Modelos y analogías en la enseñanza de las ciencias naturales : el concepto de modelo didáctico analógico.

Resumen basado en el de la publicación

Los conceptos de masa, peso y gravedad : aplicación de un modelo didáctico analógico.

La utilización de modelos didácticos analógicos no sólo permite explorar la continuidad del progreso de la ciencia, sino que también brinda la posibilidad de alcanzar una planificación didáctica que contextualiza la incorporación de nuevos conceptos a los procesos cognitivos de los estudiantes. Cada estudiante, que ingresa a todo curso de biología, física o química posee una serie de creencias e intuiciones sobre los fenómenos naturales que provienen de una amplia experiencia personal. Estas creencias constituyen una teoría del sentido común sobre el mundo que el estudiante utiliza para interpretar su experiencia, a la cual superpone lo que se le transmite en los respectivos cursos de ciencia. Se presenta la continuación de una serie de trabajos basados en la enseñanza a través de modelos didácticos y consiste en la utilización de un modelo didáctico como recurso áulico para introducir los conceptos de masa, peso y gravedad.

O papel do razoamento analóxico nos procesos cognitivos. 'El papel del razonamiento analógico en los procesos cognitivos'.

La analogía puede desempeñar un importante papel en la adquisición de nuevos conocimientos. Se estudia el razonamiento analógico en los niños y la analogía, atendiendo a: concepto, la analogía como proceso de aprendizaje, los procesos cognitivos que subyacen en la misma y su desarrollo.

El apagón analógico : el British Film Institute y la educación en los tres últimos decenios.

Resumen basado en el de la revista. - El artículo pertenece a una sección monográfica de la revista dedicada a Lenguajes fílmicos en la memoria colectiva de Europa

Identificação de factores de risco cardiovascular na população diabética de um posto de colheitas de um laboratório de análises clínicas

outros, importantes factores de risco. Os objectivos do presente estudo são: estimar a prevalência dos diabéticos na população de um posto de colheitas de um laboratório de análises clínicas; caracterizar sócio-demograficamente a população diabética; identificar a prevalência de fumadores na população diabética; determinar a prevalência de diabéticos com dislipidemia; caracterizar os factores de risco cardiovascular dos diabéticos em estudo; calcular a prevalência de diabéticos medicados controlados; caracterizar os medicamentos antidiabéticos utilizados. Trata-se de um estudo descritivo observacional e transversal. Aplicou-se um questionário por entrevista, confidencial e voluntário e registaram-se os resultados dos seguintes parâmetros: HbA1c, glicemia em jejum, colesterol total, HDL, LDL e triglicéridos durante dois meses a todos os diabéticos de um posto de colheitas. Dos 1693 utentes, 24% (406/1693) referiram ser diabéticos. Destes, 54 preencheram os critérios de inclusão. Trinta e quatro são homens.A maioria (40,7%) tem entre 55 e 64 anos e 88,9% (48/54) tem dislipidemia. Dos diabéticos medicados, 82% (41/50) não têm a diabetes controlada. O grupo terapêutico mais utilizado é o das biguanidas (69,9%). O estudo demonstra uma elevada prevalência de doentes diabéticos com factores de risco não controlados (dislipidemia e hiperglicemia). Programas de educação para a saúde transversais focados na promoção de estilos de vida saudáveis, tendo como base o laboratório de análises clínicas podem contribuir para o controlo dos factores de risco cardiovascular.

Frequência de infecções urinárias em ambulatório : dados de um laboratório de Lisboa. Parte I

