PROPOSTA EXPERIMENTAL DIDÁTICA PARA O ENSINO DE ANÁLISE DE COMPONENTES PRINCIPAIS

Principal component analysis (PCA) is a chemometric method that allows for the extraction of chemical information that would otherwise be impossible to determine. Teaching chemometrics to undergraduates can contribute to the overall professional development and training of new teachers, whose profiles have been gaining attention due to the current demand for data interpretation. In this study, a didactic experiment involving PCA is proposed. Spectrophotometry was used in the ultraviolet-visible (UV-Vis) region to assess the behavior of anthocyanins extracted from red cabbage at different pH values. The results suggest the possible separation of anthocyanin structures into three distinct groups, according to their chemical characteristics displayed in acid, neutral, and basic media. The objective is to develop educational materials targeted to undergraduate courses, which encompass a larger number of concepts and introduce instrumental techniques currently being employed in both academic research and the industrial sector. Specifically, the proposed experiment introduces concepts related to spectrophotometry in the UV-Vis range and the PCA chemometric method. The materials used are easily accessible, and UV-Vis spectroscopy equipment is less expensive in comparison with other spectroscopy methods.

COMPREENSÃO MATEMÁTICA DA DIFUSÃO NO CONTEXTO ELETROQUÍMICO

The aim of this study was to explain in detail the mathematical methods used to deal with diffusion equations, mainly for students and researchers interested in electrochemistry and related areas. Emphasis was placed on the deduction and resolution of diffusion equations, as well as addressing cartesian, spherical and cylindrical coordinates. Different aspects of mass transfer processes were discussed including the importance of the resolution of Fick's laws equations to understand and derive parameters of the electroactive species (e.g., diffusion coefficients, formal electrode potentials) from the electrochemical techniques. As an example, the resolution of diffusion equations for a reversible reduction process of soluble oxidized species was presented for the chronopotentiometry technique. This study is envisaged to broaden the understanding of these frequently used methods, in which mathematical deductions are not always completely understood.

AVALIAÇÃO DO USO DE PLANILHAS COMPUTACIONAIS COMO UMA FERRAMENTA DIDÁTICA EM QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA

The use of spreadsheet softwares is not widespread in Chemical Education in Brazil as a computational education tool. By its turn the Qualitative Analytical Chemistry is considered a discipline with classical and non-flexible content. Thus in this work the spreadsheet software Excel® was evaluated as a teaching tool in a Qualitative Analytical Chemistry course for calculations of concentrations of the species in equilibrium in solutions of acids. After presenting the theory involved in such calculations the students were invited to elaborate the representation of the distribution of these species in a graphical form, using the spreadsheet software. Then the teaching team evaluated the resulting graphics regarding form and contents. The graphics with conceptual and/or formal errors were returned for correction, revealing significant improvement in the second presentation in all cases. The software showed to be motivating for the content of the discipline, improving the learning interest, while it was possible to prove that even in classical disciplines it is possible to introduce new technologies to help the teaching process.

O Platonismo de Russell na metafísica e na matemática

Neste artigo, analiso o surgimento e a superação do Platonismo em B. Russell, tanto na sua filosofia da matemática como na sua metafísica. Começo por explicitar os argumentos que levaram Russell a aderir ao chamado "Platonismo Proposicional" - posição que será tecnicamente relevante na definição de números. Na seção seguinte, discutirei até que ponto a teoria das descrições definidas determina, necessariamente, uma adesão ao nominalismo, e as dificuldades que surgem para o logicismo conseqüentes do abandono do platonismo. Finalmente, mostrarei como a posição madura de Russell caracteriza-se mais como um reducionismo do que propriamente como um nominalismo, e como este é fundado no princípio do mínimo vocabulário.

