Movimento de partículas carregadas em fluidos ionizados : fundamentos matemáticos da teoria de eletroforese capilar

Neste trabalho, discutimos o movimento de uma macromolécula carregada em um fluido ionizado. A interação do campo elétrico é descrita pela equação de Poisson-Boltzmann acoplada às equações governantes para a dinâmica do fluido e às equações dinâmicas da partícula. Uma formulação fraca é introduzida no caso em que o domínio ocupado pelo fluido é finito e um teorema de existência de soluções fracas, local em tempo, é estabelecido. Dois modelos são considerados: fluxos não-estacionários e estacionários. No primeiro caso, a hidrodinâmica do sistema é governada pelas equações de Navier-Stokes, considerando-se um termo forçante relacionado ao potencial elétrico; no segundo caso, uma velocidade de deslizamento, a qual depende não linearmente sobre os potenciais, é introduzida como uma condição de contorno para um problema estacionário de Stokes. O caso de um fluido ocupando uma região infinita é também discutido supondo-se uma hipótese de aproximação sobre o campo elétrico.

Aproximações de Galerkin clássico e Galerkin/mínimos quadrados de escoamentos viscosos incompressíveis : aplicação à medição de fluxos

Desde a antigüidade a medição do escoamento dos fluidos tem sido uma marca de nossa civilização, ajudando a predizer a fertilidade das terras e o consumo d’água em fontes e aquedutos. Nos nossos dias, a área de medição de fluxo está bem estabelecida e ainda desperta grande interesse nas linhas de pesquisa da mecânica dos fluidos experimental e computacional. Em particular, o estudo da medição de fluxo com elementos intrusivos, tais como placas de orifício, é de grande interesse dado o preço baixo do medidor, e sua boa precisão quando comparada à sua simplicidade de instalação e manutenção. Esta dissertação tem como objetivo o estudo da aplicação de elementos finitos aos escoamentos de fluidos viscosos - via aproximação clássica de Galerkin e Galerkin/mínimos-quadrados (GLS) – com particular ênfase na aproximação das equações de Navier-Stokes incompressível no escoamento newtoniano através de um canal obstruído por uma placa de orifício. Inicialmente, são apresentadas as dificuldades do método de Galerkin clássico na aproximação de escoamentos incompressíveis; ou seja, através da simulação de escoamentos viscosos bem conhecidos - como o escoamento no interior de uma cavidade e através de uma expansão súbita - fica evidenciada a restrição imposta pela condição de Babuška-Brezzi quando da escolha dos subespaços aproximantes do campo de velocidade e pressão Como alternativa às patologias do método de Galerkin clássico, esta dissertação emprega a metodologia de Galerkin/mínimos-quadrados na simulação acima mencionada da placa de orifício, a qual permite o uso de elementos de igual-ordem para aproximar velocidade e pressão e capturar de maneira estável escoamentos sujeitos a altos números de Reynolds. Os testes computacionais realizados se apresentaram fisicamente realistas quando comparados com a literatura e dados experimentais, sendo todos desenvolvidos no Laboratório de Mecânica dos Fluidos Aplicada e Computacional (LAMAC) do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Reciclagem de cobre de sucatas de placas de circuito impresso

O crescimento constante na geração de resíduos sólidos em todo o mundo tem estimulado estudos para os mais variados tipos de resíduos. As sucatas eletrônicas fazem parte deste universo de materiais obsoletos e/ou defeituosos que necessitam ser dispostos de maneira mais adequada ou então reciclados. Neste trabalho foram estudadas as Placas de Circuito Impresso que fazem parte das sucatas eletrônicas e que são encontradas em quase todos os equipamentos eletro-eletrônicos (computadores, televisores, VCR´s, DVD´s, telefones celulares, impressoras, etc.). Para realizar esse estudo foram coletadas placas de circuito impresso (PCI) obsoletas ou defeituosas de computadores pessoais que são atualmente a maior fonte deste tipo de resíduo. As PCI são compostas de uma maneira geral de polímeros, cerâmicos e metais, o que dificulta o seu processamento. Por outro lado a presença de metais base (como cobre) e metais preciosos estimulam estudos quanto a sua reciclagem. Também a presença de metais pesados como Pb e Cd, que tornam as placas resíduos perigosos, demonstram a necessidade de pesquisar soluções para este tipo de resíduo, a fim de que possam ser dispostos adequadamente, sem prejudicar o meio ambiente. Na primeira etapa deste trabalho foi utilizado processamento mecânico, como moagem, separação granulométrica, separação magnética e separação eletrostática para obter uma fração concentrada em metais (principalmente Cu, Pb e Sn) e uma outra fração contendo polímeros e cerâmicos. Ao final deste processo foi possível obter nas frações concentradas em metais uma concentração média de cobre de 50%. Na segunda etapa a fração concentrada em metais foi dissolvida com ácidos e enviada para uma eletro-obtenção a fim de recuperar os metais separadamente, neste primeiro momento o cobre. Por eletro-obtenção foram obtidos cátodos com teores de cobre acima de 96% Os resultados obtidos demonstram a viabilidade técnica de se recuperar o cobre utilizando processamento mecânico seguido de uma técnica eletrometalúrgica.

