Optimización en redes. El problema del transporte

El texto está dividido en tres capítulos. Se explicarán conceptos, teoría y modelos que intervendrán de manera directa en los capítulos posteriores. En el primer capítulo se abordarán los problemas lineales de redes. Se describe la teoría relativa a redes y con ello se desarrolla el método simplex para redes, una especialización del método simplex. Además se introducen los problemas de flujo de redes a costo mínimo. En el segundo capítulo se exponen los problemas de transporte y algún caso particular del mismo, para lo cual no será prácticamente necesario el desarrollo de nueva teoría, siendo válido todo lo expuesto en el capítulo previo. En el tercer capítulo se extiende el concepto de problemas de transporte, mediante modelos más completos que pretenden adecuarse algo más a los modelos de la vida real. A pesar de no ser problemas de transporte, están estrechamente relacionados con ellos y por lo tanto podrá ser explotada su estructura interna de problema de transporte. Por último, en los apéndices se encuentran los programas utilizados para resolver los problemas y los ejemplos del texto, se explica como resolver el problema de costo mínimo, de transporte o de transbordo computacionalmente y se realizan pruebas computacionales que demuestran la importancia de las propiedades de los problemas de redes.

Identificação de danos estruturais a partir do modelo de superfície de resposta

A identificação de danos estruturais é uma questão de fundamental importância na engenharia, visto que uma estrutura está sujeita a processos de deterioração e a ocorrência de danos durante a sua vida útil. A presença de danos compromete o desempenho e a integridade estrutural, podendo colocar vidas humanas em risco e resultam em perdas econômicas consideráveis. Técnicas de identificação de danos estruturais e monitoramento de estruturas fundamentadas no ajuste de um Modelo de Elementos Finitos (MEF) são constantes na literatura especializada. No entanto, a obtenção de um problema geralmente mal posto e o elevado custo computacional, inerente a essas técnicas, limitam ou até mesmo inviabilizam a sua aplicabilidade em estruturas que demandam um modelo de ordem elevada. Para contornar essas dificuldades, na formulação do problema de identificação de danos, pode-se utilizar o Modelo de Superfície de Reposta (MSR) em substituição a um MEF da estrutura. No presente trabalho, a identificação de danos estruturais considera o ajuste de um MSR da estrutura, objetivando-se a minimização de uma função de erro definida a partir das frequências naturais experimentais e das correspondentes frequências previstas pelo MSR. Estuda-se o problema de identificação de danos estruturais em uma viga de Euler-Bernoulli simplesmente apoiada, considerando as frequências naturais na formulação do problema inverso. O comportamento de uma viga de Euler-Bernoulli simplesmente apoiada na presença de danos é analisado, com intuito de se verificar as regiões onde a identificação dos mesmos pode apresentar maior dificuldade. No processo de identificação de danos, do presente trabalho, são avaliados os tipos de superfícies de resposta, após uma escolha apropriada do tipo de superfície de resposta a ser utilizado, determina-se a superfície de resposta considerando os dados experimentais selecionados a partir do projeto ótimo de experimentos. A utilização do método Evolução Diferencial (ED) no problema inverso de identificação de danos é considerado inerente aos resultados numéricos obtidos, a estratégia adotada mostrou-se capaz de localizar e quantificar os danos com elevada acurácia, mostrando a potencialidade do modelo de identificação de danos proposto.

Análise numérica do problema de difusão anômala unidimensional

A presente dissertação tem como objetivo analisar o comportamento da solução numérica da equação de difusão anômala com distribuição de fluxo bimodal, no regime estacionário, através de dois métodos numéricos. Foram desenvolvidos modelos utilizando o Método de Elementos Finitos e o Método de Volumes Finitos para a solução numérica desta equação. No modelo do Método de Elementos Finitos utilizou-se polinômios cúbicos de Hermite como funções de interpolação. No modelo de Volumes Finitos foi utilizada uma discretização de ordem superior para a avaliação das derivadas da equação em estudo. Em ambos os métodos, os modelos desenvolvidos consideram a utilização de diferentes tipos de condições de contorno para a solução do problema. Foram analisadas as influências de parâmetros da equação, das condições de contorno e do refinamento da malha na solução numérica. Os resultados apresentam a análise de erros da solução numérica através da comparação desta com a solução analítica.

