Movimento de partículas carregadas em fluidos ionizados : fundamentos matemáticos da teoria de eletroforese capilar

Neste trabalho, discutimos o movimento de uma macromolécula carregada em um fluido ionizado. A interação do campo elétrico é descrita pela equação de Poisson-Boltzmann acoplada às equações governantes para a dinâmica do fluido e às equações dinâmicas da partícula. Uma formulação fraca é introduzida no caso em que o domínio ocupado pelo fluido é finito e um teorema de existência de soluções fracas, local em tempo, é estabelecido. Dois modelos são considerados: fluxos não-estacionários e estacionários. No primeiro caso, a hidrodinâmica do sistema é governada pelas equações de Navier-Stokes, considerando-se um termo forçante relacionado ao potencial elétrico; no segundo caso, uma velocidade de deslizamento, a qual depende não linearmente sobre os potenciais, é introduzida como uma condição de contorno para um problema estacionário de Stokes. O caso de um fluido ocupando uma região infinita é também discutido supondo-se uma hipótese de aproximação sobre o campo elétrico.

Influência dos modelos digitais de terreno na modelagem de circulação hidrodinâmica 2DH: um estudo de caso

Digital Elevation Models (DEM) are numerical representations of a portion of the earth surface. Among several factors which affect the quality of a DEM, it should be emphasized the attention on the input data and the choice of the interpolating algorithm. On the other hand, several numerical models are used nowadays to characterize nearshore hydrodynamics and morphological changes in coastal areas, whose validation is based on field data collection. Independent on the complexity of the physical processes which are modeled, little attention has been given to the intrinsic bathymetric interpolation built within the numerical models of the specific application. Therefore, this study aims to investigate and to quantify the influence of the bathymetry, as obtained by a DEM, on the hydrodynamic circulation model at a coastal stretch, off the coast of the State of Rio Grande do Norte, Northeast Brazil. This coastal region is characterized by strong hydrodynamic and littoral processes, resulting in a very dynamic morphology with shallow coastal bathymetry. Important economic activities, such as oil exploitation and production, fisheries, salt ponds, shrimp farms and tourism, also bring impacts upon the local ecosystems and influence themselves the local hydrodynamics. This fact makes the region one of the most important for the development of the State, but also enhances the possibility of serious environmental accidents. As a hydrodynamic model, SisBaHiA® - Environmental Hydrodynamics System ( Sistema Básico de Hidrodinâmica Ambiental ) was chosen, for it has been successfully employed at several locations along the Brazilian coast. This model was developed at the Coastal and Oceanographical Engineering Group of the Ocean Engineering Program at the Federal University of Rio de Janeiro. Several interpolating methods were tested for the construction of the DEM, namely Natural Neighbor, Kriging, Triangulation with Linear Interpolation, Inverse Distance to a Power, Nearest Neighbor, and Minimum Curvature, all implemented within the software Surfer®. The bathymetry which was used as reference for the DEM was obtained from nautical charts provided by the Brazilian Hydrographic Service of the Brazilian Navy and from a field survey conducted in 2005. Changes in flow velocity and free surface elevation were evaluated under three aspects: a spatial vision along three profiles perpendicular to the coast and one profile longitudinal to the coast as shown; a temporal vision from three central nodes of the grid during 30 days; a hodograph analysis of components of speed in U and V, by different tidal cycles. Small, but negligible, variations in sea surface elevation were identified. However, the differences in flow and direction of velocities were significant, depending on the DEM

Objetos matemáticos ligados a la regresión en los textos españoles de bachillerato

El objetivo de este trabajo es caracterizar la presentación de la regresión en los libros de texto españoles de Bachillerato. Para ello se analizan y clasifican los campos de problema, procedimientos, conceptos y propiedades asociados a la regresión en dieciséis libros de texto de Bachillerato utilizados en España, ocho de la modalidad de Ciencia y Tecnología, y ocho de la modalidad de Humanidades y Ciencias Sociales. En el caso de los conceptos, se estudia si su definición es operacional, estructural o mediante ejemplo. Los resultados indican que no hay grandes diferencias en la presentación de estos objetos matemáticos en los textos dirigidos a las dos modalidades de Bachillerato. Encontramos variedad del número y tipo de propiedades presentadas, que no se suele incluir la valoración de la bondad de ajuste o la construcción de modelos no lineales. Estos resultados proporcionan criterios para mejorar la presentación de la regresión en los textos de Bachillerato.