CaTReS : ferramenta de apoio à pesquisa e ensino em teoria das categorias

Teoria das Categorias é uma ramificação da Matemática Pura com campo científico aparentemente distinto daquele que é objeto de estudo e pesquisa para a Ciência da Computação. Entretanto, algumas características dessa teoria matemática demonstram sua utilidade na pesquisa computacional. Dentre essas características podemos citar independência de implementação, dualidade, herança de resultados, possibilidade de comparação da expressividade de formalismos, notação gráfica e, sobretudo, expressividade das construções categoriais. Sua expressividade é explicitamente destacada pelo MEC nas Diretrizes Curriculares de Cursos da Área de Computação e Informática, onde afirma-se que “Teoria das Categorias possui construções cujo poder de expressão não possui, em geral, paralelo em outras teorias”. Entretanto, Teoria das Categorias tem encontrado obstáculos para ser efetivamente aplicada na Ciência da Computação. A baixa oferta de bibliografia - predominantemente de língua inglesa - e a falta de uniformidade na exposição do que sejam os tópicos introdutórios convergem e potencializam outro grande empecilho à sua propagação: a baixa oferta de cursos com enfoque em Teoria das Categorias. A fim de transpor essas dificuldades, Fábio Victor Pfeiff desenvolveu o CaTLeT, um aplicativo de interface visual que tinha como objetivo facilitar o acesso aos conceitos introdutórios de Teoria das Categorias Com inspiração fortemente educacional, CaTLeT somente é capaz de representar objetos e morfismos atômicos, o que o limita a servir somente aos conceitos iniciais. Em 2003, o CaTLeT foi ampliado e os objetos e morfismos, antes atômicos, passaram a representar conjuntos e relações, respectivamente. Este projeto consiste em uma ampliação tanto do CaTLeT quanto dos objetivos que justificaram sua criação. Esta dissertação trata de um projeto de simulador categorial e de sua respectiva implementação as quais visam fornecer suporte computacional a fim de facilitar o acesso a conceitos intermediários de Teoria das Categorias e servir como suporte à pesquisa na área. A construção desse simulador possui três critérios de avaliação como parâmetro: boa acessibilidade, alta relevância das estruturas implementadas e alta cobertura. A nova ferramenta - denominada CaTReS - deve manter a acessibilidade a usuários leigos que sua predecessora possui e ampliar significativamente as estruturas suportadas, além de incluir tratamento à conceitos funtoriais. Dessa maneira, este projeto vem para auxiliar na superação dos obstáculos anteriormente mencionados.

Interações entre as políticas monetária e fiscal no Brasil sob a ótica da teoria fiscal do nível de preços

Este trabalho tem como objetivo identificar a predominância de um regime de Dominância Monetária ou Fiscal no Brasil no período Pós-Real. Para isto, o desenvolvimento desta análise é baseado em um modelo proposto por Canzoneri, Cumby e Diba (2000). O modelo propõe uma relação entre as séries dívida pública/PIB e superávit primário/PIB através da metodologia VAR (Vetores Autoregressivos) com análise sobre suas funções de impulso resposta. Outro objetivo é estender o artigo de Muscatelli et. al. (2002) sobre interações entre políticas monetária e fiscal utilizando o instrumental econométrico MS-VAR (Markov-Switching Vector Autoregressive Model) apresentado por Krolzig (1997), visto que o relacionamento entre as políticas pode não ser constante ao longo do tempo. Concluiu-se que a coordenação macroeconômica entre as políticas monetária e fiscal no Brasil foi praticamente de caráter substituta em todo período analisado e com regime predominantemente fiscal segundo o pressuposto de políticas não-ricardianas da Teoria Fiscal do Nível de Preços.