Um limite absoluto para o Direito? O princípio do dano e o problema da coação legítima

O princípio do dano, assim como elaborado por John Stuart Mill em On Liberty, é tido como elemento fundamental à afirmação do liberalismo a partir do século XIX e seu desenvolvimento rumo ao século XX. Diante das nascentes democracias européias foi afirmado como um princípio absoluto de proteção à liberdade individual contra a imposição da moralidade pela opinião pública e pelo Estado. Mill partilhava o apreço de Tocqueville pela democracia sem deixar de temer a tirania das maiorias. Inicialmente, investiga-se o lugar do princípio do dano na filosofia política milliana e as fragilidades apontadas por seus críticos. Em um segundo momento, analisa-se sua influência na defesa das liberdades civis na Inglaterra da década de 1950, especificamente com a edição do Relatório Wolfenden que defendeu a descriminalização de práticas homossexuais, bem como o debate que se lhe seguiu sobre os limites do Direito protagonizado por H.L.A. Hart. Na última parte, o objeto do estudo é o princípio do dano agora inserido em uma doutrina liberal-perfeccionista, assim como formulada por Joseph Raz em A Moralidade da Liberdade. O objetivo final é revelar a existência de incoerências internas no princípio do dano, tanto em sua versão original como nas que lhe sucederam, de modo a impedir a fixação de uma espaço imune ao Direito e à imposição da moralidade. No entanto, visto da perspectiva adequada, o fracasso na elaboração de tal princípio deve ser relativizado, eis que no seu devir o princípio do dano serviu à reflexão acerca dos limites da coerção legítima, bem como ao aprimoramento de conceitos relevantes à filosofia política como moralismo legal, paternalismo e perfeccionismo jurídicos.

Autonomia legislativa e participação igualitária: o Direito Político de Jean-Jacques Rousseau no desenvolvimento do problema teológico-político da modernidade

O presente trabalho tem por objetivo apresentar os conceitos de lei e soberania no Contrato Social de Rousseau sob uma perspectiva histórico-filosófica, retratando o surgimento do modelo filosófico-jurídico da legitimação do poder a o nascimento (ou renascimento, a depender de como se considere o período imperial romano) do conceito de soberania como completa liberdade em relação às leis existentes, ou sujeição apenas à própria razão. A partir desse fato histórico, como de outros relativos à filosofia tardoescolástica de Escoto, com sua distinctio formalis ex natura rei que permitiu a emergência de uma antropologia como a de Rousseau, que divide os seres humanos em camadas sobrepostas e o voluntarismo nominalista de Ockham, que permitiu a elaboração de um conceito como vontade geral. Procura-se demonstrar também como a concepção nominalista de um Deus absconditus tornou a justificação de um poder que é pura vontade separada daqueles que ordena ininteligível. Neste sentido, a crise de heteronomia em relação à transcendência que não é pura heteronomia, mas participação na ordem criada acaba gerando uma crise da heteronomia em razão ao poder secular, dando origem à autonomia soberana do povo pela vontade geral.

Implementação distribuída de auto-cura em redes inteligentes de distribuição de energia elétrica utilizando árvores de extensão mínima.

