Um modelo analítico e computacional para consideração de efeitos de envelhecimento em estruturas de material compósito

Os materiais compósitos reforçados por fibras apresentam vantagens quando comparados aos materiais de construção mais tradicionais como concreto e aço. Por outro lado, devido ao fato destes materiais serem relativamente recentes no mercado, questões a respeito de sua durabilidade são ainda objeto de discussão e faz-se necessária intensa pesquisa sobre o envelhecimento dos compósitos. Como conseqüência, recentemente têm surgido inúmeros trabalhos à respeito da degradação dos compósitos considerando efeitos como temperatura, oxidação, radiação UV, condições de carregamento, etc. A maioria destas pesquisas, no entanto, são realizadas a nível de material e não são diretamente aplicáveis à situações de projeto. Desta forma, existe grande demanda por novos estudos e dados compatíveis com aplicações estruturais. Neste trabalho apresenta-se um modelo analítico-numérico adequado para, interpretação e aplicação destes dados experimentais em análise e projeto de estrutural. A formulação proposta inclui relações constitutivas elásticas anisotrópicas com envelhecimento, relações constitutivas viscoelásticas anisotrópicas com envelhecimento em termos de variáveis de estado, análise de falhas com critério de degradação ajustado à idade do material e considera-se grandes deslocamentos e pequenas deformações. As diferenças essenciais entre os processos de envelhecimento em endurecimento e amolecimento são descritos juntamente com as relações constitutivas para cada caso. Estas equações são deduzidas na forma adequada para análise numérica via método dos elementos finitos usando uma solução incremental-iterativa com consideração de efeitos pos-críticos. Vários exemplos são apresentados, incluindo análises elásticas, viscoelásticas e de falha com envelhecimento.

Modelos para o mapeamento de aplicações em infra-estruturas de comunicação intrachip

O projeto de sistemas intrachip (SoCs) é uma atividade de alto grau de complexidade, dados a dimensão de SoCs, na ordem do bilhão de transistores, os requisitos de tempo de desenvolvimento e de consumo de energia, entre outros fatores. A forma de dominar a complexidade de projeto de SoCs inclui dividir a funcionalidade do sistema em módulos de menor complexidade, denominados de núcleos de propriedade intelectual (núcleos IP), interligados por uma infra-estrutura de comunicação. Enquanto núcleos IP podem ser reusados de outros projetos ou adquiridos de terceiros, a infra-estrutura de comunicação deve sempre ser desenvolvida de forma personalizada para cada SoC. O presente trabalho volta-se para o projeto de infraestruturas de comunicação eficientes. Questões importantes neste contexto são a eficiência da comunicação, refletida e.g. em medidas de vazão e latência, a redução de área de silício para implementar a comunicação, e a redução da energia consumida na comunicação. Estas questões dependem da escolha da infra-estrutura de comunicação. Barramentos são as infra-estruturas mais usadas nas comunicações intrachip, mas têm sido consideradas como pouco adequadas para servir a necessidade de comunicação de SoCs futuros. Redes intrachip vêm emergindo como um possível melhor candidato. Nesta infra-estrutura de comunicação, um problema a ser resolvido é o posicionamento relativo de núcleos IP dentro da rede, visando otimizar desempenho e reduzir o consumo de energia, no que se denomina aqui problema de mapeamento. Dada a complexidade deste problema, considera-se fundamental dispor de modelos para capturar as características da infra-estrutura de comunicação, bem como da aplicação que a emprega A principal contribuição deste trabalho é propor e avaliar um conjunto de modelos de computação voltados para a solução do problema de mapeamento de núcleos de propriedade intelectual sobre uma infra-estrutura de comunicação. Três modelos são propostos (CDM, CDCM e ECWM) e comparados, entre si e com três outros disponíveis na literatura (CWM, CTM e ACPM). Embora os modelos sejam genéricos, os estudos de caso restringem-se aqui a infra-estruturas de comunicação do tipo rede intrachip. Dada a diversidade de modelos de mapeamento, propõe-se uma segunda contribuição, o metamodelo Quantidade, Ordem, Dependência (QOD), que relaciona modelos de mapeamento usando os critérios expressos na denominação QOD. Considerando o alto grau de abstração dos modelos empregados, julga-se necessário prover uma conexão com níveis inferiores da hierarquia de projeto. Neste sentido, uma terceira contribuição original do presente trabalho é a proposta de modelos de consumo de energia e tempo de comunicação para redes intrachip. Visando demonstrar a validade de todos os modelos propostos, foram desenvolvidos métodos de uso destes na solução do problema de mapeamento, o que constitui uma quarta contribuição. Estes métodos incluem algoritmos de mapeamento, estimativas de tempo de execução, consumo de energia e caminhos críticos em infra-estruturas de comunicação. Como quinta contribuição, propõe-se o framework CAFES, que integra os métodos desenvolvidos e os modelos de mapeamento em algoritmos computacionais. Uma última contribuição do presente trabalho é um método habilitando a estimativa de consumo de energia para infra-estruturas de comunicação e sua implementação como uma ferramenta computacional.

