser modelados de modo acurado através de equações diferenciais parciais, definidas sobre domínios contínuos que necessitam ser discretizados para serem resolvidos. Dependendo do esquema de discretização utilizado, pode-se gerar sistemas de equações lineares. Esses sistemas são, de modo geral, esparsos e de grande porte, onde as incógnitas podem ser da ordem de milhares, ou até mesmo de milhões. Levando em consideração essas características, o emprego de métodos iterativos é o mais apropriado para a resolução dos sistemas gerados, devido principalmente a sua potencialidade quanto à otimização de armazenamento e eficiência computacional. Uma forma de incrementar o desempenho dos métodos iterativos é empregar uma técnica multigrid. Multigrid são uma classe de métodos que resolvem eficientemente um grande conjunto de equações algébricas através da aceleração da convergência de métodos iterativos. Considerando que a resolução de sistemas de equações de problemas realísticos pode requerer grande capacidade de processamento e de armazenamento, torna-se imprescindível o uso de ambientes computacionais de alto desempenho. Uma das abordagens encontradas na literatura técnica para a resolução de sistemas de equações em paralelo é aquela que emprega métodos de decomposição de domínio (MDDs). Os MDDs são baseados no particionamento do domínio computacional em subdomínios, de modo que a solução global do problema é obtida pela combinação apropriada das soluções obtidas em cada um dos subdomínios Assim, neste trabalho são disponibilizados diferentes métodos de resolução paralela baseado em decomposição de domínio, utilizando técnicas multigrid para a aceleração da solução de sistemas de equações lineares. Para cada método, são apresentados dois estudos de caso visando a validação das implementações. Os estudos de caso abordados são o problema da difusão de calor e o modelo de hidrodinâmica do modelo UnHIDRA. Os métodos implementados mostraram-se altamente paralelizáveis, apresentando bons ganhos de desempenho. Os métodos multigrid mostraram-se eficiente na aceleração dos métodos iterativos, já que métodos que utilizaram esta técnica apresentaram desempenho superior aos métodos que não utilizaram nenhum método de aceleração.

Ferramentas para análise dinâmica e estrutural de um reboque de linha leve

Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia de projeto para identificar as regiões críticas da estrutura de um reboque de linha leve sendo tracionado em pavimentos do tipo rodovia de baixa qualidade e estrada secundária de muito baixa qualidade. Para tanto, são levantados alguns dados experimentais da estrutura, necessários para a aproximação e simulação dinâmica de um modelo simplificado. A excitação da base é realizada por atuadores que simulam as oscilações verticais de um perfil de estrada, a qual é definida de acordo com os estudos realizados por Dodds e Robson (1973). Isto permite a determinação de um histórico de carregamentos das regiões da estrutura do chassi sob a ação das molas da suspensão. Em seguida, é gerado um modelo estrutural simplificado do reboque em elementos finitos, chamado de global, no qual são determinadas as regiões sob ação das maiores tensões. Tendo identificada a região mais crítica da estrutura, é criado um modelo local desta parte, onde se pode observar a distribuição de tensões com mais detalhe, permitindo a identificação dos pontos de concentração de tensões. Desta forma, com a aplicação do método de análise global-local é possível a obtenção de resultados detalhados quanto aos esforços da estrutura com um menor custo computacional.

Simulações da dinâmica de fitoplâncton no sistema hidrológico do Taim (RS)