A propriedade de auto-cura, em redes inteligente de distribuição de energia elétrica, consiste em encontrar uma proposta de reconfiguração do sistema de distribuição com o objetivo de recuperar parcial ou totalmente o fornecimento de energia aos clientes da rede, na ocorrência de uma falha na rede que comprometa o fornecimento. A busca por uma solução satisfatória é um problema combinacional cuja complexidade está ligada ao tamanho da rede. Um método de busca exaustiva se torna um processo muito demorado e muitas vezes computacionalmente inviável. Para superar essa dificuldade, pode-se basear nas técnicas de geração de árvores de extensão mínima do grafo, representando a rede de distribuição. Porém, a maioria dos estudos encontrados nesta área são implementações centralizadas, onde proposta de reconfiguração é obtida por um sistema de supervisão central. Nesta dissertação, propõe-se uma implementação distribuída, onde cada chave da rede colabora na elaboração da proposta de reconfiguração. A solução descentralizada busca uma redução no tempo de reconfiguração da rede em caso de falhas simples ou múltiplas, aumentando assim a inteligência da rede. Para isso, o algoritmo distribuído GHS é utilizado como base na elaboração de uma solução de auto-cura a ser embarcada nos elementos processadores que compõem as chaves de comutação das linhas da rede inteligente de distribuição. A solução proposta é implementada utilizando robôs como unidades de processamento que se comunicam via uma mesma rede, constituindo assim um ambiente de processamento distribuído. Os diferentes estudos de casos testados mostram que, para redes inteligentes de distribuição compostas por um único alimentador, a solução proposta obteve sucesso na reconfiguração da rede, indiferentemente do número de falhas simultâneas. Na implementação proposta, o tempo de reconfiguração da rede não depende do número de linhas nela incluídas. A implementação apresentou resultados de custo de comunicação e tempo dentro dos limites teóricos estabelecidos pelo algoritmo GHS.

Estudo do Controle das Emissões de poluentes em Caldeira Aquatubular de alta pressão com Queimadores Convencionais, Abordagem da Eficiência Versus Custo do Dano.

As emissões atmosféricas têm sido consideradas por especialistas, poder público, iniciativa privada e organizações ambientalistas, um dos maiores impactos ambientais que o planeta vem enfrentando. Neste contexto estão tanto as fontes estacionárias quanto as fontes móveis. Ao mesmo tempo em que se lançam na atmosfera milhões de toneladas de poluentes a cada ano através da indústria, o homem procura soluções alternativas através de fontes de energia limpa. Adicionalmente, procura-se ao diminuir as emissões das fontes fixas exercer melhor controle e tratamento. Apresenta-se nesse trabalho, a possibilidade da implementação de ações que visem minimizar o impacto causado pelas caldeiras geradoras de energia, em especial as que operam com queimadores convencionais. Experimentou-se um procedimento capaz de ser utilizado de imediato pelas indústrias, antes mesmo de se implementar inovações tecnológicas, que demandam tempo e recursos. Desta forma, pode-se reduzir, de maneira imediata, o volume de poluentes lançados diariamente na atmosfera, em especial o monóxido de carbono, CO, os óxidos de nitrogênio, NOx, e o material particulado, MP. Objetivou-se atingir um nível de emissões capaz de minimizar o custo do dano, sem perder a eficiência da combustão. Apresenta-se ainda a base metodológica de um modelo, utilizando-se a lógica difusa, como forma de se obter um controle e confiabilidade na gestão das emissões.

Extensão supersimétrica do problema de Gribov no formalismo de supercampos

Nesta tese estudamos uma extensão supersimétrica do mecanismo de Gribov no caso N = 1 em supercampos. Abordamos as teorias de super Yang-Mills em D = 4 e super Yang-Mills-Chern-Simons em D = 3. E verificamos como nestes casos o princípio de calibre leva ao cenário de confinamento de Gribov.

Custos no setor público e sua utilização como subsidio a tomada de decisão

Este estudo descreve a expectativa do órgão central com a implantação do Sistema de Informação de Custos (SIC) do governo federal, seus órgãos usuários, a motivação para utilização do sistema por estes órgãos e as possíveis dificuldades durante o processo de implantação. Para responder o problema de pesquisa, o estudo foi dividido em três etapas. A primeira etapa apresenta-se em revisão bibliográfica e entrevistas com o órgão central para identificar o estágio atual da implantação do SIC, os órgãos usuários do mesmo e a expectativa futura para a utilização deste sistema. Na segunda etapa identifica-se através de questionário, a motivação da utilização do SIC nos órgãos usuários. Na terceira e última etapa realiza-se um estudo de campo em cinco dos órgãos usuários do SIC para identificar o objetivo da utilização do SIC, suas possíveis dificuldades de implantação e se a informação gerada pelo SIC é utilizada para subsidiar a tomada de decisão. Verificou-se que poucos órgãos já estão estruturados para a utilização das informações extraídas do SIC como tomada de decisão. Porém, os que estão estruturados ainda o utilizam de forma incipiente e poucos utilizam para subsidiar a tomada de decisão, devido à baixa demanda do gestor por tais informações. Conclui-se com este estudo que o SIC é um instrumento que pode subsidiar a tomada de decisão e que alguns órgãos já estão estruturados para gerar esta informação auxiliando assim o gestor público a ter mais eficiência nos gastos com recursos públicos. No entanto, a cultura da utilização desta informação para a tomada de decisão ainda é incipiente e há indícios de que isto se deve a falta de cultura organizacional em utilizar tais informações.