Ler o mundo, compreender a palavra : ambiente alfabetizador como espaço de construções sociocognitivas

Esta dissertação aborda as construções sociocognitivas de sujeitos adultos durante o processo de alfabetização, em ambiente alfabetizador, entendido como espaço físico e social que promove interações. A proposta pedagógica desenvolvida buscou aliar tecnologia e alfabetização como desencadeadores de aprendizagem dos sujeitos. Nesse sentido, o conceito de alfabetização equivale ao conceito de letramento, porque busca aproximar os sujeitos do mundo no qual estão inseridos, podendo assim moverem-se numa sociedade letrada e permeada por tecnologias. Os fundamentos teóricos que respaldam as análises dos dados encontram-se na proposta freireana de alfabetização de adultos, assumida pelo Movimento de Alfabetização de Jovens e Adultos, que concebe o ato educativo como resultante do diálogo estabelecido entre os sujeitos portadores de conhecimento. Referenda também nosso estudo a concepção piagetiana de construção de conhecimento voltada, principalmente, para os Estados de Tomada de Consciência como reveladores dos movimentos cognitivos dos sujeitos. Funda-se à teoria de Piaget, o exposto por Freire quanto à passagem da consciência intransitiva para a conscientização. Na perspectiva dos autores, são analisadas as falas e posturas dos sujeitos frente ao mundo, tendo como parâmetro temporal o ponto de vista revelado na incursão e no distanciamento do Mova. O laboratório de informática, onde se desenvolveu boa parte da pesquisa, constitui a primeira experiência para todos os sujeitos estudados, o que consiste numa fonte em potencial de desequilíbrios que forçam o sujeito à mobilização de suas estruturas cognitivas. A permanência e as intervenções ocorridas no ambiente alfabetizador possibilitam que os mesmos ultrapassem a condição do fazer mecanizado e avancem para um fazer mais reflexivo, extensivo inclusive a outros contextos que integram. A pesquisa valida a aproximação entre tecnologia e alfabetização de adultos, enfatizando que esse campo é rico em possibilidades pedagógicas geradoras de aprendizagem.

A equilibração dos processos cognitivos na aprendizagem de matemática no ambiente do Mecam

Esta tese analisa os efeitos na aprendizagem, a partir de uma proposta pedagógica que integra uma metodologia de intervenção apoiada por recursos tecnológicos. A proposta pedagógica é implementada em ambiente virtual de aprendizagem e se destina à realização de estudos complementares, para alunos reprovados em disciplinas iniciais de matemática em cursos de graduação. A metodologia de intervenção é inspirada no método clínico de Jean Piaget e visa identificar noções já construídas, propor desafios, possibilitar a exploração dos significados e incentivar a argumentação lógica dos estudantes. O ambiente de interação é constituído por ferramentas tecnológicas capazes de sustentar interações escritas, numéricas, algébricas e geométricas. A Teoria da Equilibração de Piaget possibilita a análise de ações e reflexões dos estudantes diante dos desafios propostos. São identificados desequilíbrios cognitivos e processos de reequilibração advindos das interações com os objetos matemáticos. A transformação de um saber-fazer para um saber-explicar é considerada indicativo de aprendizagem das noções pesquisadas e decorre de um desenvolvimento das estruturas de pensamento. Além da análise de processos de reequilibração cognitiva, analisou-se o aproveitamento dos estudantes, considerando os graus de aprendizagem definidos nos critérios de certificação dos desempenhos. Os resultados indicam que as interações promovidas com a estratégia pedagógica proposta colaboraram para a aprendizagem de noções e conceitos matemáticos envolvidos nas atividades de estudo. A análise do processo de equilibração permite identificar a aprendizagem como decorrência do desenvolvimento de estruturas cognitivas. O movimento das aprendizagens revelou processos progressivos de aquisição de sentido dos objetos matemáticos, com graus que expressaram condutas de regulação. Estas permitiram ultrapassar um fazer instrumental, por aplicação de fórmulas ou regras, e avançar por um fazer reflexivo sobre os significados dos conceitos envolvidos. A pesquisa sugere a implementação da proposta como estratégia pedagógica na proposição de ambientes de aprendizagem para a educação matemática a distância e como apoio ao ambiente presencial.