A variação temporal e espacial da ecologia de lagos, estuários e reservatórios está relacionada com a variação na composição da população de fitoplâncton, já que esta comunidade é a base da cadeia alimentar marinha e lacustre. Esta pesquisa desenvolveu um modelo para estimativa da dinâmica de biomassa de fitoplâncton, considerando os mecanismos de transporte no meio aquático, crescimento e perdas de sua biomassa. O modelo possui três módulos: (a) hidrodinâmico, que trata dos fluxos quantitativos do meio, associado a um algoritmo de secagem/inundação; (b) de transporte, que trata dos mecanismos de transporte das substâncias no meio; e (c) biológico, que retrata os mecanismos biológicos relacionados ao fitoplâncton. O módulo hidrodinâmico foi resolvido por um esquema semi-implícito de diferenças finitas, com uma abordagem mista Euleriana-Lagrangiana para os termos advectivos. Para os módulos restantes foi utilizado um esquema mais simples, de diferenças centrais. O modelo foi aplicado no sistema formado pela Lagoa Mangueira e Banhado do Taim localizado na parte sul costeira do estado do Rio Grande do Sul. Este sistema está inserido no Sistema Hidrológico do Taim como unidade de conservação federal, onde se desenvolve o projeto PELD (Pesquisas Ecológicas de Longa Duração). A hidrodinâmica do sistema foi ajustada e verificada apresentando bons resultados. Testes de secagem e inundação mostraram que as tendências esperadas foram obtidas. O aprimoramento da solução numérica do modelo foi comprovado através de testes de preservação de volume e massa em sistemas conservativos. A análise de sensibilidade dos parâmetros do módulo biológico mostrou que os parâmetros para os quais o modelo é mais sensível a alterações são aqueles relacionados aos efeitos de temperatura nas algas e as perdas por respiração e consumo por zooplâncton. Os cenários de análise propostos proporcionaram uma maior compreensão do transporte do material particulado suspenso e do material escalar genérico, assim como a dinâmica e as florações de algas no sistema em condições físicas e meteorológicas reais.

Dinâmica de crescimento e produção de cinco gramíneas nativas do sul do Brasil

Pelo fato de algumas gramíneas nativas apresentarem um bom valor forrageiro objetivou-se com este trabalho caracterizar a dinâmica do crescimento de algumas espécies: Paspalum notatum ecótipos André da Rocha e Comum, P. pauciciliatum, P. lividum, e Axonopus catharinensis, relacionada com as suas características morfogenéticas. O solo foi corrigido de acordo com análise do solo e a adubação nitrogenada foi aplicada para otimizar a disponibilidade deste elemento. Os parâmetros estudados foram: produção de matéria seca verde (MSV), de lâminas foliares, bainhas foliares, colmo e inflorescências, material morto e outras espécies. O filocrono foi menor para o ecótipo André da Rocha no período de primavera e inverno-primavera, sendo o ecótipo Comum no período de verão. A duração de vida da folha, elongação e senescência foliar têm uma grande variabilidade entre os materiais, com grande influência da época do ano, notadamente o outono, quando todos materiais diminuem seu ritmo de crescimento. Axonopus pode ter maior período de acúmulo pois uma senescência significativa ocorre posteriormente aos materiais do gênero Paspalum e apresenta alta duração de vida da folha (> 1.000 GD). Produções ao redor de 10 t/ha de MSV foram alcançadas. Axonopus foi mais produtivo tanto em MSV quanto lâminas foliares. P. pauciciliatum teve um intenso florescimento que dificulta o manejo. P. notatum Comum permitiu o maior crescimento de espécies invasoras. Axonopus permite um maior período de acúmulo líquido de folhas e 400 GD é o limite máximo para o corte dos materiais do gênero Paspalum. Ocorre uma grande estacionalidade da produção nos materiais do gênero Paspalum. Todos os materiais avaliados apresentam um grande potencial de uso como espécie forrageira, podendo ser recomendadas para o plantio, porém com maiores cuidados no manejo do Pauciciliatum.

Florística, fitossociologia e aspectos da dinâmica de um remanescente de mata da encosta no Morro Santana, Porto Alegre, Rio Grande do Sul