As infecções urinárias são uma das principais causas de doença em Portugal, variando conforme sejam infecções urinárias adquiridas na comunidade ou infecções urinárias nosocomiais. Neste estudo determinou-se a prevalência dos microrganismos, presentes nas amostras de urina obtidas pela técnica asséptica em doentes com infecções urinárias em ambulatório.Este estudo foi realizado no primeiro semestre do ano 2006, utilizando os dados recolhidos num laboratório de Lisboa. Foi um estudo observacional, descritivo e transversal. Foram incluídos todos os indivíduos que obtiveram um diagnóstico positivo na realização dos exames bacteriológicos (urinoculturas). Nos meses de Janeiro a Junho de 2006, primeiro semestre, foram realizadas 2820 urinoculturas, das quais 385 foram positivas. Destas, 334 (86,75%) pertenciam a indivíduos do sexo feminino e 53 a indivíduos sexo masculino (13,25%).A média de idades dos indivíduos foi de 55,25 anos (± 24,18 DP). As bactérias responsáveis pelas infecções do tracto urinário com maior frequência foram a Escherichia coli (63,6 %), Proteus spp.. (11,9 %), Enterococcus spp.. (7%) e Klebsiella spp.. (6%). Deste estudo concluiu-se que as percentagens verificadas de agentes infecciosos, responsáveis pelas infecções urinárias na comunidade, coincidem com padrões encontrados em estudos internacionais. Estas conclusões referem-se a um laboratório de Lisboa, carecendo de estudos semelhantes ao nível nacional, para caracterização do fenómeno em Portugal.

Frequência e susceptibilidade bacteriana em infecções urinárias : dados de um laboratório de Lisboa. Parte II

Este estudo teve como objectivo identificar os agentes etiológicos causadores de infecções do tracto urinário (ITU) em amostras de urina para determinar e comparar o perfil de resistência aos antibióticos nas bactérias isoladas em uroculturas, num laboratório em Lisboa (LUMILABO), durante um período de seis meses em 1997 (Maio a Outubro), com os de um período de seis meses nove anos depois, correspondentes ao 2º semestre de 2006. É umestudo observacional, descritivo e transversal, que inclui todos os indivíduos que obtiveram um diagnóstico positivo nos exames bacteriológicos num total de 3535 e 2676 uroculturas em 1997 e 2006, respectivamente, com identificação de 20 estirpes bacterianas.AE.coli foi a bactéria identificada com maior frequência em ambos os anos, seguida de P.mirabilis, Klebsiella spp. e Enterococcus spp. Emrelação à susceptibilidade aos antibióticos, verificou-se que em 1997 a E.coli, P.mirabilis e Klebsiella spp. apresentam elevada frequência de resistência aos antibióticos Ampicilina, Trimetroprim+Sulfametoxazol (SXT), e Ácido Nalidíxico, no caso da E.coli, e Furadantina no caso do P.mirabilis e Klebsiella spp.; verificou-se que em 2006 a E.coli apresenta maior resistência à Tobramicina, Norfloxacina (NOR) e Ciprofloxacina (CIP), o P.mirabilis à Ampicilina, SXT e Amoxicilina+Ácido Clavulânico, a Klebsiella spp. à Cefalexina, Nitrofurantuina e SXT, e o Enterococcus spp. à Tretraciclina, CIPe NOR. Este estudo fornece dados para o conhecimento dos diferentes agentes etiológicos mais frequentes nas ITU no laboratório LUMIBABO em períodos de seis meses distanciados de 1997 a 2006 e disponibiliza informação sobre os seus padrões de resistências, necessários para um tratamento empírico adequado.

Modelamento geomecânico para o dimensionamento de pilares de carvão

O dimensionamento de pilares em mineração de carvão, no Brasil, sempre foi considerado conservativo em relação às metodologias e características das camadas que estava sendo lavrada. Torna-se necessário reverter o status-quo existente nesse tema para que a atividade de mineração em carvão se torne mais lucrativa e segura ao mesmo tempo. Problemas geomecânicos, que causaram acidentes fatais, diminuição das reservas de carvão, alto custo de extração e baixa recuperação na lavra são decorrentes ao baixo conhecimento do comportamento geomecânico do maciço rochoso e das metodologias de modelamento geomecânicos. Esse trabalho propõe uma nova técnologia de mapeamento geomecânico e caracterização geomecânica para determinar parâmetros geomecânicos das rochas que formam o sistema piso-pilarteto de uma camada de carvão. O dimensionamento de pilares, então, deve ser baseado nessas informações que alimentam um modelo geomecânico que utiliza métodos numéricos para solucionálos. Dentro do processo de aquisição de informações geomecânicas são propostos novos métodos de mapeamento geomecânico por janela amostral e o cálculo dos índices espaçamento médio e freqüência de descontinuidades. Baseado nas características quantitativas das descontinuidades é proposto o cálculo do RQD* (Rock Quality Designation teórico) para a camada de carvão com base na função de distribuição que se ajusta ao histograma de distribuição do espaçamento de descontinuidades. Esse procedimento refletiu melhor a qualidade do maciço rochoso, baseado no índice RMR (Rock Mass Rating). Considerando-se a qualidade do maciço rochoso e utilizando critérios de rupturas empíricos, foram estimados os parâmetros geomecânicos das rochas que alimentaram os modelos geomecânicos.(Continua)_ Foram gerados modelos numéricos para simular situações reais encontradas na camada Bonito em Santa Catarina e propor um novo paradigma para dimensionamento de pilares, baseado em simulação numérica, considerando todo o entorno do pilar, compreendendo o sistema piso-pilarteto. Os resultados desses modelos são comparados com o monitoramento das deformações dos pilares para confrontar as simulações numéricas com o comportamento geomecânico do maciço insitu. Os resultados apresentaram grande qualidade e concordância com o comportamento dos pilares apresentados no monitoramento das deformações, provando que a metodologia proposta aqui pode ser utilizada em futuros projetos de dimensionamento de pilares.