Integração de técnicas de SIG e sensoriamento remoto na classificação de imagens digitais através do uso da teoria da evidência

O desenvolvimento de novos, e mais eficientes, métodos de classificação de imagem digitais em Sensoriamento Remoto se constitui em uma importante área que tem chamado a atenção de muitos pesquisadores. Nesta área em particular, um problema que freqüentemente surge para a classificação de imagens digitais provenientes de cenas naturais, é a ocorrência de classes espectrais com resposta espectral muito similar. Nestes casos, os sistemas sensores mais comuns e os métodos tradicionais de classificação de imagem apresentam muito baixa precisão ou mesmo falham completamente. Várias abordagens vem sendo propostas na literatura. Uma das possíveis abordagens consiste em fazer uso de informações auxiliares que possuam poder discriminante para as classes sob análise. Esta é a possibilidade explorada nesta dissertação, utilizar-se de dados auxiliares, provenientes de fontes diversas, tais como: temperatura, precipitação, altitude e classes de solo. Estes dados são então combinados com dados provenientes de imagens multiespectrais de acordo com a Teoria de Evidência proposta por Dempster e Shafer. Esta abordagem é testada usando dados de uma área no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, com a finalidade de delimitar a ocorrência da Mata Nativa com Araucária (composta pela conifera Araucaria angustifolia), que é de difícil separação em relação a outras classes espectrais que ocorrem na região, tornando difícil o processo preciso de classificação.

Heurísticas para projeto de estruturas de controle

Processos químicos integrados apresentam uma maior dificuldade para garantir o controle global da planta em função das fortes interações que se estabelecem entre as variáveis de processo. A área de estudo conhecida como Plant Wide Control preocupa-se em propor soluções a este problema de controle. Soluções típicas consistem no projeto de estruturas de controle, a partir de técnicas quantitativas de análise da controlabilidade operacional. Entretanto a dificuldade em obter-se modelos confiáveis na fase de projeto de processos, bem como as incertezas derivadas das não-linearidades de sistemas reais, são alguns exemplos das dificuldades que limitam a aplicabilidade de tais métodos e incentivam o desenvolvimento de heurísticas capazes de auxiliar a seleção de estruturas de controle adequadas. Nesta dissertação são utilizadas análises estruturais e técnicas quantitativas no estudo de sistemas simplificados e hipotéticos, permitindo a formulação de heurísticas comprometidas com o controle global do balanço material. O resultado destas análises mostra ser possível implementar uma estrutura de base, de configuração feedforward, fundamentada na garantia de baixa variabilidade do tempo de residência do sistema reacional, através de controle direto ou flutuação do inventário, e na proporcionalidade entre as correntes de processo, via introdução de razões fixas entre as vazões da planta. A utilização destas duas heurísticas garante a estabilidade do balanço material frente a variações da taxa de produção, mesmo sem a implementação de controladores de composição. Em um nível supervisório, são introduzidas malhas de controle feedback, em cascata com a estrutura de base, a fim de corrigir off-sets e controlar composições sob um horizonte de tempo longo de resposta. As estruturas de controle projetadas a partir desta base heurística apresentam um desempenho satisfatório para a rejeição de distúrbios sobre a taxa de produção, de acordo com os resultados de validação do estudo de caso Tennessee Eastman.