Modelação hidrodinâmica de escoamentos costeiros

As zonas costeiras, os estuários e os sistemas lagunares são regiões de elevada importância do ponto de vista económico devido à intensa actividade nelas desenvolvida. Encontram-se por esse motivo sujeitas a fortes pressões do tipo ambiental. A correcta gestão dos seus recursos deve ser apoiada em ferramentas que possibilitem uma análise precisa dos fenómenos que nelas ocorrem e permitam a previsão da evolução desses sistemas. A recente evolução na capacidade de cálculo dos computadores de pequeno porte tornou viável a utilização de modelos hidrodinâmicos como ferramentas de apoio à decisão.

Influência de plumas de água doce na hidrodinâmica do estuário da Ria de Arousa (NW Espanha), uma abordagem de modelação matemática

Localizada na parte sul da costa da Galiza, a ria de Arousa, tem um interesse particular devido à sua importante indústria de exploração de marisco, especialmente culturas de bivalves. O crescimento, qualidade e mortalidade destes bivalves não só são afetados por possíveis incidentes de poluição, mas também por episódios de grande run-off, que podem produzir decréscimos sazonais significativos de salinidade. Neste contexto, a presente dissertação pretende contribuir para uma melhor compreensão de como as plumas de água doce provenientes dos rios vão influenciar os gradientes de salinidade e temperatura no estuário da ria de Arousa. O objetivo é proceder a uma melhoria da previsão hidrodinâmica do modelo operacional oceanográfico desta ria, que é executado diariamente pela MeteoGalicia. Para atingir esse objectivo executaram-se simulações numéricas para diferentes cenários de forçamento. Foram escolhidos dois períodos com diferentes condições meteorológicas: um período de inverno, coincidindo com chuvas fortes e um período de verão, coincidindo com a ausência de precipitação. Foi aplicado o modelo hidrodinâmico MOHID (Hydrodynamic Model) para simular os processos físicos da ria de Arousa, utilizando a metodologia de modelos encaixados. O forçamento para a superfície foi imposto através do modelo atmosférico WRF (Weather Regional Forecast), que fornece as variáveis meteorológicas necessárias. Para fronteira terra, uma ferramenta hidrológica foi implementada, o modelo SWAT (Soil water Assessment Tool), este providencia as descargas de água doce para os principais rios da região. É feita neste trabalho uma descrição da implementação deste sistema, assim como a caracterização da área de estudo. Os resultados do modelo foram comparados com medidas provenientes de bóias oceanográficas e perfis de CTDs (Conductivity-Temperature-Depth instrument) em diferentes localizações.

La enseñanza de estrategias de resolución de problemas matemáticos en la ESO : un ejemplo concreto.

Resumen basado en el de la publicación

Rendimiento académico en Matemáticas por ciclos, inicial, medio y superior y por modelos Educativos, A, D.

