Métodos recursivos para o cálculo da integral de convolução

O objetivo principal deste trabalho é apresentar um método recursivo para a determinação da resposta forçada de sistema de segunda ordem na forma de uma íntegra de concolução, proveniente da utilização de propriedades de transição da resposta impulso de tais sistemas. Descrevem-se também diversos métodos analíticos e numéricos desenvolvidos para o cálculo da resposta forçada, bem como as limitações de cada método. As vantagens do método recursivo proposto são notáveis já que não é requerido o cálculo de autovalores das matrizes nem a redução à primeira ordem, e nem o uso de hipóteses adicionais sobre natureza dos coeficientes matriciais do sistema. Como aplicação do método proposto, considera-se o cálculo da resposta dinâmica de estruturas flexíveis sujeitas a excitações arbitrárias tais como terremotos.

A evolução temporal da mobilidade da população na região metropolitana de Porto Alegre, entre 1986 e 1997

o presente trabalho é uma análiseda evolução,no período 1986-1997,da demandade transportesna Região Metropolitanade Porto Alegre -RMPA, considerando as taxas médias de viagens diárias dos indivíduos, agrupados segundo características sócio-demográficas e econômicas comuns. A evolução temporal da mobilidade é enfocada pelos deslocamentos necessários à execução das atividades humanas, as quais vão se modificando com o tempo, sob influência de aspectos de natureza física-espacial e relacionados às características sociais e comportamentais das sociedades industrializadas, tais como a queda da fertilidade, o crescimento da expectativa de vida, a elevação do nível educacional, a maior participação das mulheres no mercado de trabalho, a motorização. Adotando a segmentação como técnica para análise de comportamento da geração de viagens e do Chi-squared Automatic Interaction Detection-CHAID como instrumento de modelagem, foram obtidas as taxas de viagens de grupo de indivíduos, com base nos dados da pesquisa de origem e destino, realizada em 1986, na RMPA. Esses segmentos, organizados a partir da combinação de oito critérios sóciodemográficos e econômicos, individuais ou familiares, permitiram analisar o comportament Considerando a ocupação dos indivíduos, principal variável na estruturação da mobilidade de uma população, foi examinada a situação dos trabalhadores e das donas de casa, pelas suas condições diversas quanto à regularidade e compulsoriedade das atividades. Observou-se que as taxas médias dessas categorias eram diferentes, sendo mais altas as dos trabalhadores, enquanto o comportamento de ambas era similar, aumentando com o crescimento do nível educacional dos indivíduos, com a posse de automóveis e a presença de crianças nas famílias. Com o mesmo tipo de dados, coletados na pesquisa realizada em 1997, foram calculadas as taxas médias para os grupos obtidos com a segmentação, sendo possível cotejar os resultados e compreender a relação entre as mudanças no comportamento da geração de viagens e nos indicadores sócio-demográficos e econômicos. A hipótese de estabilidade temporal da mobilidade na RMPA, de 86 para 97, não foi confirmada na maioria dos casos. A seguir, esses resultados foram comparados aos obtidos em estudos feitos na Região Metropolitana de São Paulo, com a aplicação da mesma metodologia e utilização de dados das pesquisas de origem e destino realizadas em 77 e 87. Foram constatadas as diferenças na evolução das taxas dos trabalhadores e donas de casa, entre uma região metropolitana e outra; e destacada a importância de algumas variáveis, presentes nos dois estudos de caso, para explicar a mobilidade. Ressalta-se, por fim, a necessidade de estudos desta natureza, valorizando a execução de pesquisas e o seu aproveitamento no planejamento de transportes.

Caracterização das propriedades aerodinâmicas de torres metálicas para determinação da resposta devida ao vento

