866 resultados para Porosidade Modelos matemáticos
Resumo:
So apresentados dois modelos de regresso linear mltipla. O primeiro foi obtido para estimar a superfcie especfica (SE) de solos brasileiros tendo como variveis independentes os contedos volumtricos de argila, areia, silte e carbono orgnico. Tomou-se o cuidado para que o modelo proposto respeitasse restries fsicas de positividade dos valores da superfcie especfica, impondo-se restries na determinao dos coeficientes dos atributos do modelo. Posteriormente, determinou-se uma relao linear mltipla para estimar o logaritmo decimal do coeficiente de soro de pesticidas (LogKd) por meio da superfcie especfica do solo, do coeficiente de partio entre o octanol e a gua, da solubilidade aquosa do pesticida e do pH do solo. Os modelos ajustados explicam 82% e 78% da variabilidade das variveis dependentes SE e LogKd, respectivamente. Foram utilizados dados de 307 perfis de solos para a determinao da relao entre a superfcie especfica e os atributos do solo e 118 valores de coeficientes de soro medidos experimentalmente para 20 pesticidas em 46 dados de solos representativos do ambiente agrcola brasileiro. Todos os dados deste estudo foram coletados em trabalhos cientficos publicados. Os modelos apresentados podem facilitar o trabalho da previso da superfcie especfica de solos (SE) e do coeficiente de soro de pesticidas (Kd), contribuindo na estimativa da concentrao ambiental de pesticidas por modelos matemáticos ou por ndices que usem esses parmetros em seus clculos.
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O programa AGROSCRE foi elaborado para conferir agilidade da avaliao de modelos matemáticos screening, que auxiliam a anlise do potencial de contaminao de agrotxicos em gua. Este trabalho apresenta o manual do usurio deste programa, possibilitando uma maior divulgao do uso dos modelos ?screening? e fomentando avaliaes, cada vez mais fidedignas, da realidade local do ambiente de produo agrcola nacional, na medida em que os dados de entrada forem refinados. Foi desenvolvido em linguagem Quick Basic 4.5 e necessita de 11K de memria para ser utilizado em modo executvel.
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O manejo de ocmposto de lixo (CL) oferece um fertilizante alternativo na cana-de-acar (possui alto teor de matria orgnica e nutrientes) e traz ainda uma soluo social e ambiental. O objetivo deste estudo o acompanhamento dos processos de crescimento, maturao e transferncia de metais na cana-de-acar, afetados pela adio de CL, atravs de modelos matemáticos como ferramenta de apoio deciso. Este estudo busca uma alternativa masi econmica ao produtor e uma soluo governamental para disposio final sustentvel do lixo urbano. O Modelo de Crescimento adaptado a esse estudo foi descrito por Teruel (1996), o qual demonstrou maior vigor vegetativo em cana adubada com CL suplementada com PK e nas dosagens 0 e 60 t.ha-1, e o ndice de rea foliar (IAF) mximo atingido foi mais tardio na cana que recebeu tratamento com CL sem suplementao mineral. Para estudo da curva de maturao da cana-de-acar foi ajustado o modelo de Mitscherlich (Udo, 1983). Concluiu-se que houve uma influncia da dose de CL no tempo em que a cana atinge o ter mnimo para industrializao (correlao negativa) e a resposta tima da cultura em acumulao de acar ocorreu na combinao do CL com fertilizante P ou K. O modelo de transferncia de metais pesados no sistema solo-cana, foi construdo com base nos modelos compartimentais (solo, raiz e parte area). A translocao de metais foi grande para o cdmio, e a passagem de metais pesados para o caldo da cana foi baixa, no trazendo problemas sua industrializao ou mesmo seu consumo in natura, quando adubada com as dosagens de CL testadas. Os trs modelos utilizados nesse estudo mostraram timo ajuste e podem servir como base formulao de normas de uso do CL, podendo estimar quantidades de cada metal em cada parte da planta nos diversos cenrios estudados e predizer a resposta em crescimento e desenvolvimento da cana-de-acar.