A cidade de Porto Alegre, devido à localização, abriga espécies vegetais procedente de dois corredores principais: o corredor Atlântico e o corredor do Alto Uruguai. Os morros graníticos sobressaem-se na paisagem porto-alegrense abrigando matas nas suas encostas sul e campos nos topos e encostas nortes, devido às condições criadas pela exposição solar diferenciada. O Morro Santana, com 311 metros é o mais alto deles. Com o objetivo de caracterizar a composição e a estrutura e aspectos da dinâmica de regeneração desta mata, é realizada amostragem do componente arbóreo-arbustivo, dividindo-se os indivíduos em três componentes, de acordo com suas medidas de alturas e de DAP (diâmetro à altura do peito): Componente 3 (0,20 m ≤ h < 1 m); Componente 2 (h ≥ 1 m e DAP < 3 cm) e Componente 1 (DAP≥ 3 cm), sendo que, para a estimativa de regeneração natural por classes e total (RN e RNT), a qual é dada em porcentagem, os componentes 2 e 3 foram distribuídos em três classes de altura: Classe 1 (0,20m ≤ h < 1m); Classe 2 (1m ≤ h < 3m); Classe 3 ( h ≥ 3m e DAP < 5cm).O método utilizado é o de parcelas de 100 m2 (Componente1), 25 m2 (Componente 2), e 4 m2 (Componente 3). Através do software MULVA 5, foram realizadas análises de agrupamento e ordenação (PCoA) para os três componentes. O levantamento resultou em: 505 indivíduos, pertencentes a 63 espécies, 51 gêneros e 30 famílias no Componente 1; 470 indivíduos, distribuídos em 44 espécies, 33 gêneros e 19 famílias no Componente 2; 191 indivíduos, distribuídos em 30 espécies, 26 gêneros e 18 famílias no Componente 3. No Componente 1 destacam-se Guapira opposita (Nyctaginaceae), Pachystroma longifolium (Euphorbiaceae) e Eugenia rostrifolia (Myrtaceae). Nos Componentes 2 e 3 destacam-se Psychotria leiocarpa e Faramea montevidensis (Rubiaceae), Mollinedia elegans (Monimiaceae) e Gymnanthes concolor (Euphorbiaceae). A composição florística nos três componentes, em ordem decrescente de importância, foi dada por espécies de ampla distribuição, espécies Atlânticas e espécies do Alto Uruguai. As espécies secundárias perfizeram a maioria absoluta da amostra nos três componentes, sendo que as secundárias tardias superaram as secundárias inicias. As espécies pioneiras foram infimamente representadas nos três componentes inventariados. Quanto às síndromes de dispersão, mais de 80 por cento das espécies de ambos os componentes apresentou síndrome zoocórica. O restante das espécies apresenta as síndromes autocórica e anemocórica em proporções semelhantes.A análise fitossociológica indicou tratar-se de uma mata baixa, sem estratificação definida, com dominância de um número reduzido de espécies de ocorrência comum na região, sendo que a grande maioria das espécies conbribui com um ou dois indivíduos. A diversidade específica (H’) foi estimada em 3,30 (Componente 1); 2,81 (Componente 2) e 2,86 (Componente3) e a equabilidade (J’) em 0,80 (Componente 1) ; 0,74 (Componente 2) e 0,84 (Componente 3). As análises de agrupamento e de ordenação não evidenciaram diferenças entre as unidades de amostragem da borda e aquelas do interior da mata. Os maiores valores na estimativa de regeneração natural total (RNT) foram concentrados pelas espécies de sub-bosque com maiores densidades e freqüência (Psychotria leiocarpa, Faramea montevidensis, Mollinedia elegans e Gymnanthes concolor). Os representantes que compõem o dossel da mata com maiores valores de regeneration foram: Guapira opposita, Eugenia rostrifolia e Cupania vernalis (Sapindaceae). Os resultados da estimativa de regeneração natural indicaram que a maioria das espécies parece estar obtendo sucesso quanto ao recrutamento de novos indivíduos, o que remete a um bom estado de conservação da mata, a qual, permanecendo as condições atuais, deverá no futuro manter uma composição florística semelhante a atual.

A dinâmica de estruturação dos estoques residenciais urbanos - estudo de caso : o entorno do Shopping Center Iguatemi - Porto Alegre - RS

Esta dissertação investiga a existência de forças de atração e repulsão que shoppings centers geram no seu entorno e suas repercussões na estruturação dos estoques residenciais urbanos. No estudo de caso, o entorno do Shopping Center Iguatemi – Porto Alegre (SCI) apresentou expansão e elitização urbana na primeira década e, no decorrer do processo urbano, atraiu maior fluxo veicular e atividades comerciais para as principais vias de acesso. Estas mudanças no entorno próximo ao SCI resultaram em mudança do perfil do morador. O processo verificado no entorno do empreendimento é apresentado, neste estudo, como compatível com a dinâmica intra-urbana de atração-repulsão que pode existir na relação entre atividade residencial X atividade comercial. Para abordar o tema proposto, optou-se por uma análise baseada em partes de três teorias (KRAFTA, 1994a; ABRAMO, 2001a; FUJITA et al, 2002), que tratam da dinâmica intra-urbana associada a fatores que atraem ou dispersam investimentos imobiliários e, à estratégia que a construção civil utiliza para convencer as famílias a mudarem para determinados locais – convenção urbana (ABRAMO, 2001a). A partir deste arcabouço teórico foi proposta uma metodologia em que se buscou encontrar correlações entre as mudanças da situação urbana e as mudanças do perfil do morador, dentro do período de 1992 a 2004. A proposta de análise da situação urbana englobou características de fluxo viário, intensidade da atividade comercial, verticalidade-densidade e padrão-tipologia da atividade residencial; enquanto do perfil do morador se analisou dados referentes aos rendimentos. O resultado do trabalho empírico evidenciou a mudança do perfil do morador e sua possível relação com as mudanças no entorno próximo ao SCI. O conjunto de mudanças (situação urbana e perfil do morador) forneceu dados para uma leitura do trabalho empírico em convergência com o arcabouço teórico proposto. Conclui-se que na parte teórica do estudo, houve eficácia das teorias para a análise proposta ao processo urbano. A parte metodológica, embora não tenha obtido o número de amostras suficientes para elaboração de alguns dos resultados, evidenciou a tendência de que o processo de estruturação dos estoques residenciais está intimamente ligado às características urbanas e suas possíveis mudanças.