A utilização de torres metálicas treliçadas vem, nos últimos anos, se intensificando em todo o Brasil. Este aumento é resultado do salto tecnológico pelo qual o país passou no início da década de 90, onde a necessidade de ampliação dos sistemas de telecomunicações, principalmente, da telefonia celular, se tornou imprescindível para o seu crescimento tecnológico. Em função disso, vários são os projetos de torres metálicas treliçadas que tem sido contratados pelas diversas empresas de telefonia celular, espalhadas por todo país. No Brasil, onde, pelas benesses da natureza, não há registros de terremotos significativos, e devido ao baixo peso deste tipo de estrutura, a força do vento é o carregamento determinante para a elaboração do projeto estrutural de torres metálicas treliçadas. Sendo assim, se faz necessário perguntar: será que estes projetos estão atendendo às recomendações da norma de vento (NBR 6123/88)? Quais são os riscos aos quais as populações estão sujeitas com a edificação de torres cada vez mais próximas de suas casas? Neste trabalho, tomando como exemplo o projeto de uma torre metálica treliçada que colapsou no ano de 2000 na cidade de Porto Alegre-RS, foram feitas investigações numéricas no sentido de avaliar a integridade estrutural daquela torre ante os carregamentos devidos aos ventos locais, onde se concluiu que a carga de vento implícita no dimensionamento foi bem abaixo daquela calculada pelos padrões da norma brasileira Uma investigação experimental em dois modelos seccionais, um em latão e outro em madeira, construídos a partir de dois trechos da torre estudada, foi realizada a fim de analisar parâmetros aerodinâmicos como coeficientes de arrasto, ângulo de incidência do vento sobre a torre, índice de área exposta e fator de proteção. Os modelos foram construídos na oficina Paulo Francisco Bueno - LAC/UFRGS e ensaiados no Túnel de Vento Prof. Joaquim Blessmann do Laboratório de Aerodinâmica das Construções da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – LAC/UFRGS. Neste trabalho são apresentados os resultados destes experimentos, bem como uma comparação destes resultados com informações até então disponíveis na literatura técnica, além de uma contribuição técnica ao capítulo 9 da NBR 6123/88.

Controle de vibrações em estruturas usando amortecedores metálicos

Recentes terremotos e furacões mostraram quão vulneráveis são as estruturas às forças da natureza. Ainda em países desenvolvidos, existe alto risco a desastres naturais. Portanto, um dos principais desafios da Engenharia é a prevenção de desastres mediante o desenvolvimento de conceitos inovadores de projeto, para proteger eficientemente as estruturas, seus moradores e o conteúdo, dos efeitos destrutivos das forças ambientais. O tradicional procedimento de projeto de construções para prevenir falhas catastróficas é baseado na combinação de resistência e capacidade de deformação (ductilidade). Solicitações de baixos níveis provocadas por ventos ou sismos são freqüentemente idealizados com cargas laterais que devem ser resistidas só pela ação elástica da estrutura, enquanto que, em eventos moderados ou severos permite-se certos níveis de dano estrutural e não estrutural, mas não, colapso da mesma. Esta filosofia proporcionou a base da maioria dos códigos de construção (fundados em métodos estáticos equivalentes) desde princípios do século, com resultados satisfatórios. No entanto, a partir do estudo das características dinâmicas das estruturas surgem novos e diversos conceitos de proteção dos sistemas estruturais que tem sido desenvolvidos e ainda estão em expansão, entre os quais pode-se citar a dissipação de energia externa. Esta nova tecnologia consiste em incorporar na estrutura, elementos projetados especificamente para dissipar energia. Com isto, logra-se reduzir as deformações nos membros estruturais primários e portanto, diminui-se a demandada de ductilidade e o possível dano estrutural, garantindo uma maior segurança e vida útil da estrutura Graças a recentes esforços e ao particular interesse da comunidade científica internacional, estudos teóricos e experimentais têm sido desenvolvidos durante a última década com resultados surpreendentes. Hoje já existem sistemas de dissipação de energia aplicados com sucesso em países como Estados Unidos, Itália, Nova Zelândia, Japão e México. Recentemente este campo está-se estendendo na América do Sul. Dentro deste contexto, considerando o beneficio econômico e o melhor desempenho estrutural que implica a incorporação desta nova tecnologia, no presente trabalho abordou-se o estudo deste tipo de sistemas de proteção estrutural orientado ao uso de amortecedores metálicos. O trabalho dividiu-se em três partes principais: a) Projetar e construir um amortecedor metálico que usa as excelentes propriedades do chumbo para dissipar energia. b) Desenvolvimento de metodologias de análise e projeto de estruturas que incorporam amortecimento suplementar a fim de melhorar o seu desempenho estrutural. c) Avaliação da eficiência de sistemas externos de dissipação de energia em estruturas. A primeira parte consistiu em projetar e construir um amortecedor metálico para logo submetê-lo a numerosos testes com diferentes níveis de amplitude de deslocamento e freqüência a fim de avaliar suas propriedades mecânicas e desempenho. Os resultados são considerados altamente satisfatórios. Na segunda parte foram desenvolvidas ferramentas computacionais para pesquisa e docência na área da mecânica estrutural mediante as quais é possível simular o comportamento linear e não linear de estruturas que incorporam amortecimento suplementar Finalmente, apresenta-se um procedimento robusto para avaliar a eficiência dos sistemas dissipadores de energia baseado numa análise da confiabilidade estrutural. Através de vários exemplos com estruturas reais e teóricas se atingem os objetivos traçados no presente trabalho.