O desdobramento de uma atitude teórica em relação à linguagem - contriuições empíricas e teóricas para a educação lingüística fundamentadas na Teoria Dialética da Atividade

Este trabalho tem como objetivo investigar a existência de uma atitude teórica com relação à língua em estudantes das Ciências da Linguagem, com o propósito de dar-lhes orientação para que desdobrem sua relação empírica em uma relação teórica com as línguas e com as Ciências da Linguagem. O referencial teórico utilizado tem como base: a Teoria Histórico-Cultural da Atividade (VYGOTSKY, LEONTJEV, LURIA, DAVYDOV, COLE, ERGESTRÖM), a Teoria Bildung – Teoria do Auto-Desenvolvimento Humano (HUMBOLDT, PESTALOZZI, FRÖBEL, KLAFKI) – e a Teoria de Sistemas Evolucionários (mais conhecida através de subteorias como a Teoria do Caos, Geometria Fractal ou Sistema Dinâmico Não-linear – JANTSCH, JUDIN, PRIGOGINE, HAREN, MANDELBOT, FEIGENBAUM, entre outros). O primeiro resultado desta pesquisa é a construção de instrumentos de investigação fundamentados em: (1) uma metodologia baseada na Lógica Dialética para operações heurísticas com conceitos pares; (2) uma Heurística Intradisciplinar para formação de sistemas em Ciências da Linguagem; (3) um projeto de um Experimento Educacional com participantes “ideais”. O segundo resultado expõe as conseqüências da concretização do Experimento Educacional com sete estudantes de Letras da Fundação Universidade Federal de Rio Grande (FURG), num período intermitente de dois anos. Os principais resultados verificados foram que: (1) esses estudantes de Letras possuem um conhecimento tácito sobre teorias lingüísticas; (2) a Heurística Intradisciplinar é um meio produtivo para aprimorar o conhecimento e a habilidade para formação de sistemas auto-refletidos nas Ciências da Linguagem; (3) o uso de Multimídia é uma ferramenta produtiva para criar sistemas complexos interativos; (4) a utilização do Experimento Educacional proporcionou o desencadeamento da iniciação científica dos estudantes do projeto.

Seis Pequenos Quadros (1981) de Bruno Kiefer : relações intervalares e outros parâmetros a partir da teoria dos conjuntos e gestos musicais

Este trabalho oferece um estudo das configurações intervalares contidas no grupo de peças para piano intitulado Seis Pequenos Quadros (1981) de Bruno Kiefer (1923- 1987). A análise toma como referencial teórico a obra Introduction to Post-Tonal Theory de Joseph Straus, a qual elucida a teoria dos conjuntos. Objetivou-se encontrar padrões que fornecem coerência ao discurso das peças isoladamente e como um todo. Para tanto, além da análise de conjuntos, fez-se necessário o levantamento de características estruturais, temporais e de textura. Todos estes parâmetros, os quais contribuem para um equilíbrio entre unidade e diversidade no discurso desta coleção de peças, foram investigados a partir dos gestos musicais característicos do estilo de Kiefer.

O ensino da teoria da relatividade especial no nível médio : uma abordagem histórica e conceitual

E ste trabalho relata uma experiência de inserção do ensino da teoria da Relatividade Especial com alunos do terceiro ano do ensino médio. A aplicação do projeto em sala de aula foi parte integrante das atividades curriculares normais dos alunos, em duas escolas, uma localizada no município de São Jerônimo-RS, Colégio Cenecista Carlos Maximiliano, e outra localizada no município de Triunfo-RS, Escola Técnica Municipal Farroupilha. Foi elaborado um texto para os alunos, contendo a base histórica e conceitual do tema, além de um manual de auxílio aos professores. O texto dos alunos contempla os principais fatos históricos, desde Aristóteles até as conclusões de Albert Einstein, que levaram à construção da Relatividade Especial em 1905. São tratados os conceitos de simultaneidade, dilatação temporal, contração do comprimento, adição de velocidades e energia relativística. A experiência é avaliada, principalmente através de um questionário respondido pelos alunos, antes e após a aplicação do projeto. Também foi feita uma análise de alguns livros de Física do ensino médio, sobre o tratamento dado à teoria da Relatividade Especial. O trabalho foi embasado na teoria de desenvolvimento humano histórico-cultural de Vygotsky e na teoria de aprendizagem significativa de Ausubel e Novak. Acreditamos ter mostrado que é possível incluir o tratamento regular da teoria da Relatividade Especial em escolas de nível médio, contemplando assim os Parâmetros Curriculares Nacionais que apontam para uma ênfase à Física contemporânea.