Modelamento matemático do escoamento do aço num distribuidor de lingotamento contínuo

Além de armazenar e distribuir o aço líquido para os moldes, uma das funções do distribuidor de lingotamento contínuo é a flotação e separação das inclusões para uma melhor qualidade do produto final. A eficiência e otimização deste processo requer o conhecimento das características do escoamento do aço líquido dentro do distribuidor. Esta dissertação trata do modelamento matemático do escoamento do aço num distribuidor DELTA-T, sem e com modificadores de fluxo e inibidores de turbulência, em condições isotérmicas e não isotérmicas em diferentes situações de vazão e condições térmicas. O software CFX-4 foi utilizado para resolver as equações de movimento, continuidade e transferência de calor utilizando modelo k-ε de turbulência para uma geometria tri-dimensional. A validação de modelo matemático com o modelo físico foi feita através da comparação de planos de laser entre os vetores de velocidade. Para a trajetória do escoamento foi utilizado no modelo físico a técnica do corante. Para a obtenção das curvas DTR – distribuição de tempos de residência no modelo físico foi usada a técnica de injeção de pulso, enquanto que no modelo numérico esta mesma técnica foi aplicada para um escoamento multifásico homogêneo. O perfil de temperatura calculado do aço na superfície foi comparado com medidas experimentais realizadas na usina O objetivo deste trabalho é caracterizar o escoamento do aço através dos perfis de velocidade, energia cinética de turbulência, perfis de temperatura e curvas de distribuição de tempos de residência, avaliando os tempos mínimo e médio de residência e as porções de volumes característicos. Os resultados obtidos indicam que o uso de modificadores de fluxo e inibidores de turbulência são eficientes no controle da emulsificação. É observado que o escoamento apresenta diferenças quando tratado isotermicamente e não isotermicamente.

Modelamento e avaliação de dados geofísicos e geoquímicos aplicada na pesquisa de metais básicos e Au no prospecto Volta Grande (complexo intrusivo Lavras do Sul, RS, Brasil)