Uma teoria para o desenvolvimento da competência dos gerentes da construção : em busca de "consiliência"

O objetivo principal dessa tese foi compreender o processo de aprendizagem induzido pela Aprendizagem-Ação, seus reflexos sobre a ação gerencial e, conseqüentemente, sobre o desenvolvimento da competência gerencial. Para atingir o objetivo proposto foi formado um grupo de Aprendizagem-Ação, composto por cinco gerentes do setor da Construção, no qual a pesquisadora atuou como facilitadora. O trabalho com este grupo teve duração de 15 meses (entre Dezembro/2000 a Fevereiro/2002) durante os quais se realizou uma observação sistemática e detalhada do processo de aprendizagem de cada um dos gerentes participantes. A gravação e transcrição literal das reuniões constituíram a principal fonte de evidência utilizada no processo de análise, complementada por entrevistas com os participantes, pessoas envolvidas com os gerentes na atividade profissional e anotações dos pesquisadores. A análise final dos dados, realizada em conjunto com pesquisadores da Universidade de Salford, Inglaterra, permitiu a construção de uma teoria para o desenvolvimento da competência de gerentes da Construção, na qual se defende necessidade de “consiliência” entre diversas áreas do conhecimento, teorias e recursos de aprendizagem, de forma a facilitar o desenvolvimento da competência gerencial. O termo “consiliência” (consilience, em inglês) foi emprestado do trabalho de Edward Wilson (1998) e pode ser traduzido como “a concordância mútua de conhecimentos, resultante da ligação de fatos e teorias provenientes de diferentes disciplinas, a fim de criar uma base comum de explicação”. Wilson (1998) defende que “a maioria das questões que afligem a humanidade em sua vida diária somente podem ser resolvidas através da integração do conhecimento das ciências naturais com o conhecimento das ciências sociais, humanas e das artes”. Em sua opinião somente através da fluência entre as fronteiras de diferentes disciplinas do conhecimento será possível uma visão mais clara do mundo como ele realmente é e, portanto, dos meios de operar de forma mais eficaz nesse mundo.

A economia da corrupção : teoria e evidências : uma aplicação ao setor de obras rodoviárias no Rio Grande do Sul

O objetivo da tese foi analisar as implicações da corrupção no ambiente burocrático e, em particular, no Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem (DAER) entre os anos de 1994 a 2002. O principal argumento é que a estrutura do mercado de obras públicas rodoviárias e a organização institucional com a qual os agentes públicos se deparam na esfera burocrática proporcionam incentivos e oportunidades para a formação de acordos corruptos. O ambiente institucional tem uma importância fundamental na eficiência burocrática e na alocação dos recursos públicos Uma estrutura burocrática capturada politicamente por interesses privados induz e estimula os agentes públicos a uma conduta corrupta. A corrupção sempre foi tratada como um problema decorrente da falha moral por parte de alguns indivíduos que estão em posições de poder político e em cargos burocráticos. Entretanto, mais recentemente, economistas e cientistas sociais têm atribuído a existência de mercados burocráticos e políticos corruptos a uma série de razões: (i) intervenção estatal excessiva; (ii) má governança das instituições públicas; (iii) excesso de regulamentações e normas; (iv) centralização das decisões burocráticas; (v) isolamento entre níveis hierárquicos; (vi) falta de competição na esfera pública e (vi) o excesso de poder discricionário de burocratas e políticos. Nesse contexto, a corrupção só poderá ser combatida se os incentivos criados pela estrutura burocrática induzirem os agentes públicos (políticos e burocratas) a adotarem condutas honestas e produtivas, admitindo que esta escolha irá maximizar seus ganhos profissionais e financeiros Além desta questão central, outras questões serão tratadas ao longo deste trabalho, tais como: as formas de corrupção no ambiente burocrático e, em específico, no setor de obras públicas rodoviárias; as evidências empíricas que corroboraram com as hipóteses de que a corrupção prejudica as atividades do setor rodoviário; as oportunidades e incentivos criados à prática de atos e acordos corruptos no ambiente burocrático e político; a percepção da corrupção no mercado de obras rodoviárias; a assimetria de informações e os problemas de Seleção Adversa e Risco Moral (Moral Hazard) na esfera governamental; as principais formas de combater a corrupção e a importância dos salários e das remunerações compensatórias como estratégias no combate à corrupção burocrática.