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Para muitos usurios, a programao visual uma alternativa atrativa s linguagens de programao textuais. Uma das razes para esta atrao que a representao visual de um problema est muito mais prxima com a forma pela qual a soluo obtida ou entendida se comparada representao textual. Este trabalho apresenta um modelo para a programao visual de matrizes baseado nos paradigmas de fluxo de dados e planilhas eletrnicas. O fluxo de dados e a planilha forma a base semntica da linguagem, enquanto as representaes grficas do grafo direcionado e de uma planilha fundamentam sua base sinttica. Este modelo consiste em um conjunto de diagramas bidimensionais e de regras de transformao. Os processos so implementados como redes de fluxo de dados e os dados so representados por planilhas. As planilhas podem ser vistas como variveis do tipo matriz que armazenam dados bidimensionais, ou como funes, que recebem e produzem valores utilizados por outros processos. Neste caso, as planilhas so programadas seguindo o paradigma de programao por demonstraes que incorporam um poderoso construtor de interao, reduzindo significativamente a utilizao de recursos e repeties. O modelo proposto pode ser utilizado em diversos domnios de aplicao, principalmente para simplificar a construo de modelos matemáticos de simulao e anlise estatstica.
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La matemtica en el contexto de las ciencias es una lnea de investigacin que reflexiona acerca de la vinculacin que debe existir entre la matemtica y las ciencias que la requieren, est constituida por cuatro fases: la curricular, la didctica, la epistemolgica y la cognitiva. En este artculo se presenta la fase didctica. Esta fase incluye una estrategia didctica (denominada matemtica en contexto)que presenta conocimientos integrados a los alumnos a partir de una situacin problmica de otras disciplinas, que al tratar de resolverla el estudiante se encuentra con la necesidad de tener nuevos conocimientos, lo cual da apertura a que el estudiante est interesado en otros tpicos matemáticos. Para lograr la vinculacin de la matemtica con otras ciencias se describe un proceso metodolgico a travs de seis de las etapas de la matemtica en contexto. Con esta estrategia el modelar matemticamente est presente todo el tiempo, por lo que se presentan los resultados de una investigacin que caracteriza y clasifica a los modelos matemáticos. Asimismo, los modelos son un elemento comn a la matemtica en contexto y a la resolucin de problemas, por lo que se muestran las diferencias sustancias entre ambas estrategias.
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Este trabajo tiene como objetivo principal mostrar, a los estudiantes de los niveles superiores, los procedimientos principales de construccin de modelos matemáticos para resolver situaciones problemticas que se manifiestan en la realidad cotidiana en el desarrollo de una determinada actividad profesional y como objetivo especfico establecer alternativas de tarifas sociales con destino a ncleos de clientes perfectamente identificados en cuanto a su calidad, por su escasa capacidad de pago, y aproximadamente delimitados en cuanto a la cantidad. Bajo la denominacin de tarifa social de cualquier servicio pblico se entiende a aquellas tarifas que, siguiendo distintos mecanismos, se subsidian implcita o explcitamente, parcial o totalmente, para beneficiar a ciertos sectores de usuarios con un determinado fin. Para tener una herramienta de anlisis que permita simular distintas escenarios con el fin de fijar los subsidios a la tarifa de los clientes residenciales y tomar decisiones al respecto, se elabor un modelo matemtico que describe esta situacin. Despus del anlisis de validacin del modelo, mediante el trazado de superficies y curvas de nivel con la ayuda del medio lgico Derive, se realiz una simulacin numrica a fin de acotar los resultados posibles que satisfagan los requerimientos impuestos por la situacin problemtica a resolver. Finalmente se concluye el trabajo con la especificacin de la tarifa social buscada.
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An si su trabajo parece no estar vinculado con la matemtica, Mathematica puede ser de su inters. Con este recurso el arduo trabajo del clculo -numrico o simblico- resulta cosa del pasado, el desarrollo de materiales didcticos tiene nuevas y revolucionarias herramientas, las aplicaciones de modelos matemáticos pueden producir resultados sin ocuparse de la implementacin computacional de complicados algoritmos matemáticos, en suma, con las computadoras y Mathematica se multiplican las capacidades para entender, desarrollar y aplicar las matemticas y ciencias afines.