Averiguar el nivel de destrezas y conocimientos matemáticos de los alumnos de Vizcaya al finalizar cada uno de los tres ciclos de EGB. Medir el rendimiento académico en Matemáticas. 1925 alumnos de segundo, quinto y octavo de EGB tanto de modelo A como de modelo D, pertenecientes a más de 40 centros diferentes de la provincia de Vizcaya. Es una investigación empírica que toma como marco de referencia el Currículum oficial y realizada en primer lugar elaborando unas pruebas que permiten obtener datos reveladores sobre el grado de asimilación de los conceptos matemáticos y en segundo lugar pasando las pruebas a un grupo heterogéneo de alumnos con el fin de analizar el rendimiento académico en esta asignatura. 2 cuestionarios de elaboración ad hoc basados en los objetivos operativos más significativos. Pretests usados para eliminar defectos del lenguaje, estimar tiempos de aplicación y calcular los índices de dificultad y de discriminación de los diferentes ítems de cada test. Porcentajes. Los tests que se han utilizado para valorar el rendimiento académico han sido muy difíciles para los alumnos de los tres ciclos y sobre todo para los del modelo D, aunque estos tests recibieron el visto bueno de un grupo heterogéneo de profesores en activo de los diferentes ciclos. Hay graves deficiencias generalizadas tanto en aspectos formativos como en destrezas básicas del Currículum. Son varios los ítems con más del 50 de éxito. Se detecta una manifiesta incapacidad para aplicar o transferir conceptos teóricos a situaciones prácticas. Es llamativo el índice de éxito en el apartado 'problemas'. Geometría es otro bloque con resultados pobrísimos. 'Cálculo mental y Cálculo escrito' en ciclos inicial y medio, presentan resultados más normales, aunque no existe la necesaria correlación positiva con el apartado 'Sistema de numeración' para concluir que el nivel de 'Cálculo' es mínimamente aceptable. Los objetivos-contenidos fijados en los currícula de los tres ciclos de la EGB no son alcanzados en gran medida en ninguno de los dos modelos. Hay claros desajustes en el área de Matemáticas que pueden ser atribuidos tanto a carencias y desenfoques graves en el currículum como a deficiencias en la preparación del profesorado y a la falta de verdadera investigación en didáctica aplicada. Hay un problema estructural de definición y de articulación curricular por una parte y de reciclaje-asesoramiento del profesorado por otra.

Dificultad de aprendizaje e intervención psicopedagógica en la resolución de problemas matemáticos.

Resumen tomado de la publicación. Monográfico con el título: Violencia de género y relaciones de poder : implicaciones para la educación

Aportaciones educativas de los modelos informatizados de diagnóstico cognitivo en el algoritmo de la sustracción.

Monográfico con el título: 'Educación matemática y tecnologías de la información'. Resumen basado en el de la publicación

Mejora de la eficacia didáctica mediante el aprendizaje en microgrupos : aplicación a los contenidos lingüísticos y matemáticos, y a la formación de actitudes prosociales.

Contrastar la incidencia del aprendizaje en pequeños grupos en la mejora de la calidad de la enseñanza de contenidos curriculares básicos de lengua inglesa y matemáticas; contrastar la influencia de las actividades de los microgrupos en la formación de actitudes prosociales, la mejora del clima escolar, las formas de convivencia y disciplina escolar y la integración multicultural; replicar las investigaciones realizadas por otros, con el objeto de constatar en qué medida sus hallazgos se verifican o se cumplen en nuestros contextos escolares. Se plantean dos hipótesis: las estrategias didácticas grupales de aprendizaje lingüístico y matemático son superiores a las estrategias convencionales, de enseñanza directa, en cuanto a calidad del aprendizaje de los conocimientos académicos, con efectos derivados sobre la motivación y autoconcepto de los alumnos. La segunda hipótesis dice: las estrategias o situaciones didácticas de aprendizaje en pequeños grupos mejoran las actitudes sociales, las relaciones interpersonales y derivativamente el clima psicosocial y la cultura escolar, reduciendo los conflictos de disciplina-convivencia y acelerando la integración multicultural. 178 alumnos de Educación Primaria y 171 de ESO, de los cuales, 179 se distribuyen en Matemáticas y 170 en lengua inglesa. Se excluye el primer ciclo de la Educación Primaria. Se ha utilizado un procedimiento multimetódico, combinando la clásica metodología cuantitativa o métrica con la más reciente de carácter cualitativo o etnográfico. La variable independiente es lo que se denomina estrategia didáctica de pequeños grupos, que se diversifica en las siguientes: didáctica grupal cooperativa, didáctica tradicional o enseñanza directa, la enseñanza grupal en la educación primaria, la enseñanza grupal en la educación secundaria, grupos de 4 miembros, grupos de 2 miembros, actividades con igualdad de tareas, actividades con diversidad de tareas, evaluación grupal conjunta, evaluación individual. Las variables dependientes son: efectos en la mejora del aprendizaje cognitivo de contenidos curriculares, efectos en la mejora del aprendizaje lingüístico y efectos en la mejora del aprendizaje matemático. También se desglosan en las siguientes variables: efectos en la mejora de la socialización de los alumnos, efectos en el clima escolar del centro educativo, efectos sobre el proceso integración multicultural-multisocial e incidencia en la convivencia, disciplina o conflictividad escolar. Para la obtención de los datos, se elaboraron las correspondientes prueba. Se han encontrado evidencias de que la estrategia didáctica de pequeños grupos cooperativos supera a la enseñanza tradicional en el aprendizaje académico de los contenidos curriculares de lengua inglesa y matemáticas. Las posibilidades del aprendizaje cooperativo en pequeños grupos se incrementa en los sucesivos cursos y ciclos escolares. Los mayores grados de mejora se produce en los alumnos que poseen una menor motivación o son más lentos en el aprendizaje escolar. Éstos manifiestan que entienden mejor las aclaraciones de sus compañeros que las explicaciones docentes. Las actividades escolares mejoran signifcativamente las actitudes y comportamientos prosociales de todo tipo de alumnos; el número óptimo de los miembros del grupo es inferior de cuatro o menos. Finalmente, se puede concluir que los alumnos más beneficiados del modelo de aprendizaje grupal son aquellos que, por sus condiciones sociales, familiares o individuales, obtienen peores resultados con los modelos de enseñanza colectiva y aprendizaje individual.