A modelagem, a correlação e a análise de dados geofísicos e geoquímicos, aplicados para avaliar/definir a distribuição e o controle de teores de minério num espaço 3D, não são procedimentos adotados para o caso de depósitos de metais básicos e Au. Essa tese de doutorado tem o objetivo de avaliar e definir uma metodologia de modelagem, correlação e análise de dados geofísicos e geoquímicos para controle de teores de metais básicos e Au. Tal metodologia foi aplicada no Prospecto Volta Grande (Lavras do Sul, RS). A região de Lavras do Sul (RS) possui uma série de ocorrências minerais do tipo veios de quartzo com metais básicos e Au, as quais estão relacionadas com o processo de alojamento do Complexo Intrusivo Lavras do Sul. Esse complexo é uma intrusão predominantemente granítica, zonada e multifásica, cujas rochas têm filiação com as séries shoshonítica a alcalina. As ocorrências de veios estão relacionadas a zonas de alteração hidrotermal controladas por fraturas predominantemente WNW-ESE. O Prospecto Volta Grande é constituído por uma série de tais veios alojados tanto no granito intrusivo, quanto nas rochas vulcânicas e vulcanoclásticas da Formação Hilário. A metodologia desenvolvida consiste: 1) da construção de uma base de dados comum para o georreferenciamento 3D dos dados; 2) processamento estatístico e geoestatístico das variáveis de interesse (dados geofísicos e geoquímicos); 3) modelagem 3D das variáveis de interesse para definir a distribuição espacial; e 4) análise da correlação entre as variáveis para definir o controle 3D dos teores de minério por meio de métodos indiretos. Essa metodologia, na medida em que haja a possibilidade de várias fontes de informação e a possibilidade de aplicar algorítmos de lógica matemática, poderá incorporar a integração de dados num espaço 3D A aplicação de tal metodologia no Prospecto Volta Grande (Lavras do Sul, RS) permitiu verificar que os dados geofísicos e geoquímicos se adaptam mais adequadamente a uma distribuição do tipo lognormal. Além disso, a comparação múltipla das médias de resistividade aparente permitiu distinguir um controle litológico sobre os dados geofísicos. Desse modo, foram definidos os procedimentos de análise variográfica e, então, os parâmetros para a modelagem 3D dos corpos condutores em cada área de pesquisa. A adequação do suporte amostral dos dados geofísicos e geoquímicos permitiu a correlação entre essas variáveis. A análise dos diagramas de correlação revelou superposição de pulsos de mineralização com distintas cargas metálicas. A utilização de métodos indiretos para controle de teores em depósitos sulfetados do tipo veios de quartzo com Au + Cu é, portanto, uma possibilidade concreta, garantida a adequada resolução espacial dos levantamentos geofísicos.

Teste embarcado de conversores analógico-digitais

A confiabilidade de sistemas de processamento digital de sinais é, entre tantos fatores, diretamente proporcional à confiabilidade dos conversores analógico-digitais neles presentes para serem usados como interface com o mundo real. Este trabalho propõe um método novo de teste de conversores analógico-digitais baseado em ruído. O método proposto possibilita a detecção de falhas nos conversores em teste. Além disto, a técnica proposta é capaz de estimar simultaneamente características estáticas e dinâmicas tornando-se, portanto, inovador em relação aos demais métodos presentes na literatura. A proposta, a simulação e a implementação do método são apresentadas ao longo desta dissertação. A comparação dos resultados obtidos com um método padrão de teste de ADCs, o método do histograma, comprovam a eficácia do método.

LAR : laboratório de automação residencial para análise comparativa entre Jini e UPnP

A Automação Residencial é uma área em crescimento no mercado mundial. À medida que os avanços tecnológicos são incorporados aos dispositivos pertencentes ao ambiente residencial, e que estes se tornam mais disseminados, surgem necessidades para fabricantes e usuários. Para os fabricantes, é desejável maior capacidade de conexão e intercâmbio de dados entre os dispositivos e, conseqüentemente, padronização. Para os usuários, é desejável maior facilidade na utilização dos dispositivos e, principalmente, na configuração dos mesmos em ambientes dinâmicos, de forma a não requerer interação do usuário para a conexão e desconexão, característica das redes espontâneas. Grandes empresas têm unido esforços no desenvolvimento de novos padrões e uma das tendências observadas é o isolamento destas novas necessidades numa camada entre a aplicação e o sistema operacional, denominada middleware. Este trabalho compara duas tecnologias que se enquadram nos critérios acima: Jini, da Sun Microsystems e Universal Plug and Play (UPnP), de um consórcio de empresas liderado pela Microsoft. O estudo é feito através do desenvolvimento de um protótipo, da definição de um conjunto de métricas qualitativas e quantitativas, e da implementação de um conjunto de workloads para a análise comparativa entre elas. Os resultados obtidos são apresentados e analisados, contribuindo com subsídios para os interessados em conhecer melhor ou optar por uma delas. Por fim, são registradas algumas necessidades observadas que poderão servir como base para trabalhos futuros.