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Os sistemas compartimentais so frequentemente usados na modelao de diversos processos em vrias reas, tais como a biomedicina, ecologia, farmacocintica, entre outras. Na maioria das aplicaes prticas, nomeadamente, aquelas que dizem respeito administrao de drogas a pacientes sujeitos a cirurgia, por exemplo, a presena de incertezas nos parmetros do sistema ou no estado do sistema muito comum. Ao longo dos ltimos anos, a anlise de sistemas compartimentais tem sido bastante desenvolvida na literatura. No entanto, a anlise da sensibilidade da estabilidade destes sistemas na presena de incertezas tem recebido muito menos ateno. Nesta tese, consideramos uma lei de controlo por realimentao do estado com restries de positividade e analisamos a sua robustez quando aplicada a sistemas compartimentais lineares e invariantes no tempo com incertezas nos parmetros. Alm disso, para sistemas lineares e invariantes no tempo com estado inicial desconhecido, combinamos esta lei de controlo com um observador do estado e a robustez da lei de controlo resultante tambm analisada. O controlo do bloqueio neuromuscular por meio da infuso contnua de um relaxante muscular pode ser modelado como um sistema compartimental de trs compartimentos e tem sido objecto de estudo por diversos grupos de investigao. Nesta tese, os nossos resultados so aplicados a este problema de controlo e so fornecidas estratgias para melhorar os resultados obtidos.
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A presente tese resulta de um trabalho de investigao cujo objectivo se centrou no problema de localizao-distribuio (PLD) que pretende abordar, de forma integrada, duas actividades logsticas intimamente relacionadas: a localizao de equipamentos e a distribuio de produtos. O PLD, nomeadamente a sua modelao matemtica, tem sido estudado na literatura, dando origem a diversas aproximaes que resultam de diferentes cenrios reais. Importa portanto agrupar as diferentes variantes por forma a facilitar e potenciar a sua investigao. Aps fazer uma reviso e propor uma taxonomia dos modelos de localizao-distribuio, este trabalho foca-se na resoluo de alguns modelos considerados como mais representativos. feita assim a anlise de dois dos PLDs mais bsicos (os problema capacitados com procura nos ns e nos arcos), sendo apresentadas, para ambos, propostas de resoluo. Posteriormente, abordada a localizao-distribuio de servios semiobnxios. Este tipo de servios, ainda que seja necessrio e indispensvel para o pblico em geral, dada a sua natureza, exerce um efeito desagradvel sobre as comunidades contguas. Assim, aos critrios tipicamente utilizados na tomada de deciso sobre a localizao destes servios (habitualmente a minimizao de custo) necessrio adicionar preocupaes que reflectem a manuteno da qualidade de vida das regies que sofrem o impacto do resultado da referida deciso. A abordagem da localizao-distribuio de servios semiobnxios requer portanto uma anlise multi-objectivo. Esta anlise pode ser feita com recurso a dois mtodos distintos: no interactivos e interactivos. Ambos so abordados nesta tese, com novas propostas, sendo o mtodo interactivo proposto aplicvel a outros problemas de programao inteira mista multi-objectivo. Por ltimo, desenvolvida uma ferramenta de apoio deciso para os problemas abordados nesta tese, sendo apresentada a metodologia adoptada e as suas principais funcionalidades. A ferramenta desenvolvida tem grandes preocupaes com a interface de utilizador, visto ser direccionada para decisores que tipicamente no tm conhecimentos sobre os modelos matemáticos subjacentes a este tipo de problemas.