Análise do perfil de professores da área da saúde que usam a simulação como estratégia didática

Neste trabalho, relata-se os resultados obtidos no primeiro momento de uma pesquisa que objetiva conhecer o perfil e a formação de professores da área da saúde que usam a simulação como estratégia didática no Laboratório de Habilidades (LabHab) da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. Com previsão de dois anos, a pesquisa busca contribuir para uma proposta de formação docente que observe as prioridades e a relevância da simulação nas suas atividades didáticas. A ideia é analisar como esse profissional recria seus conhecimentos em grupo para trabalhar a simulação na atuação clínica e observar como ele percebe o alcance dos processos de simulação aprimorados pela tecnologia e pelas propostas de inovação educativa.

Modelo pélvico sintético como uma ferramenta didática efetiva comparada à pelve cadavérica

A anatomia é considerada matéria essencial à educação médica. Aulas práticas com uso de componentes anatômicos manipuláveis são fundamentais ao ensino e à aprendizagem. O objetivo deste estudo foi avaliar o Modelo Sintético de Pelve (Masp) como ferramenta didática, comparada à pelve cadavérica (PC) tradicionalmente utilizada, bem como a satisfação dos estudantes em relação a ambos os métodos. Sessenta e sete estudantes receberam aula teórica após teste teórico preliminar (TTP). Foram randomizados em três grupos: G1 teve aula prática tradicional (APT); G2, aula prática com Masp (APM); e G3 não teve aula prática. Um teste final (TTF) foi aplicado a todos os grupos. G1 e G2 submeteram-se à avaliação do método (AM). A análise estatística foi realizada utilizando-se Anova (Análise de Variância) e teste não paramétrico Mann-Whitney. No TTF, G3 apresentou escores mais baixos do que G1 (p = 0,041) e G2 (p = 0,000). Não foi encontrada diferença estatisticamente significante entre G1 e G2 (p >0,05). G2 apresentou maior satisfação com o método (p = 0,001). Concluiu-se que PC e Masp provaram ser ferramentas didáticas efetivas e que G2 mostrou maior satisfação.

O estudo da morte e dos cuidados paliativos: uma experiência didática no currículo de medicina

O conhecimento dos médicos no Brasil vem, de um lado, se tornando progressivamente mais fragmentado, produto da especialização crescente da Medicina. Por outro lado, o progresso tecnológico dá aos médicos a sensação de poder crescente sobre a doença e a morte. O currículo das Escolas de Medicina reflete essa tendência, e o futuro médico se torna, ao fim da formação, excelente na ciência da cura, mas, quando a doença não cede à terapêutica indicada e o doente caminha para a morte, encontra o seu médico menos preparado para o seu acompanhamento e cuidado. A Faculdade de Medicina de Itajubá (MG) é uma das poucas no Brasil a ter no seu currículo a Disciplina de Tanatologia e Cuidados Paliativos, oferecida a alunos de primeiro, segundo e quarto anos, cujo aprendizado complementa o saber tradicional do médico moderno. O presente artigo pretende mostrar uma experiência bem-sucedida ao longo do processo de didatização da disciplina em uma turma de segundo ano, no primeiro semestre de 2012, por meio da descrição de uma aula de Cuidados Paliativos, que contou com a participação intensamente criativa de um grupo de 6 alunos.

Literatura e Humanização: uma Experiência Didática de Educação Humanística em Saúde

RESUMO Considerando a fundamental importância do debate sobre a humanização na área da saúde, apresentamos resultados de uma experiência didática de formação humanística com base na experiência estética causada pela literatura do romance “Os Anos de Aprendizado de Wilhelm Meister”, de Goethe, com base numa atividade acadêmica oferecida a estudantes e profissionais da área da saúde. Investigamos o potencial desta experiência como meio de fomentar a formação humanística e a humanização. Na coleta dos dados utilizamos metodologias qualitativas, partindo da observação participante e da história oral de vida. Os dados foram analisados com base na Fenomenologia Hermenêutica. Inspirados na filosofia estética de Friedrich Schiller e Immanuel Kant, verificamos que a leitura do romance, com apoio da metodologia utilizada na atividade, proporcionou o que entendemos ser uma educação humanizadora, por meio da “ampliação da experiência da arte” e do “despertar lúdico”.