Perfil ontogenético da captação basal de glutamato em fatias de estruturas cerebrais de ratos e avaliação de sua sensibilidade à guanosina

O glutamato, quando em altas concentrações na fenda sináptica, é excitotóxico, podendo levar à morte celular devido à hiper-estimulação de seus receptores. Seu efeito neurotóxico tem sido relacionado a várias doenças agudas e crônicas do SNC, tais como isquemia, epilepsia, Alzheimer e Parkinson. A manutenção dos níveis de glutamato abaixo de seus níveis excitotóxicos é realizada através de um mecanismo de transporte de alta afinidade dependente de sódio. Os principais transportadores de glutamato, GLAST e GLT-1, estão presentes nos astrócitos. Alguns estudos demonstram que a captação de glutamato parece variar de acordo com o período de desenvolvimento e envelhecimento; entretanto, poucos estudos avaliam este parâmetro em animais imaturos, maduros e velhos utilizando uma única metodologia. Neste trabalho, nós traçamos um perfil ontogenético da captação de glutamato in vitro, durante o desenvolvimento e envelhecimento, usando fatias de estriado, hipocampo e córtex de ratos com 10, 21 e 60 dias, 15 e 26 meses. Também analisamos se a captação de glutamato era sensível à presença de guanosina. Em todas as estruturas a captação de glutamato foi maior em animais jovens decaindo então, até ratos velhos (15 meses) em estriado e hipocampo ou ratos adultos jovens (60 dias) em córtex. Em estriado e hipocampo observamos um aumento parcial e total, respectivamente, na captação em ratos muito velhos (26 meses). O efeito da guanosina parece ser idade e estrutura dependentes, visto que a mesma aumentou a captação basal de glutamato somente em fatias de córtex de ratos de 10 dias. A diminuição da captação de glutamato observada em animais com 15 meses em estriado e hipocampo pode estar relacionada às diversas desordens neurodegenerativas que ocorrem em idosos, e a recuperação deste parâmetro em ratos muito velhos (26 II meses), tanto parcial como total, parece ser um mecanismo de adaptação compensatório que pode estar ocorrendo durante o processo de envelhecimento.

Estudo do estabelecimento de configurações em estruturas celulares

Esta dissertação investiga os processos que levam células a se organizarem em certas configurações, focando propriedades topológicas, geométricas e aquelas originadas na sua dinâmica. Para tanto, começamos revisando propriedades de topologia de equilíbrio de sistemas que minimizam áreas de contato entre células. Prosseguimos com o estudo de estruturas de células biológicas, incorporando as devidas modificações provenientes das propriedades biológicas, sendo introduzida, por exemplo, a Hipótese da Adesão Diferenciada formulada por Steinberg (1975). Suas implicações são estudadas utilizando o Modelo Celular de Potts ao realizar simulações de Monte Carlo. Mostramos resultados das dinâmicas de reagrupamento celular que é um dos processos que ocorre na embriogênese e morfogênese, em que células se redistribuem de modo a formar padrões típicos. É feita uma análise, tanto teórica quanto por simulações, de como interações adesivas entre tipos diferentes de células, e estas com o meio, influenciam a evolução destas configurações. A seguir, tornamos evidente analogias entre tecidos e fluidos imiscíveis, de modo a explorar não apenas a influência de coesões e adesões celulares, como também propriedades viscoelásticas e de tensões superficiais apresentadas pelos agregados - estruturas macroscópicas constituídas por muitas subunidades celulares. Acompanhando os resultados teóricos, apresentamos observações experimentais de reorganização celular a partir de agregados aleatórios de células de hidras. A reorganização celular destes agregados é estudada a partir das configurações iniciais aleatórias até o momento em que se estabelece uma esfera com cavidade formada por duas camadas epiteliais, endoderme e ectoderme Neste estágio ocorrem os bursts, eventos de ruptura reversíveis do tecido superficial do agregado com expulsão do conteúdo contido na cavidade. É proposto um estudo via simulações deste fenômeno a fim de elucidar as propriedades básicas de deformações, adesões e movimentos de células num tecido. Ainda no contexto experimental, realizamos outras medidas nos agregados de hidra, como a obtenção de tensões superficiais e registro da dinâmica de arredondamento. Finalmente, unimos as considerações sobre topologias de estruturas celulares com as propriedades emergentes de interações de adesão com mais um elemento, mitose. Apresentamos modelos de crescimento celular e discutimos suas características para a dinâmica populacional de células. Ao introduzir dados sobre comportamentos regulatórios de proliferação celular, colocamos ênfase no estudo das patologias ao estudar câncer utilizando o Modelo de Gompertz como descrição da proliferação. Realizamos experiências utilizando 6 linhagens cancerígenas diferentes e propomos uma interpretação biológica dos parâmetros matemáticos que descrevem o crescimento. A hipótese por nós levantada é de que a forma da célula influencia no seu comportamento. Verificamos a viabilidade de tal hipótese através de uma série de simulações por Modelo Celular de Potts. Os resultados gerados se assemelham aos dados experimentais, de maneira que chegamos a conclusão final que processos intrínsecos regulatórios de uma célula (no caso o ciclo mitótico), propriedades adesivas de células, características fenotípicas e distribuições topológicas de um tecido, são intimamente interligados.