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A relao entre a epidemiologia, a modelao matemtica e as ferramentas computacionais permite construir e testar teorias sobre o desenvolvimento e combate de uma doena. Esta tese tem como motivao o estudo de modelos epidemiolgicos aplicados a doenas infeciosas numa perspetiva de Controlo timo, dando particular relevncia ao Dengue. Sendo uma doena tropical e subtropical transmitida por mosquitos, afecta cerca de 100 milhes de pessoas por ano, e considerada pela Organizao Mundial de Sade como uma grande preocupao para a sade pblica. Os modelos matemáticos desenvolvidos e testados neste trabalho, baseiam-se em equaes diferenciais ordinrias que descrevem a dinmica subjacente doena nomeadamente a interao entre humanos e mosquitos. feito um estudo analtico dos mesmos relativamente aos pontos de equilbrio, sua estabilidade e nmero bsico de reproduo. A propagao do Dengue pode ser atenuada atravs de medidas de controlo do vetor transmissor, tais como o uso de inseticidas especficos e campanhas educacionais. Como o desenvolvimento de uma potencial vacina tem sido uma aposta mundial recente, so propostos modelos baseados na simulao de um hipottico processo de vacinao numa populao. Tendo por base a teoria de Controlo timo, so analisadas as estratgias timas para o uso destes controlos e respetivas repercusses na reduo/erradicao da doena aquando de um surto na populao, considerando uma abordagem bioeconmica. Os problemas formulados so resolvidos numericamente usando mtodos diretos e indiretos. Os primeiros discretizam o problema reformulando-o num problema de optimizao no linear. Os mtodos indiretos usam o Princpio do Mximo de Pontryagin como condio necessria para encontrar a curva tima para o respetivo controlo. Nestas duas estratgias utilizam-se vrios pacotes de software numrico. Ao longo deste trabalho, houve sempre um compromisso entre o realismo dos modelos epidemiolgicos e a sua tratabilidade em termos matemáticos.
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The exponential growth of the world population has led to an increase of settlements often located in areas prone to natural disasters, including earthquakes. Consequently, despite the important advances in the field of natural catastrophes modelling and risk mitigation actions, the overall human losses have continued to increase and unprecedented economic losses have been registered. In the research work presented herein, various areas of earthquake engineering and seismology are thoroughly investigated, and a case study application for mainland Portugal is performed. Seismic risk assessment is a critical link in the reduction of casualties and damages due to earthquakes. Recognition of this relation has led to a rapid rise in demand for accurate, reliable and flexible numerical tools and software. In the present work, an open-source platform for seismic hazard and risk assessment is developed. This software is capable of computing the distribution of losses or damage for an earthquake scenario (deterministic event-based) or earthquake losses due to all the possible seismic events that might occur within a region for a given interval of time (probabilistic event-based). This effort has been developed following an open and transparent philosophy and therefore, it is available to any individual or institution. The estimation of the seismic risk depends mainly on three components: seismic hazard, exposure and vulnerability. The latter component assumes special importance, as by intervening with appropriate retrofitting solutions, it may be possible to decrease directly the seismic risk. The employment of analytical methodologies is fundamental in the assessment of structural vulnerability, particularly in regions where post-earthquake building damage might not be available. Several common methodologies are investigated, and conclusions are yielded regarding the method that can provide an optimal balance between accuracy and computational effort. In addition, a simplified approach based on the displacement-based earthquake loss assessment (DBELA) is proposed, which allows for the rapid estimation of fragility curves, considering a wide spectrum of uncertainties. A novel vulnerability model for the reinforced concrete building stock in Portugal is proposed in this work, using statistical information collected from hundreds of real buildings. An analytical approach based on nonlinear time history analysis is adopted and the impact of a set of key parameters investigated, including the damage state criteria and the chosen intensity measure type. A comprehensive review of previous studies that contributed to the understanding of the seismic hazard and risk for Portugal is presented. An existing seismic source model was employed with recently proposed attenuation models to calculate probabilistic seismic hazard throughout the territory. The latter results are combined with information from the 2011 Building Census and the aforementioned vulnerability model to estimate economic loss maps for a return period of 475 years. These losses are disaggregated across the different building typologies and conclusions are yielded regarding the type of construction more vulnerable to seismic activity.