Custo-efetividade da prova tuberculínica versus QuantiFERON-TB Gold-In-Tube no diagnóstico e tratamento da infecção latente tuberculosa em profissionais de saúde da Atenção Básica no Brasil.

Os profissionais da área da saúde formam um dos grupos mais vulneráveis à infecção pelo Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Segundo estimativas da Organização Mundial de Saúde (OMS), 8,8 milhões de pessoas estavam infectadas pelo Mtb e ocorreram 1,4 milhão de óbitos por tuberculose (TB) em 2010. A identificação de pessoas com Infecção Latente Tuberculosa (ILTB) é considerada pela OMS como uma prioridade no controle da doença, especialmente em países em desenvolvimento em que a incidência da doença ativa tem apresentado redução. O objetivo do presente trabalho foi avaliar, no Brasil, o custo-efetividade dos testes Prova Tuberculínica (PT) e Quantiferon TB Gold-In-Tube (QTF-GIT) no diagnóstico e tratamento da ILTB em profissionais de saúde atuantes na atenção básica, sob a perspectiva do Sistema Único de Saúde (SUS), comparando cinco estratégias que incluem o QTF-GIT, distintos pontos de corte para a PT e uso sequencial dos dois testes; e analisar o impacto do tabagismo sobre o risco de ILTB entre os profissionais de saúde, destacando-se a categoria da Enfermagem. Foi realizada uma avaliação econômica completa do tipo custo-efetividade, conduzida considerando uma coorte hipotética de 10.000 profissionais de saúde atuantes na atenção básica, com horizonte temporal restrito a um ano. Um modelo analítico de decisão, caracterizado por uma árvore de probabilidades de eventos, foi desenvolvido utilizando o software TreeAge ProTM 2013 para simular os resultados clínicos e impactos econômicos em saúde da nova tecnologia diagnóstica (QTF-GIT) versus a PT tradicional. Esse modelo simulou cinco estratégias diagnósticas para detecção e tratamento da ILTB: (a) PT, usando ponto de corte de 5mm; (b) PT, usando ponto de corte de 10 mm; (c) teste QTF-GIT; (d) PT, com ponto de corte de 5mm, seguida de teste QTF-GIT quando PT positiva; (e) PT, com ponto de corte de 10mm, seguida de teste QTF-GIT quando PT positiva. Foi realizada análise de sensibilidade determinística univariada. Na determinação dos fatores associados à ILTB, foi elaborado um modelo de regressão logística múltipla com seleção hierarquizada, utilizando o software Stata. A estratégia mais custo-efetiva foi a PT no ponto de corte ≥10mm, considerando como medida de desfecho tanto o número de indivíduos corretamente classificados pelos testes assim como o número de casos de TB evitados. A utilização isolada do QTF-GIT revelou-se a estratégia de menor eficiência, com RCEI= R$ 343,24 por profissional corretamente classificado pelo teste. Encontrou-se risco à ILTB significantemente maior para sexo masculino [OR=1,89; IC 95%:1,11-3,20], idade ≥ 41 anos [OR=1,56; IC 95%: 1.09-2,22], contato próximo com familiar com TB [OR=1,55; IC 95%: 1.02-2,36], status do tabagismo fumante [OR=1,75; IC 95%: 1.03-2,98] e categoria profissional da Enfermagem [OR=1,44; IC 95%: 1.02-2,03]. Concluiu-se que a PT no ponto de corte de 10mm é a estratégia diagnóstica mais custo-efetiva para ILTB entre os profissionais de saúde na atenção básica e que a ILTB está associada ao hábito do tabagismo e à categoria profissional de Enfermagem.