Gerência dinâmica de memória em aplicações Java embarcadas

Esta dissertação apresenta duas implementações de algoritmos para gerência dinâmica de memória em software, as quais foram desenvolvidas utilizando como alvo uma plataforma embarcada Java. Uma vez que a plataforma utilizada pertence a uma metodologia para geração semi-automática de hardware e software para sistemas embarcados, os dois algoritmos implementados foram projetados para serem integrados ao contexto desta mesma metodologia. Como forma de estabelecer comparações detalhadas entre as duas implementações desenvolvidas, foram realizadas diversas estimativas em desempenho, uso de memória, potência e energia para cada implementação, utilizando para isto duas versões existentes da plataforma adotada. Através da análise dos resultados obtidos, observou-se que um dos algoritmos desenvolvidos obteve um desempenho melhor para realização da gerência dinâmica da memória. Em contrapartida, o outro algoritmo possui características de projeto que possibilitam sua utilização com aplicações de tempo-real. De um modo geral, os custos adicionais resultantes da utilização do algoritmo de tempo-real, em relação ao outro algoritmo também implementado, são de aproximadamente 2% para a potência média dissipada, 16% para o número de ciclos executados, 18% para a energia consumida e 10% sobre a quantidade de total memória utilizada. Isto mostra que o custo extra necessário para utilização do algoritmo de tempo real é razoavelmente baixo se comparado aos benefícios proporcionados pela sua utilização. Como impactos finais produzidos por este trabalho, obteve-se um acréscimo de 35% sobre o número total de instruções suportadas pela arquitetura utilizada. Adicionalmente, 12% das instruções que já existiam no conjunto desta arquitetura foram modificadas para se adaptarem aos novos mecanismos implementados. Com isto, o conjunto atual da arquitetura passa a corresponder a 44% do total de instruções existentes na arquitetura da máquina virtual Java. Por último, além das estimativas desenvolvidas, foram também realizadas algumas sugestões para melhoria global dos algoritmos implementados. Em síntese, alguns pontos cobertos por estas sugestões incluem: a migração de elementos do processamento do escopo dinâmico para o estático, o desenvolvimento de mecanismos escaláveis para compactação de memória em tempo-real, a integração de escalonadores ao processo de gerência de memória e a extensão do processo de geração semi-automática de software e hardware para sistemas embarcados.

Estudo da estabilidade do plasmídeo e da expressão de jaburetox-2Ec em Escherichia coli BL 21 utilizando lactose como indutor