A análise normativa brasileira e japonesa à luz da teoria da qualidade e responsabilidade civil do fabricante

Resumo não disponível

Ensaios sobre grupos de interesse e política comercial endógena

O presente trabalho estuda um dos principais temas recentes da literatura de Economia Internacional, a saber: a teoria da proteção endógena. A importância do tema pode ser evidenciada pela interface que o mesmo apresenta entre os vários ramos da ciência. De um lado os cientistas políticos se inclinam para a análise do interesse privado na forma da atuação dos grupos de interesse. Do outro, os economistas preocupados com o estudo do efeito da atuação de tais grupos na determinação da estrutura de proteção tarifária. Para apresentar a visão dos economistas, o presente trabalho é dividido em três ensaios auto-contidos e, ao mesmo tempo, interdependentes. No primeiro, são identificadas as situações conflituosas no âmbito do Mercosul. Ainda, são resenhados os principais trabalhos que dão suporte ao estudo de grupos de interesse. No segundo ensaio são apresentados os principais modelos de proteção endógena, bem como é formulado um jogo para se avaliar a atuação de grupos de interesse no Mercosul, especificamente aqueles que atuam na economia brasileira. O modelo elaborado apresenta um contribuição ao modelo original de Grossman e Helpman(1994) ao incorporar na análise a variável emprego setorial, a qual pode ser objetivada pelo governo. No último ensaio são apresentadas as principais estruturas empíricas de análise e, baseando-se no instrumental de dados de painel, são apresentados os principais resultados que corroboram a hipótese da proteção endógena, recentemente publicados. Conclui-se, finalmente, que a política comercial é, na verdade, o resultado da atuação de grupos de interesse e a perspectiva sugerida pelos teóricos do livre comércio não têm encontrado espaço para a sua justificação.

A hipótese de expectativas racionais : teoria e testes

Resumo não disponível.

A avaliação da aprendizagem no ensino de estruturas : epistemologia, tecnologia e educação a distância

O ensino e a aprendizagem a partir de ambientes informatizados e a educação a distância têm sido amplamente difundidos tanto em meios profissionais quanto acadêmicos. As suas aplicações em diferentes áreas de conhecimento nem sempre têm sido sensíveis às especificidades de cada área, representando muitas vezes uma mera digitalização dos conteúdos didáticos tradicionalmente trabalhados, sem que haja uma ressifignificação da prática pedagógica. A partir de uma abordagem interdisciplinar, este trabalho investiga como os recursos informáticos podem contribuir para uma melhoria nas relações pedagógicas, numa proposta de avaliação da aprendizagem no ensino de Engenharia Estrutural. Inserido nesse contexto, propõe-se o GPAREDE, um ambiente virtual de avaliação da aprendizagem no ensino de Engenharia Estrutural, concebido para uma proposta de educação a distância. O gerenciamento de informação, via formulários e transferência de arquivos, e o desenvolvimento de webfólios são recursos empregados para prover um ambiente propício à construção do conhecimento, no âmbito de uma avaliação integrada ao processo ensinoaprendizagem. A partir das perguntas norteadoras da pesquisa e da primeira investigação realizada, são definidas categorias de análise para as reflexões e as conclusões desta Tese. Os resultados obtidos indicam que o uso de ambientes virtuais para a avaliação da aprendizagem no ensino de Estruturas permite mediações pedagógicas construtivistas, contribuindo para a consolidação de um paradigma pedagógico para a educação a distância.