Custo-efetividade da Terapia Tripla para pacientes adultos portadores do genótipo 1 da hepatite C crônica.

As ações de prevenção, diagnóstico e tratamento da hepatite C crônica integram as agendas das políticas de saúde do Brasil e do mundo, pois se trata de uma doença com grande número de acometidos, com alto custo tratamento e que ocasiona graves desfechos e incapacidade, o que acaba por onerar seu custo social. Os protocolos clínicos e diretrizes terapêuticas demonstram os esforços de inúmeras entidades no combate da hepatite C, pois informam aos profissionais de saúde, pacientes e familiares e cidadãos em geral, qual seria a melhor forma, comprovada cientificamente, de se proceder frente a uma infecção desta natureza. Realizouse uma análise de custoefetividade, sob a perspectiva do SUS, das estratégias: tratamento e retratamento com a terapia dupla, tratamento com a terapia dupla e retratamento com a terapia tripla e tratamento com a terapia tripla. Através de modelo de simulação baseado em cadeias Markov foi criada uma coorte hipotética de 1000 indivíduos adultos, acima de 40 anos, de ambos os sexos, sem distinção declasse socioeconômica, com diagnóstico confirmado para hepatite C crônica, monoinfectados pelo genótipo 1 do VHC e com ausência de comorbidades. A simulação foi iniciada com todos os indivíduos portando a forma mais branda da doença, tida como a classificação histológica F0 ou F1 segundo a escala Metavir. Os resultados demonstram que as duas opções, ou seja, a terapia dupla/tripla e a terapia tripla estão abaixo do limiar de aceitabilidade para incorporação de tecnologia proposto pela OMS (2012) que é de 72.195 (R$/QALY) (IBGE, 2013; WHO, 2012). Ambas são custoefetivas, visto que o ICER da terapia dupla/tripla em relação alinha de base foi de 7.186,3 (R$/QALY) e o da terapia tripla foi de 59.053,8 (R$/QALY). Entretanto o custo incremental de terapia tripla em relação à dupla/tripla foi de 31.029 e a efetividade incremental foi de 0,52. Em geral, quando as intervenções analisadas encontramse abaixo do limiar, sugerese a adoção do esquema de maior efetividade. A terapia tripla, apesar de ter apresentado uma efetividade um pouco acima da terapia dupla/tripla, apresentou custo muito superior. Assim, como seria coerente a adoção de uma ou da outra para utilização no SUS, visto que este sistema apresenta recursos limitados, indicase a realização de um estudo de impacto orçamentário para obterse mais um dado de embasamento da decisão e assim poder apoiar o protocolo brasileiro existente ou sugerir a confecção de novo documento.

A Insustentabilidade do transporte em automóveis

A mobilidade urbana é um problema em diversos centros urbanos e é agravada pelo número crescente de automóveis e seu uso indiscriminado. Este estudo exploratório-descritivo abordará revisões conceituais e levantamento extenso de dados sobre a função de transporte; o automóvel, quanto a sua origem e simbolismos; o contexto do Brasil e da cidade do Rio de Janeiro; a dependência dos veículos e os impactos do trânsito na sociedade, a fim de explicar a insustentabilidade desse meio de transporte, da forma como tem sido utilizado nas cidades. Dentre os principais impactos causados pela dependência do automóvel, destacam-se os relativos a saúde, com problemas que vão desde complicações no sistema respiratório e circulatório até o comprometimento da saúde mental; qualidade de vida e a relação entre tempo e custos de locomoção; segurança e todo aparato tecnológico de automóveis que protege o usuário em detrimento do público mais vulnerável, como pedestres e ciclistas; morfologia da cidade, que acaba por privilegiar um modal individual e cria novas formas urbanas que demandam mais espaços para automóveis; mudanças climáticas devido à poluição desproporcional, que influencia os padrões bioquímicos de vários ecossistemas, gerando mudanças climáticas; e prejuízos econômicos, estimados por três diferentes metodologias de estudo, que procuraram monetizar o custo dos congestionamentos. A pesquisa propõe diversas atitudes para reverter ou mitigar o uso excessivo do Transporte em Automóveis. Esta contribuição para os estudos da geografia de transportes vislumbra deixar subsídios para que se avance no debate sobre a dependência do automóvel, especialmente em grandes cidades