Enlaces entre a teoria, a crítica e a obra ficcional de Lucia Guerra

Este trabalho dedica-se ao estudo comparativo da produção literária de Lucía Guerra Cunningham, autora da obra teórico-crítica La mujer fragmentada: história de un signo, e de suas obras de ficção, limitando-se ao romance Más allá de las máscaras e dois contos, “Frutos extraños” e “Antes del nombre”. Para isso abordar-se-á, na análise comparativa, as importantes contribuições críticas que a escritora chilena, representativa voz de reflexão feminista, aporta em seu ensaio e a forma que este estudo é articulado em suas obras de ficção. O trabalho abrange o exame de aspectos da história que incorporam não somente diferenças de gênero, foco principal da dissertação, mas também outras visões de alteridade que contribuem para denunciar as injustiças das convenções políticas, sociais, raciais e de gênero que partem do ponto de vista único do homem branco e de elite.

O conceito de mora na teoria contratual moderna

Este trabalho trata do conceito de mora no direito brasileiro. Parte-se da nova concepção da relação jurídica obrigacional, inspirada pelo princípio da boa-fé objetiva e da nova redação dada ao artigo definidor da mora no direito brasileiro, pelo Código Civil de 2002. Analisam-se os elementos essenciais do estado de mora, faz-se uma abordagem acerca das espécies de mora ocorrentes na prática, traçando seus pressupostos, conseqüências e características. Na segunda parte é analisada a conveniência da adoção, no direito brasileiro, do conceito de violação positiva do contrato. Este conceito, por sua proximidade e similitude com o conceito de mora, tem sido defendido como adotável e útil ao sistema jurídico brasileiro de direito privado. Em conclusão, defende-se que o conceito de mora no direito brasileiro abarca todas as hipóteses de violação positiva do contrato e se fixa o que se defende como um conceito atual de mora, no sistema de direito privado brasileiro, à luz da teoria contratual moderna.

O uso da astronomia como instrumento para a introdução ao estudo das radiações eletromagnéticas no ensino médio

Este trabalho relata a utilização de tópicos ligados à Astronomia, como motivação educacional, a fim de inserir o estudo das radiações eletromagnéticas com abordagem na Física Moderna e Contemporânea. Em geral, a bibliografia atual disponível trata deste assunto (sob o título “ondas eletromagnéticas”) no capítulo relacionado a “ondas”, dentro da Física Clássica, não abordando assim, conceitos da Física Moderna: dualidade onda partícula, quantização da energia, efeito fotoelétrico, Lei de Planck, etc. O tema foi abordado utilizando atividades práticas: observação do Sol, observação do céu com telescópio, simulação computacional através de applets disponíveis na Internet, atividades de laboratório, sempre partindo de aspectos relacionados à Astronomia. A proposta foi aplicada em uma turma de terceira série de Ensino Médio, do Instituto Estadual de Educação de Sapiranga, cidade do Vale do Rio dos Sinos. Este trabalho foi embasado pela Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel e de Novak, e pela Teoria de mediação de Vygotsky. A partir dos dados colhidos através de testes comparativos, entrevistas e depoimentos dos alunos, foi possível detectar que eles estiveram motivados para a aprendizagem, sendo que alguns inclusive passaram a interessar-se mais pela disciplina de Física. Ao finalizar a aplicação desta proposta de trabalho, foi criado um CD com textos, simulações e sugestões para aplicações em sala de aula.

Detecção de Bordetella bronchiseptica a partir de suabes nasais de suínos pela bacteriologia clássica e pela reação em cadeia pela polimerase

A Bordetella bronchiseptica é um dos agentes etiológicos da rinite atrófica e de pneumonia em suínos. Embora os prejuízos econômicos gerados por esses distúrbios respiratórios sejam amplamente reconhecidos, o impacto desse patógeno na sanidade dos rebanhos é freqüentemente subestimado. Isso se deve, em parte, à dificuldade de isolar a Bordetella bronchiseptica a partir dos espécimes clínicos que em muitos casos está presente em pequeno número na cavidade nasal. Este trabalho descreve a determinação do meio de transporte mais adequado, às nossas condições, que favoreçam sua detecção da Bordetella bronchiseptica e a comparação de três meios seletivos para o seu isolamento. Também foram comparadas as sensibilidades dos meios de isolamento e da técnica de reação em cadeia pela polimerase. O meio de transporte que apresentou melhor desempenho, avaliando as temperaturas testadas (10ºC e 27ºC) em conjunto, foi o meio Amies com carvão. De acordo com os resultados obtidos e a praticidade de seu uso na rotina clínica, a temperatura de 27ºC foi a eleita para o transporte dos espécimes. Os três meios seletivos empregados para o isolamento primário de Bordetella bronchiseptica a partir de suabes nasais mostraram semelhantes capacidades de recuperação da bactéria, mas o ágar MacConkey selecionou melhor os espécimes colhidos, recuperando um número maior de colônias. Mesmo usando o meio e a temperatura de transporte mais favoráveis para o transporte de suabes nasais e o meio seletivo mais sensível determinado neste estudo, a reação em cadeia pela polimerase apresentou uma capacidade de detecção da Bordetella bronchiseptica superior a do cultivo.