Critério constitutivo para o deslizamento com atrito ao longo da falha sísmica

A dinâmica de propagação da ruptura durante terremotos é um dos assuntos mais relevantes e complexos em Sismologia. Um critério constitutivo para a falha que descreva corretamente a relação das variáveis estáticas (tensões normais e tangenciais) com as variáveis cinéticas (deslocamentos e velocidades) na interface é necessário para efetuar uma análise dinâmica confiável. A fim de determinar um critério constitutivo para o deslizamento com atrito ao longo da falha sísmica, primeiramente apresentam-se métodos para caracterizar as superfícies deslizantes e discutem-se os principais critérios constitutivos que têm sido usados. Também são apresentados os resultados de um estudo experimental realizado, evidenciando, para sólidos metálicos em contato, uma lei constitutiva de variação do atrito com a velocidade. Um modelo numérico tridimensional baseado no Método dos Elementos Discretos (DEM) é usado para representar a região de rocha adjacente à falha. O modelo consiste de uma estrutura tridimensional periódica com massas concentradas nos nós, interconectadas por elementos visco-elásticos unidimensionais. Inicialmente, de acordo com modelos usuais em Sismologia, admite-se que o material é elástico, linear e homogêneo. Em uma segunda análise, a influência da não-homogeneidade do material é avaliada considerando que a massa específica, o módulo de Young e o coeficiente de atrito são campos aleatórios Gaussianos correlacionados. Na análise seguinte, o efeito da fratura na região de rocha adjacente à falha é também numericamente avaliado. Por fim, a influência de ruptura de micro-asperezas nas superfícies deslizantes é analisada. Através de simulação de Monte Carlo, as relações constitutivas macro (ou globais) para a falha são obtidas, admitindo como leis constitutivas micro (ou locais) os dois critérios mais usados em Sismologia: a lei de variação do atrito com a velocidade e a lei de variação do atrito com o deslizamento. Quando os blocos de rocha são admitidos serem elásticos e homogêneos não há um efeito de escala. Novamente, quando a rocha é considerada não-homogênea não há um efeito de escala significativo, apenas pequenas variações nos parâmetros das leis constitutivas macro em relação às leis micro são percebidas, exceto pela influência do campo aleatório do coeficiente de atrito, o qual apresenta um efeito de escala perceptível. A ocorrência de fratura nas proximidades da falha não causa modificações significativas nas leis constitutivas macro, apenas causa algumas oscilações em torno da lei sem fratura. Finalmente, obtém-se um critério constitutivo macro que leva em consideração a ruptura por cisalhamento das micro-asperezas nas superfícies deslizantes. O modelo é chamado lei modificada de variação do atrito com a velocidade e é considerado um critério constitutivo mais geral.

Análise estratigráfica dos fluxos gravitacionais da formação maracangalha no campo do jacuípe, bacia do recôncavo, Brasil