A seqüência de nucleotídeos codificante do peptídeo derivado da hidrólise da canatoxina (jaburetox-2Ec), foi clonada e expressa nos sistema pET101/E. coli BL 21. Neste trabalho, estudamos a estabilidade dos plasmídeos da série pET contendo a seqüência codificante do jaburetox-2Ec no sistema de expressão E. coli BL 21 (Mulinari, 2004), e as condições para aumentar produção do peptídeo recombinante, avaliando a velocidade de transferência de oxigênio, o controle do pH, e a utilização da lactose como indutor em substituição ao IPTG. O cultivo da bactéria recombinante em incubadora orbital contendo 10 g/l de lactose como indutor produziu 1,26 μg de jaburetox-2Ec/mg de proteína total após oito horas de cultivo. A estabilidade do plasmídeo e a expressão do peptídeo recombinante foram estudadas em biorreatores. A expressão do jaburetox-2Ec foi fortemente afetada pelo pH da cultura, com a diminuição de mais de 50 % da concentração desse peptídeo quando ocorre acidificação do meio de cultura. Da mesma forma, o aumento da aeração e agitação tem efeito negativo sobre a produção do peptídeo, diminuindo em sete vezes a produção do jaburetox-2Ec Apesar do aumento da biomassa devido ao cultivo da E. coli recombinante em meio mínimo, contendo como fonte de carbono a glicose, isto não representou aumento da concentração do peptídeo recombinante. Contudo, sob a melhor condição de cultivo em biorreator estudada (pH controlado e menor transferência de oxigênio), obteve-se uma produção de 7,14 μg de jaburetox-2Ec/mg de proteína total, representando em torno de 2 % da proteína total da célula. Em todas as bateladas, após atingir a máxima expressão do peptídeo, essa concentração diminui provavelmente devido à atividade das proteases da célula causando a degradação do peptídeo recombinante. A carga metabólica imposta à célula devido à expressão do jaburetox-2Ec, é uma das possíveis causas da instabilidade do plasmídeo observada em todas as bateladas.

Avaliação de ameaças e risco geotécnico aplicados à estabilidade de taludes

Esta dissertação apresenta alguns critérios para avaliação de ameaças e risco geotécnico aplicados à estabilidade de taludes. Inicialmente apresenta-se uma visão geral dos problemas envolvidos com a análise de risco geotécnico, a importância da análise probabilística e a sua comparação com a determinística, e as opções de gerenciamento descritas na literatura. Estas análises envolvem conceitos de probabilidade, estatística, geotecnia, geologia, meio ambiente e legislação, além do interesse público e defesa civil. Assim, são definidos os conceitos estatísticos envolvidos nessa área multidisciplinar, como variabilidade espacial, coeficiente de correlação entre os parâmetros de entrada do modelo, distância de autocorrelação, escala de flutuação e incertezas (de parâmetros, humanas e dos modelos). Os métodos probabilísticos de cálculo do fator de segurança, a probabilidade de ruptura e o índice de confiabilidade são revisados. Utilizou-se o método de Monte Carlo nas análises através do uso de um programa comercial. O método tem sido adotado por diversos pesquisadores por ser direto, eficiente para problemas matematicamente complexos e não ter a complexidade matemática de outros métodos. A metodologia de análise de ameaças e risco geotécnico foi aplicada a um talude modelo, similar aos taludes de colúvio de basalto encontrados nas partes inferiores da Escarpa dos Aparados da Serra em Santa Catarina Os resultados obtidos, a partir de dados experimentais disponíveis, foram o fator de segurança determinístico mínimo (1,20) e o fator de segurança médio obtido pelo método de Monte Carlo (1,205), índice de confiabilidade de 2,64 e probabilidade de ruptura de 0,41%. Foi discutida também a aceitabilidade do fator de segurança médio da análise probabilística, comparando-se os resultados obtidos com valores aceitos em obras similares.

A base dinâmica na existência de autovalores duplos no modelo de Timoshenko para uma viga uniforme livre-livre

Considerando uma viga uniforme do tipo Timoshenko com condições de contorno livre-livre, Geist e McLaughlin em [8]apresentam uma condição necessária e suficiente que garante a existência de freqüências naturais duplas. Esta condição foi obtida usando a formulação espectral, método clássico encontrado na literatura, para as equações de quarta ordem desacopladas do modelo de Timoshenko. O método clássico requer a obtenção de um vetor constante com oito componentes para que a solução deste modelo seja conhecida. Segundo Claeyssen [2], [3], [4], [5], [6], a solução do modelo de Timoshenko pode ser obtida usando a base dinâmica gerada por uma resposta impulso-matricial fundamental. Este método permite encontrar a solução do modelo de Timoshenko usando as equações de segunda ordem acopladas. Além disso, para que a solução seja conhecida é necessário obter um vetor constante com quatro componentes. O objetivo deste trabalho é estudar a condição necessária e suficiente que garante a existência de freqüências naturais duplas, apresentada por Geist e McLaughlin, para uma viga uniforme do tipo timoshenko com condições de contorno livre-livre e verificar se é possível obter esta mesma condição quando é utilizada a base dinâmica para obter a solução deste modelo.