Astrha : um ambiente gráfico, dinâmico e interativo para internet baseado em hiper-animações e na teoria dos autômatos

Esta pesquisa, batizada Astrha (Automata Structured Hyper-Animation), tem suas raízes no projeto “Hyper Seed - Framework, Ferramentas e Métodos para Sistemas Hipermídia voltados para EAD via WWW” que possui, entre seus objetivos e metas: (a) o desenvolvimento de uma fundamentação matemática para a unificação, de maneira coerente e matematicamente rigorosa, de especificações de sistemas hipermídia e animações baseadas na Teoria dos Autômatos; (b) a construção e validação de um protótipo de sistema com suporte à criação de conteúdo multimídia e hipermídia com ênfase em educação assistida por computador; (c) a definição e aplicação de estudos de caso. Atender às demandas acadêmicas e construtoras supra citadas, no que se refere à unificação de especificações de sistemas hipermídia e animações baseadas na Teoria dos Autômatos, em nível conceitual, é o objetivo principal do Astrha. Mais especificamente, unificar conceitos das especificações Hyper-Automaton; Hyper- Automaton: Avaliações Interativas; eXtensible Hyper-Automaton (XHA) e Animação Bidimensional para World Wide Web (AGA). Para resolvê-las, propõe uma solução em cinco fases. A primeira constitui-se numa investigação conceitual sobre unificação de ambientes hipermídia com animações por computador, da qual conclui-se que as hiperanimações são uma resposta adequada ao contexto. Em seguida, um autômato finito não-determinístico, reflexivo, com saídas associadas às transições, denominado Astrha/M, é especializado para modelar, formalmente, estruturas hiper-animadas. Na terceira fase, uma linguagem de quarta geração denominada Astrha/L é proposta com a finalidade de proporcionar semântica à ambientes hiper-animados. Construída a partir da metalinguagem XML, é composta de quatro dialetos: (1) Mealy, que traduz o modelo Astrha/M; (2) Environment, que oferece opções de configuração e documentação; (3) Hyper, linguagem hipermídia, de sintaxe simples, que oferece hiperligações estendidas; (4) Style, especificação de estilos em cascata e de caracteres especiais. A quarta fase é a modelagem e construção do protótipo, denominado Astrha/E, através das linguagens UML e Java, respectivamente, com uso de tecnologias de software livre, resultando em um applet interativo, dinâmico, multimídia, que oferece características e propriedades de uma hiper-animação, traduzindo não-determinismos em escolhas pseudo-aleatórias e reflexividades em inoperabilidades aparentes. Por fim, a quinta fase trata de estudos de caso aplicados em educação a distância, em diversas áreas, de onde se conclui sua validade como conceito, modelo e ferramenta para programas educacionais que utilizam a Internet como meio de auxílio ao aprendizado.

Análise estática e dinâmica de placas e cascas de materiais compósitos laminados usando elementos finitos hexaédricos de oito nós com integração reduzida

Neste trabalho implementou-se o elemento hexaédrico com um ponto de integração para análise estática e dinâmica de placas e cascas de materiais compósitos laminados com ou sem enrijecedores. O elemento está livre de travamento volumétrico e travamento de cisalhamento, não apresentando modos espúrios. São também incluídos problemas com não-linearidade geométrica A matriz de rigidez e de massa são dadas de forma explícita, reduzindo o tempo computacional, especialmente na análise não-linear. Para evitar o travamento de cisalhamento as componentes de deformações são referidas a um sistema co-rotacional. O travamento volumétrico é também eliminado, já que a parte dilatacional (esférica) da matriz gradiente é avaliada apenas no ponto central do elemento. Para a solução das equações de equilíbrio na análise estática, utilizam-se um método direto baseado na eliminação de Gauss ou um método iterativo de gradientes conjugados com precondicionamento executado através da eliminação incompleta de Choleski. Para a análise dinâmica, as equações de equilíbrio são integradas através do método explícito ou implícito de Taylor-Galerkin ou do método implícito de Newmark. Para análise não-linear utiliza-se o Método Generalizado de Controle dos Deslocamentos. Através de exemplos numéricos demonstra-se a eficiência e o potencial do elemento tridimensional na análise linear e não-linear de placas e cascas de materiais laminados. Os resultados são comparados com trabalhos que utilizam diferentes elementos de placas e cascas.