Aprendiendo a contar : su relevancia en la comprensión y fundamentación de los primeros conceptos matemáticos.

Analizar la presencia probable de diferentes niveles de comprensión en la habilidad del conteo por parte de los niños, centrándose especialmente en la relativa eficacia de éste como operador cuantificador. 72 niños tomados al azar de dos Colegios Nacionales de Madrid de zonas de clase socio-cultural media. Los contenidos del estudio se organizan en dos bloques: I) el contexto teórico en el que se plantea y define el problema o los objetivos perseguidos por esta investigación; II) se recoge el diseño experimental, así como los resultados obtenidos de las experiencias realizadas con los niños. La primera parte se inicia con el análisis de los diferentes principios que constituyen la habilidad de contar, presentando algunos de los modelos más significativos. Finalmente, plantean el problema que va a ser analizado experimentalmente. En la segunda parte, para verificar los objetivos, se plantearon a los niños dos situaciones experimentales (conteo versus no-conteo), realizando en cada una de ellas tres tipos de pre pruebas: tareas de correspondencia uno a uno, de orden y de cardinalidad, dando lugar al diseño experimental 3 x 2 x 3(tres grupos de sujetos; situaciones de conteo versus no-conteo; tareas de correspondencia uno-a-uno, de orden y de cardinalidad). El uso del conteo para solventar las tareas presentadas podría ser contraproducente, ya que los niños poseen otros procedimientos más apropiados para llevar a cabo estas tareas. Los niños saben cómo contar, pero conocen menos el carácter cuantificador del conteo y, por tanto, lo usan menos. La ejecución del conteo en cuanto procedimiento mecánico o memorístico suele aparecer tempranamente en el desarrollo infantil, pero la comprensión de su significado en cuanto operador cuantificador y la generalización de su uso a diferentes tareas o contextos, es mas tardía. Los efectos principales de los tres factores (edad, situación y tareas) son estadísticamente significativos. En el Sistema Educativo priman los procedimientos y la ejecución de las operaciones matemáticas en detrimento de la reflexión y comprensión del significado de los mismos. La prioridad de uno u otro tipo de actividad será siempre contraproducente y repercutirá negativamente en el aprendizaje infantil. La interacción y simultaneidad entre ambos aspectos o tipos de actividad constituye una de las vías más significativas para remediar las preocupantes cotas de fracaso escolar en esta área.

Creación y aplicación de un modelo de valoración de textos escolares matemáticos en Educación Secundaria.