Modelamento paramétrico e geração de malha em superfícies para aplicações em engenharia

Este trabalho apresenta um conjunto de técnicas para a modelagem paramétrica e geração de malhas de superfícies para uso em sistemas de análise e simulações numéricas pelo Método dos Elementos Finitos. Foram desenvolvidos algoritmos para a geração paramétrica de superfícies, para a determinação das curvas de interseções entre superfícies e para a geração de malhas em superfícies curvas e recortadas. Foram implementas linhas e curvas paramétricas básicas, a partir das quais são geradas superfícies paramétricas de vários tipos que proporcionam uma grande flexibilidade de modelamento geométrico. Curvas e superfícies são geradas e manipuladas de forma interativa. São apresentadas técnicas que simplificam a implementação de linhas e superfícies paramétricas. Foi desenvolvido um algoritmo para determinar as curvas de interseção entre superfícies paramétricas, que são utilizadas como linhas de recorte (trimming lines) para obter geometrias complexas e compostas de várias superfícies. O algoritmo desenvolvido emprega técnicas de subdivisão adaptativa, por quadtrees, em função da curvatura local das superfícies. Primeiramente, obtém-se uma aproximação das curvas de interseção no espaço 3D, através da aproximação por triângulos. Os resultados iniciais são refinados e projetados sobre as duas superfícies envolvidas com algoritmos que permitem obter grande precisão. As curvas de interseção finais são mapeadas nos espaços paramétricos das duas superfícies, porém com uma parametrização única, o que facilita a junção com superfícies adjacentes Um algoritmo de geração de malha foi desenvolvido para gerar malhas triangulares de qualidade sobre as superfícies curvas e recortadas. O algoritmo utiliza um processo de subdivisão adaptativa por quadtrees, similar ao utilizado no algoritmo de interseção, para definir tamanhos de elementos em função da curvatura local. Em seguida, aplica-se um algoritmo tipo advancing front para gerar a malha sobre a superfície. Os algoritmos foram implementados e testados em um ambiente gráfico interativo especialmente desenvolvido para este trabalho. São apresentados vários exemplos que comprovam a eficiência das técnicas e algoritmos propostos, incluindo exemplos de matrizes de conformação mecânica para uso com código de análise METAFOR, análise de sensibilidade para otimização de pré-formas e de modelagem de superfícies compostas recortadas com geração de malhas de qualidade, para uso em análise por Elementos Finitos ou como contorno para geração de elementos tridimensionais.

Implantação de um biorreator para estudo de resíduos sólidos urbanos : problemas, ajustes e soluções de laboratório

O presente trabalho foi desenvolvido para determinar os parâmetros de operação adequados de um biorreator, reator de aço inox com capacidade para 200 L, para tratamento de resíduos sólidos urbanos (RSU’s) por processo de digestão anaeróbia. Acelerando a degradação da matéria biodegradável presente no RSU, por meio do controle de parâmetros químic os e físicos, forneceu-se ao sistema condições para o desenvolvimento dos microrganismos necessários para a produção de gás (biogás) em um curto período de tempo. Foram realizados vários experimentos para determinação dos parâmetros mais adequados. Foram utilizadas três diferentes quantidades de resíduos de fácil biodegradabilidade (10, 20 e 30 kg) como frutas, verduras, legumes e cascas cortados em pedaços de 5 x 5 cm e acondicionados dentro do biorreator. Lodo anaeróbio granular foi utilizado como inóculo no sistema, e o restante do volume do biorreator foi preenchido com água destilada. O sistema foi tamponado com 3 g L-1 de bicarbonato de sódio (NaHCO3) e a temperatura do sistema foi mantida constante a 38ºC. O chorume gerado foi coletado no vaso coletor de chorume e recirculado para o topo do biorreator, o reciclo foi realizado diariamente a uma taxa de 2 L min-1. Para controle do sistema foram monitorados o pH , a temperatura, a demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio com incubação de 5 dias (DBO5), ácidos orgânicos voláteis (AOV’s) e oxigênio dissolvido (OD). No experimento realizado com 30 kg de resíduo orgânico, foram obtidos os resultados mais satisfatórios. Na partida do sistema o pH apresentou valor inicial de 6,99, aumentando para 7,37 no 2º dia de operação, mantendo o valor médio de 7,46 durante os 20 dias de operação. A DQO diminuiu de 5533 mg L-1 para 633 mg L-1 ao final da operação, resultando em uma demanda química de oxigênio removida (DQOR) igual a 4900 mg L-1. Os AOV’s apresentaram um aumento inicial de 86 mg L-1 para 129 mg L-1, e posterior diminuição até atingir a concentração final de 9 mg L-1. A diminuição ocorrida na DQO e nos AOV’s revelou o consumo da matéria orgânica presente no biorreator que resultou na produção total de 1352 L de gás.