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O transporte martimo e o principal meio de transporte de mercadorias em todo o mundo. Combustveis e produtos petrolferos representam grande parte das mercadorias transportadas por via martima. Sendo Cabo Verde um arquipelago o transporte por mar desempenha um papel de grande relevncia na economia do pas. Consideramos o problema da distribuicao de combustveis em Cabo Verde, onde uma companhia e responsavel por coordenar a distribuicao de produtos petrolferos com a gesto dos respetivos nveis armazenados em cada porto, de modo a satisfazer a procura dos varios produtos. O objetivo consiste em determinar polticas de distribuico de combustveis que minimizam o custo total de distribuiao (transporte e operaces) enquanto os n veis de armazenamento sao mantidos nos n veis desejados. Por conveniencia, de acordo com o planeamento temporal, o problema e divido em dois sub-problemas interligados. Um de curto prazo e outro de medio prazo. Para o problema de curto prazo sao discutidos modelos matemáticos de programacao inteira mista, que consideram simultaneamente uma medicao temporal cont nua e uma discreta de modo a modelar multiplas janelas temporais e taxas de consumo que variam diariamente. Os modelos sao fortalecidos com a incluso de desigualdades validas. O problema e ento resolvido usando um "software" comercial. Para o problema de medio prazo sao inicialmente discutidos e comparados varios modelos de programacao inteira mista para um horizonte temporal curto assumindo agora uma taxa de consumo constante, e sao introduzidas novas desigualdades validas. Com base no modelo escolhido sao comparadas estrategias heursticas que combinam trs heur sticas bem conhecidas: "Rolling Horizon", "Feasibility Pump" e "Local Branching", de modo a gerar boas soluoes admissveis para planeamentos com horizontes temporais de varios meses. Finalmente, de modo a lidar com situaoes imprevistas, mas importantes no transporte martimo, como as mas condices meteorolgicas e congestionamento dos portos, apresentamos um modelo estocastico para um problema de curto prazo, onde os tempos de viagens e os tempos de espera nos portos sao aleatrios. O problema e formulado como um modelo em duas etapas, onde na primeira etapa sao tomadas as decises relativas as rotas do navio e quantidades a carregar e descarregar e na segunda etapa (designada por sub-problema) sao consideradas as decisoes (com recurso) relativas ao escalonamento das operaces. O problema e resolvido por um metodo de decomposto que usa um algoritmo eficiente para separar as desigualdades violadas no sub-problema.
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Os modelos matemáticos so ferramentas poderosas para avaliar o impacto humano em sistemas costeiros e estuarinos de estrutura complexa. Neste artigo utiliza-se um sistema de modelos matemáticos para simular o comportamento hidrodinmico e biolgico do esturio do Sado. Estudos experimentais de anlise da evoluo da biomassa de fitoplncton durante os ltimos 10 anos indicam que o ecossistema se encontra numa situao relarivamente estvel, exibindo pouca tendncia para a eutrofizao (Cabeadas, 1993). Neste Artigo procura-se caracterizar o estado trfico do sistema, confirmar as concluses obtidas experimentalmente e interpretar os processos que ocorrem na regio do esturio.
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Os mtodos utilizados na resoluo de problemas, nos vrios ramos da Engenharia ou cincias aplicadas, baseiam-se, actualmente, em uma de duas categorias: mtodos analticos e mtodos numricos. prefervel a utilizao dos mtodos analticos, na resoluo de equaes ou outros modelos matemáticos, sempre que possvel, uma vez que formames gerais em vez de particularizadas, para alm de uma maior informao.
Resumo:
Os modelos matemáticos so ferramentas poderosas para avaliar o impacto humano em sistemas costeiros e estuarinos de estrutura complexa. Neste artigo utiliza-se um sistema de modelos para caracterizar o estado trfico do esturio do Sado e para prever a sua evoluo baseada em diferentes cenrios de interveno humana. Analisa-se em pormenor o efeito do aumento de nutrientes introduzidos no esturio atravs do rio. Este estudo permite tirar concluses sobre o impacte que esse aumento ter sobre o esturio. O sistema de modelao composto por um modelo hidrodinmico tridimensional s equaes primitivas e modelos de transporte acoplados a modelos de transporte de sedimentos, modelos de qualidade da gua e modelos ecolgicos. O modelo hidrodinmico encontra-se calibrado e validado para o sistema. Utilizam-se dados de campo de nutrientes e de fitoplncton para comparao com os resultados do modelo. Analisam-se as caractersticas do sistema e efectua-se uma anlise de sensibilidade do comportamento biolgico do esturio face ao aumento da carga de nutrientes. As concluses principais so: Confirmao da adequabilidade da metodologia utilizada para a simulao da situao actual do esturio; Pequena sensibilidade do esturio a aumentos moderados da carga de nutrientes; Sensibilidade moderada do esturio para elevadas cargas de nutrientes.