Resumen basado en el de la publicación

Problemas e modelos que contribuíram com o desenvolvimento do cálculo diferencial e integral: dos gregos à Newton

This article refers to a research which tries to historically (re)construct the conceptual development of the Integral and Differential calculus, taking into account its constructing model feature, since the Greeks to Newton. These models were created by the problems that have been proposed by the history and were being modified by the time the new problems were put and the mathematics known advanced. In this perspective, I also show how a number of nature philosophers and mathematicians got involved by this process. Starting with the speculations over scientific and philosophical natures done by the ancient Greeks, it culminates with Newton s work in the 17th century. Moreover, I present and analyze the problems proposed (open questions), models generated (questions answered) as well as the religious, political, economic and social conditions involved. This work is divided into 6 chapters plus the final considerations. Chapter 1 shows how the research came about, given my motivation and experience. I outline the ways I have gone trough to refine the main question and present the subject of and the objectives of the research, ending the chapter showing the theoretical bases by which the research was carried out, naming such bases as Investigation Theoretical Fields (ITF). Chapter 2 presents each one of the theoretical bases, which was introduced in the chapter 1 s end. In this discuss, I try to connect the ITF to the research. The Chapter 3 discusses the methodological choices done considering the theoretical fields considered. So, the Chapters 4, 5 and 6 present the main corpus of the research, i.e., they reconstruct the calculus history under a perspective of model building (questions answered) from the problems given (open questions), analyzing since the ancient Greeks contribution (Chapter 4), pos- Greek, especially, the Romans contribution, Hindus, Arabian, and the contribution on the Medium Age (Chapter 5). I relate the European reborn and the contribution of the philosophers and scientists until culminate with the Newton s work (Chapter 6). In the final considerations, it finally gives an account on my impressions about the development of the research as well as the results reached here. By the end, I plan out a propose of curse of Differential and Integral Calculus, having by basis the last three chapters of the article

Estudo da circulação hidrodinâmica e da dispersão de óleo na zona costeira entre Macau e Galinhos RN

This paper presents a study on coastal hydrodynamics and the spread of an oil spill in waters off Macau and Galinhos, on the east coast of the state of Rio Grande do Norte in Northeast Brazil. This area has a very marked coastal dynamic owing to the complexity of its geomorphological features, developed in a regime of semidiurnal mesotides involving reefs, spits, estuaries, mangroves, lakes and dunes. The region also plays an important role in the socioeconomic development of the state, given that the production of oil, natural gas, salt and shrimp is concentrated there. The series of oil platforms is interconnected by a pipeline system that carries oil to the local terminal. This pipeline could leak at any moment, causing immense ecological damage. To gauge the risks of an oil leak and resulting contamination of the coastal region, two hydrodynamic scenarios were simulated. The results obtained were used to implement a contaminant transport model with the creation of various oil leak scenarios modeled at different volumes (from small to large) and intensities (sporadic and continuous), at points considered critical for the model (on two platforms and at two pipeline intersections), under different wind (summer and winter) and tidal (high and low at new, full and quarter moon phases) conditions. The use of hydrodynamic circulation computer models as a tool for representing a real project design has been increasingly frequent in recent years, given that they enable the realistic simulation of the hydrodynamic circulation pattern in bodies of water and an analysis of the impacts caused by contaminants released into the water. This study used the computer models contained in SisBAHIA®, in continuous development in the area of Coastal Engineering and Oceanography at COPPE/UFRJ

Evolução top-hat hidrodinâmica em campos de velocidades peculiares primordiais

We investigate the cosmology of the vacuum energy decaying into cold dark matter according to thermodynamics description of Alcaniz & Lima. We apply this model to analyze the evolution of primordial density perturbations in the matter that gave rise to the first generation of structures bounded by gravity in the Universe, called Population III Objects. The analysis of the dynamics of those systems will involve the calculation of a differential equation system governing the evolution of perturbations to the case of two coupled fluids (dark matter and baryonic matter), modeled with a Top-Hat profile based in the perturbation of the hydrodynamics equations, an efficient analytical tool to study the properties of dark energy models such as the behavior of the linear growth factor and the linear growth index, physical quantities closely related to the fields of peculiar velocities at any time, for different models of dark energy. The properties and the dynamics of current Universe are analyzed through the exact analytical form of the linear growth factor of density fluctuations, taking into account the influence of several physical cooling mechanisms acting on the density fluctuations of the baryonic component of matter during the evolution of the clouds of matter, studied from the primordial hydrogen recombination. This study is naturally extended to more general models of dark energy with constant equation of state parameter in a flat Universe