O Campo de Jacuípe, localizado no Compartimento Central da Bacia do Recôncavo, é importante produtor de gás na bacia. Os reservatórios são constituídos por corpos arenosos originados por fluxos gravitacionais subaquosos, intercalados a folhelhos e diamictitos da Formação Maracangalha, de idade cretácea inferior (Andar Rio da Serra Superior). Através da descrição sistemática de cerca de 1200 m de testemunhos, foram definidas três fácies deposicionais e seis fácies deformacionais para o intervalo estudado. O agrupamento das fácies em conjuntos que apresentam características estruturais e genéticas semelhantes permitiu a proposição de cinco associações de fácies. A Associação de Fácies I representa principalmente a sedimentação de background lacustre da área. A Associação de Fácies II é interpretada como o registro de deslizamentos (slides) ou porções proximais de escorregamentos (slumps). Os corpos da Associação de Fácies IIIa representam escorregamentos ou porções distais de deslizamentos. A Associação de Fácies IIIb constitui, possivelmente, o registro de fluxos turbidíticos. A Associação de Fácies IV representa um estágio transicional entre escorregamentos altamente móveis e fluxos de detritos (debris flows). O grau deformacional aumenta progressivamente da Associação de Fácies I para a Associação de Fácies IV. Através da análise dos perfis de raios gama (GR) e potencial espontâneo (SP) dos poços, observa-se um padrão granodecrescente geral, da base do intervalo ao datum utilizado nas seções estratigráficas; seguido de um padrão granocrescente geral, do datum para o topo do intervalo. Esta observação permite a interpretação de uma grande seqüência deposicional de terceira ordem (cerca de 7,5 M.a.), com um trato transgressivo na base e um trato de nível de lago alto no topo, separados por uma superfície de máxima inundação, representada pelo datum Os complexos de escorregamentos/deslizamentos, pontuando o trato de nível alto, podem estar relacionados a eventos de rebaixamento de uma ordem superior (de mais alta freqüência), possivelmente ligados a períodos de quiescência, após pulsos tectônicos episódicos. Os mecanismos de disparo dos fluxos gravitacionais foram provavelmente terremotos, causados pela atividade tectônica de movimentação de falhas, inerente ao estágio sin-rift; associados a instabilizações em áreas de frentes deltaicas progradantes a altas taxas de sedimentação, especialmente em locais de forte mudança no gradiente deposicional, como na paleo-linha de charneira, localizada a norte-noroeste do campo. Um importante mecanismo auxiliar pode ter sido a atividade de soerguimento de diápiros de folhelhos. A conectividade vertical e lateral entre os corpos pode ser considerada baixa. As áreas proximais de corpos arenosos de escorregamentos e, especialmente, de corpos de deslizamentos, pelo baixo grau deformacional, devem se constituir nos melhores reservatórios da área.

Técnicas de suavização aplicadas à caracterização de fontes sísmicas e à análise probabilística de ameaça sísmica

A avaliação de risco sísmico, fundamental para as decisões sobre as estruturas de obras de engenharia e mitigação de perdas, envolve fundamentalmente a análise de ameaça sísmica. Calcular a ameaça sísmica é o mesmo que calcular a probabilidade de que certo nível de determinada medida de intensidade em certo local durante um certo tempo seja excedido. Dependendo da complexidade da atividade geológica essas estimativas podem ser bas- tante sofisticadas. Em locais com baixa sismicidade, como é o caso do Brasil, o pouco tempo (geológico) de observação e a pouca quantidade de informação são fontes de muitas incer- tezas e dificuldade de análise pelos métodos mais clássicos e conhecidos que geralmente consideram, através de opiniões de especialistas, determinadas zonas sísmicas. Serão discutidas algumas técnicas de suavização e seus fundamentos como métodos al- ternativos ao zoneamento, em seguida se exemplifica suas aplicações no caso brasileiro.

Hemograma e proteinograma plasmático de eqüinos hígidos e de eqüinos acometidos por abdômem agudo, antes e após laparotomia

Foram examinados 20 eqüinos adultos, 10 sadios e 10 acometidos por abdômen agudo, submetidos à laparotomia. O exame clínico e a colheita de amostras de sangue foram realizados antes da laparotomia e diariamente, a partir da cirurgia, até o 10º dia após a intervenção. Constatou-se elevação da temperatura retal, das freqüências cardíaca e respiratória, do número de hemácias e de leucócitos, do volume globular e dos valores das proteínas plasmáticas após a cirurgia, em ambos os grupos, porém com valores mais elevados nos animais enfermos, especialmente do número de neutrófilos. O proteinograma plasmático dos eqüinos com abdômen agudo mostrou que houve elevação significativa nas concentrações de proteínas na fase aguda com maiores valores ao redor de 48 horas após a cirurgia. Os resultados indicaram que o padrão de elevação e decréscimo dessas proteínas pode ser útil na definição do prognóstico do quadro clínico de abdômen agudo e da recuperação cirúrgica dos eqüinos.

Efeitos da Heterogeneidade de Variância Residual entre Grupos de Contemporâneos na Avaliação Genética de Bovinos de Corte