Modelagem matemática e simulação numérica do resfriamento rápido de morango com ar forçado

Este trabalho abordou o resfriamento rápido com ar forçado de morango via simulação numérica. Para tanto, foi empregado o modelo matemático que descreve o processo de transferência de calor, com base na lei de Fourier, escrito em coordenadas esféricas e simplificado para descrever o processo unidimensional. A resolução da equação expressa pelo modelo matemático deu-se por meio da implementação de um algoritmo, fundamentado no esquema explícito do método numérico das diferenças finitas, executado no ambiente de computação científica MATLAB 6.1. A validação do modelo matemático foi realizada a partir da comparação de dados teóricos com dados obtidos num experimento, no qual morangos foram resfriados com ar forçado. Os resultados mostraram que esse tipo de investigação para a determinação do coeficiente de transferência de calor por convecção é promissora como ferramenta no suporte à decisão do uso ou desenvolvimento de equipamentos na área de resfriamento rápido de frutos esféricos com ar forçado.

Projeto de um cortador de base para colhedora de cana-de-açúcar utilizando otimização matemática

Um cortador de base representado por um mecanismo de quatro barras foi desenvolvido utilizando-se do programa Autocad. Suas partes constituintes foram pré-dimensionadas em função das características operacionais de uma colhedora de cana-de-açúcar em sistema de cana crua e inteira, colhendo uma linha de cana por passada. A força normal de reação do perfil no ponto de contato foi determinada por meio da análise dinâmica, sendo as equações de equilíbrio dinâmico baseadas nas leis de Newton-Euler. O processo de otimização teve como objetivo minimizar a força normal de reação do solo, submetida a restrições de posição, trajetória, comprimento das barras, constante da mola e da força normal. Implementou-se o Algoritmo de Programação Quadrática Seqüencial - SQP do módulo de otimização do programa computacional Matlab. Os resultados mostraram melhora significativa no desempenho de flutuação do mecanismo, representada pela força normal de reação do perfil, a qual foi reduzida de 4.250,33 para 237,13 N. Posteriormente, outras variáveis foram incorporadas ao mecanismo otimizado e um segundo processo de otimização foi implementado.

Modelagem matemática para a descrição do processo de secagem do feijão (Phaseolus vulgaris L.) em camadas delgadas

O objetivo do presente trabalho foi a obtenção e a avaliação das curvas de secagem do feijão (Phaseolus vulgaris L.) e ajustar diferentes modelos matemáticos aos valores experimentais do teor de água para diversas condições do ar. Foram utilizados grãos de feijão colhidos com teor de água de 0,92 (b.s.) e submetidos à secagem até o teor 0,14 (b.s.) sob condições controladas de temperatura (35; 45 e 55 °C) e umidade relativa do ar de secagem de 40 ± 2%. Aos dados experimentais, foram ajustados 12 modelos matemáticos citados na literatura específica e utilizados para a representação do processo de secagem de produtos agrícolas. Pelos resultados obtidos e baseando-se em parâmetros estatísticos, pode-se concluir que metade dos modelos testados representa bem o fenômeno de secagem do feijão. Dentre esses, o modelo clássico de Page foi selecionado, pela sua simplicidade e pelo seu uso disseminado no meio científico, para descrever a cinética de secagem dos produtos vegetais. A relação entre a constante de secagem k desse modelo e a temperatura do ar pode ser descrita pela relação de Arrhenius, apresentando energia de ativação de 10,08 kJ mol-1.

Modelagem matemática e difusividade efetiva das sementes de pinhão-manso (Jatropha curcas L.) durante a secagem