Avaliação do custo-efetividade da incorporação do Espectômetro de Massa em Tandem no Programa Nacional de Triagem Neonatal no Brasil para diagnóstico da Fenilcetonúria e MCAD.

A Espectrometria de Massa em Tandem (MS/MS) é mundialmente considerada padrão ouro para a Triagem Neonatal (TN) de Erros Inatos do Metabolismo (IEM). Além de apresentar melhor sensibilidade e especificidade possibilita rastrear uma vasta gama de IEM usando um único teste. Atualmente o Programa Nacional de Triagem Neonatal (PNTN) rastreia cinco doenças (Fenilcetonúria, Hipotiroidismo Congênito, Fibrose Cística, Hemoglobinopatias e Deficiência da Biotinidase). Uma das metas do PNTN é o aprimoramento e a incorporação de novas doenças e/ou tecnologias. Com a recente recomendação da CONITEC (Comissão Nacional de Incorporação de Tecnologias) para aquisição do MS/MS para diagnóstico de doenças raras, vislumbra-se o incremento desta tecnologia para ampliação de doenças triadas, melhora da qualidade do teste diagnóstico, corroborando para melhorar qualidade de vida das crianças acometidas pelos EIM. Este trabalho teve como objetivo realizar uma análise de custo efetividade, para incorporação da tecnologia de tandem MS/MS na triagem neonatal, sob a perspectiva do SUS. Desta maneira buscou-se comparar diferentes cenários da TN com a tecnologia atualmente utilizada (Fluorimetria) somente para Fenilcetonúria (PKU), e com MS/MS para rastreio da PKU e da Deficiência de Cadeia Média Acyl-Coenzima Desidrogenase (MCAD). Para tanto construiu-se um modelo matemático de decisão baseados em cadeias de Markov que simulou a TN da PKU e da MCAD, bem como a história natural da MCAD. Foi acompanhada uma coorte hipotética de cem mil recém-nascidos. O horizonte temporal adotado foi a expectativa de vida da população brasileira de 78 anos de acordo com IBGE. Utilizou-se uma taxa de desconto de 5% para os custos e consequências clínicas para ambos os cenários propostos. Quando incorporado o MS/MS para triagem da PKU os ganhos em saúde continuaram os mesmos, pois o desempenho do MS/MS e da Fluorimetria foram praticamente iguais (efetividade), porém o custo incremental foi quatro vezes maior para a mesma efetividade, o que torna o MS/MS somente para PKU não custo efetiva (dominada). No entanto, quando analisado o cenário do MS/MS para triagem da PKU e da MCAD o custo incremental do MS/MS no PNTN foi menor por causa da economia feita uma vez que é possível realizar ambos os testes no mesmo o teste do pezinho atual.

Uso de resíduos de colheita e industriais em plantações de eucaliptos.

2008

Sistema e custo de produção de gado de corte no Estado de Goiás.

O presente trabalho tem como objetivo caracterizar o sistema de produção de gado de corte predominante no Estado de Goiás. Em fase posterior, tendo como referência esse sistema, será proposto um sistema alternativo melhorado. As informações para caracterizar o sistema predominante (modal) foram levantadas por meio de um painel do tipo mesa-redonda que reuniu pecuaristas, técnicos e pesquisadores em Goiânia, GO, em julho de 2005 (Anexo 1). Em um processo de aproximações até se chegar ao consenso, definiram-se a estrutura de recursos e os coeficientes técnicos do sistema de produção modal. Com base nesses dados foram calculados indicadores de desempenho físico e econômico, destacando-se o custo de produção.