O objetivo deste estudo foi investigar, por meio de dados simulados, o efeito da heterogeneidade de variância residual entre grupos de contemporâneos (GC) sobre as avaliações genéticas de bovinos de corte, e comparar o uso de uma avaliação genética ponderada (R¹Isigmae²) em relação à avaliação que pressupõe homogeneidade de variância (R=Isigmae²). A característica estudada foi ganho de peso pós-desmame corrigido para 345 dias, sendo esta simulada com variância fenotípica de 300 kg² e herdabilidade igual a 0,4. A estrutura de um conjunto real de dados foi utilizada para fornecer os GC e os pais referentes às observações de cada animal. Cinco níveis de heterogeneidade de variância residual foram considerados de forma que os componentes de variância fossem, na média, iguais aos da situação de homogeneidade de variância. Na medida em que níveis mais acentuados de heterogeneidade de variância residual foram considerados, os animais foram selecionados dos GC com maior variabilidade, especialmente com pressão de seleção intensa. em relação à consistência de predição, os produtos e as vacas tiveram seus valores genéticos preditos mais afetados pela heterogeneidade de variância residual do que os touros. O fator de ponderação utilizado reduziu, mas não eliminou o efeito da heterogeneidade de variância. As avaliações genéticas ponderadas apresentaram resultados iguais ou superiores àqueles obtidos pelas avaliações que assumiram homogeneidade de variância. Mesmo quando não necessário, o uso de avaliações ponderadas produziu resultados não inferiores às avaliações que assumiram homogeneidade de variância.

Uma investigação histórica sobre os logaritmos com sugestões didáticas para a sala de aula

This study was conducted from a preliminary research to identify the conceptual and didactic approach to the logarithms given in the main textbooks adopted by the Mathematics teachers in state schools in the School of Natal, in Rio Grande do Norte. I carried out an historical investigation of the logarithms in order to reorient the math teacher to improve its educational approach this subject in the classroom. Based on the research approach I adopted a model of the log based on three concepts: the arithmetic, the geometric and algebraic-functional. The main objective of this work is to redirect the teacher for a broad and significant understanding of the content in order to overcome their difficulties in the classroom and thus realize an education that can reach the students learning. The investigative study indicated the possibility of addressing the logarithms in the classroom so transversalizante and interdisciplinary. In this regard, I point to some practical applications of this matter are fundamental in the study of natural phenomena as earthquakes, population growth, among others. These practical applications are connected, approximately, Basic Problematization Units (BPUs) to be used in the classroom. In closing, I offer some activities that helped teachers to understand and clarify the meaningful study of this topic in their teaching practice

Simetria de invariância de escala discreta, log-periodicidade e singularidades em tempo finito

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Parâmetros de fonte de microterremotos em Cascavel-CE

In this dissertation it was studied the rupture characteristic of earthquakes of the Town of Cascavel CE, Northeastern Brazil. Located on the border of the Potiguar Basin, the Town of Cascavel is one of the most seismically active intraplate areas in the country. In this town, on November 20th, 1980 a 5,2mb earthquake occurred. This was the largest earthquake ever reported in Northeast Brazil. Studies of this region using instruments were possible after 1989, with several campaigns being done using seismographic networks. From the beginning of the monitoring to April 2008 more than 55,000 events were recorded. With the data collected by a network with six 3-components digital seismographic stations during the campaigns done from September 29th, 1997 to March 5th, 1998, estimates of source parameters were found fitting the displacement spectra in the frequency domain for each event. From the fitting of the displacement spectra it was possible to obtain the corner frequency ( ) c f and long period amplitude ( ) W0 . Source parameters were determined following Brune (1970) and Madariaga (1976) models. Twenty-one seismic events were analyzed (0.7 £ £ 2.1) b m in order to estimate the source dimension (r ), seismic moment ( ) M0 , static stress drop (Ds ), apparent stress ( ) a s , seismic energy ( ) S E and moment magnitude ( ) W M for each of the events. It was observed that the ratio between radiated seismic energy and moment seismic (apparent stress) increases with increasing moment and hence magnitude at the observed range. As suggested by Abercrombie (1995), also in this work there is a breakdown in the scaling for earthquakes with magnitudes smaller than three ( < 3.0) W M , so that the rupture physics is different for larger events. If this assumption is valid, the earthquakes analyzed in this work are not selfsimilar. Thus, larger events tend to radiated more energy per unit area than smaller ones.

A relação entre o social e o natural nas abordagens de hazards e de desastres

O artigo aborda as teorias dos Hazards e dos Desastres. Nos últimos anos estas duas tradições teóricas têm recebido novos impulsos pela renovação de seus marcos de referência conceitual. Construídas em torno de uma longa tradição de pesquisa empírica, estas teorias explicam os impactos provocados por fenômenos como enchentes, terremotos, tornados e epidemias mediante a integração analítica das dimensões natural e social. Neste sentido, seu estudo pode fornecer subsídios para a interpretação destes problemas no Brasil.