O presente trabalho teve o objetivo de ajustar diferentes modelos matemáticos aos dados experimentais da secagem de sementes de pinhão-manso (Jatropha curcas L.), bem como determinar o coeficiente de difusão efetivo e obter a energia de ativação para a faixa de temperatura utilizada. As sementes de pinhão-manso com teor de água de 0,67 (decimal b.s.) passaram por um período de pré-secagem em ambiente natural para reduzir e homogeneizar o teor de água para 0,30 (decimal b.s.). Em seguida, a secagem foi realizada em secador experimental mantendo-se as temperaturas controladas de 30; 40; 50; 60 e 70 ± 1 ºC e umidades relativas de 55,98; 41,44; 35,35; 26,21 e 13,37 ± 3%, respectivamente. Aos dados experimentais foram ajustados onze modelos matemáticos utilizados para a representação do processo de secagem de produtos agrícolas. Conclui-se que, dentre os modelos analisados, Page e Henderson e Pabis Modificado apresentaram os melhores ajustes aos dados experimentais, sendo o modelo de Page selecionado para a descrição das curvas de secagem do pinhão-manso devido a sua simplicidade; o coeficiente de difusão efetiva aumenta com a elevação da temperatura, apresentando magnitudes entre 3,93x10-10 e 9,19x10-10 m² s-1 para o intervalo de temperatura de 30 a 70 ºC, respectivamente; e a energia de ativação para a difusão líquida do pinhão-manso durante a secagem foi de 15,781 kJ mol-1.

Modelagem matemática para seleção de conjuntos mecanizados agrícolas pelo menor custo operacional

A seleção de uma máquina agrícola pode tornar-se uma tarefa árdua, pois há diversas variáveis que devem ser consideradas. A escolha do equipamento mais adequado para uma propriedade agrícola é uma das etapas mais importantes do processo produtivo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo de computador por programação linear em plataforma web para seleção automatizada de conjuntos mecanizados agrícolas, baseados no menor custo operacional. O programa, desenvolvido em linguagem ASP.NET, pode ser acessado gratuitamente pela Internet (http://www.maquinas.ufms.br). O usuário pode selecionar um conjunto mecanizado agrícola dentro de uma vasta lista de opções que contém suas especificações técnicas ou deixar que o programa lhe retorne automaticamente a melhor opção, pelo menor custo operacional. O programa desenvolvido proporciona ao usuário uma seleção racional via Internet de conjuntos mecanizados, permitindo o estudo econômico do uso das máquinas e implementos, sem a necessidade da instalação de programas dedicados no computador, que dificultariam a manutenção do banco de dados.

Análise matemática e biológica dos modelos de estimativa de perdas de rendimento na cultura devido à interferência de plantas daninhas

As plantas daninhas acarretam reduções no rendimento das culturas agrícolas. Os modelos matemáticos de estimativa de perda de rendimento na cultura devido à interferência dessas plantas podem ser instrumentos úteis à tomada de decisão de manejo. Se for possível prever as perdas de rendimento, será possível decidir se é viável ou não a aplicação de uma medida de controle. Há na literatura vários modelos matemáticos empíricos de regressão lineares, não-lineares e polinomiais usados para estimar as perdas de rendimento devido às plantas daninhas. O presente trabalho teve como objetivo apresentar uma análise dos modelos matemáticos presentes na literatura utilizados para estimar as perdas de rendimento que as plantas daninhas acarretam à cultura, considerando o ajuste matemático às observações e a descrição biológica do comportamento dessas perdas.

Difusão do cloreto de sódio no processo de salga de queijos: modelagem matemática com o emprego do método de elementos finitos

A transferência de um soluto (cloreto de sódio), através de uma matriz sólida tridimensional (queijo) foi estudada aplicando-se o método de elementos finitos. A formulação variacional (Galerkin) do problema diferencial (modelo de difusão) teve como base teórica a 2ª lei de Fick. Os procedimentos para integração no tempo foram o de Crank-Nicolson e o de Euler-modificado, que foram escolhidos por apresentarem estabilidade incondicional. O programa computacional desenvolvido mostrou-se versátil para resolver situações de amostragem em condições mais realistas e pode ser aplicado para geometrias complexas. O modelo proposto permitiu uma boa estimativa do ganho de sal no queijo, usando um coeficiente de difusão cujo valor pode ser obtido por extrapolação de dados experimentais. A aplicação do método numérico (MEF), com o esquema de Crank-Nicolson, na simulação da difusão do cloreto de sódio na salga de queijos, mostrou boa aproximação quando os resultados foram comparados com os valores experimentais encontrados na literatura especializada.