Os ambientes de geometria dinâmica e o pensamento hipotético-dedutivo

O processo de demonstração é axial na construção do conhecimento matemático. Na geometria euclidiana, ele é um dos aspectos que apresenta grandes obstáculos aos alunos. Uma das dificuldades aparece na transição, necessária, entre o conhecimento de natureza empírica, já adquirido, e aquele a ser construído: a geometria euclidiana enquanto modelo teórico, organizado em axiomas, teoremas e demonstrações. Os recursos informáticos hoje disponíveis provocam a busca de estratégias pedagógicas favoráveis à construção deste conhecimento. Entender as suas potencialidades torna-se um objeto de investigação: o que acontece com os processos cognitivos quando ao sujeito em interação com a máquina é possibilitada a concretização de seus construtos e ações mentais, e quando, mediante realimentação imediata, ele é levado a novas reelaborações e construções mentais? E como tais processos concorrem para um novo conhecimento? Esta tese propõe uma engenharia didática, em ambiente de geometria dinâmica, que favorece a ascensão dos alunos em patamar de conhecimento — de empírico a hipotético-dedutivo. Toma-se como referencial a teoria piagetiana, bem como a teoria da situação didática em matemática desenvolvida pela escola francesa. A engenharia se desenrola em três níveis: no primeiro, o propósito é a compreensão do significado e da necessidade de demonstração por via de construções geométricas; no segundo nível, pretende-se o desenvolvimento das primeiras habilidades na produção de demonstrações; e, no terceiro, os problemas propostos ao alunos exigem mais de seus funcionamentos cognitivos no tratamento adequado de uma figura geométrica — trata-se das extensões de desenho e concomitantes apreensões operativas responsáveis pela identificação de subconfigurações geométricas que dão suporte à argumentação dedutiva. Análise a posteriori do desenrolar dos trabalhos dos alunos confirma as expectativas anunciadas na análise a priori apresentada na fase de concepção da situação didática cuja implementação é proposta: o progresso dos alunos na construção de conhecimento em geometria, como modelo matemático, foi expressivo.

Segurança em área urbana central : configuração, forma urbana e usuários

Esta dissertação trata da configuração e forma urbana associada à segurança dos usuários, em área central urbana da cidade de Pelotas, RS. Considera especificamente relações entre ocorrência de crimes, níveis de satisfação do usuário com a segurança e aspectos contextuais como tipo habitacional, conexões visuais e funcionais, possibilidade de refúgio, territorialidade, iluminação noturna, potencial de movimento e aparência. Ainda são examinadas as relações envolvendo aspectos composicionais como gênero, faixa etária, além de interação social. A base teórico-conceitual utilizada compreende a área de estudos Ambiente e Comportamento, a qual considera o comportamento e as atitudes dos usuários como indicadores de desempenho espaciais; portanto, como aspectos principais na avaliação da qualidade do espaço urbano, incluindo a segurança. Dessa forma, diferentes métodos, tais como informações de arquivo, questionários, levantamento físico e análise sintática, são utilizados para identificar, analisar e avaliar as relações pré-estabelecidas. Nesta investigação, contata-se a existência de efeitos no comportamento e na satisfação dos usuários com a área urbana estudada; reconhece-se que estes avaliam o ambiente de acordo com a percepção de segurança. Os principais resultados sugerem que de fato aspectos da configuração e da forma urbana tendem a aumentar a vulnerabilidade quanto ao crime, influenciando a qualidade do espaço urbano e seu potencial de uso. A relevância do tema abordado é evidenciada pela necessidade de intervenções físicas e projetos urbanos para melhorar a segurança da população; assim sendo, o uso do espaço e a qualidade de vida urbana.

Novos modelos para cálculo de energia livre de solvatação em simulações de dinâmica molecular

Combinando métodos computacionais da eletrostática e dinâmica molecular, este trabalho teve como objetivo descrever processos de solvatação em sistemas quimicamente importantes. Foram obtidas propriedades termodinâmicas necessárias para o entendimento do processo de solvatação. Estão descritos e testados modelos para descrever a interação soluto-solvente, possibilitando, assim, aprimorar a descrição físico-química dos processos de solvatação. Utilizaram-se programas desenvolvidos em nosso grupo e programas comerciais que permitem os cálculos de dinâmica molecular e química quântica. Uma nova abordagem para o cálculo de energia livre de solvatação foi desenvolvida proporcionando a obtenção acurada e eficiente dessa propriedade, dentro do enfoque da dinâmica molecular. Nessa nova abordagem, novas metodologias para a geração de cavidades moleculares foram propostas e avaliadas. As energias livres de solvatação obtidas estão em boa concordância com os valores experimentais.

Derivação e solução de equações modelo da dinâmica de gases rarefeitos

Neste trabalho, duas equações modedlo na área da dinâmica de gases rarefeitos, são derivadas a partir de algumas soluções exatas da equação linearizada de Boltzmann homogênea e não homogênea. Em adição, uma versão analítca do método de ordenadas discretas é usado para resolver problemas clássicos nesta área, descritos pelo "Modelo S". Resultados numéricos são apresentados para os problemas de fluxo de Couette, fluxo de Poiseuille, "Creep" Térmico, Deslizamento Térmico e problema de Kramers.

Uma avaliação técnico/econômica da reciclagem de revestimentos asfálticos a frio em usina em área urbana

Trata-se nesta dissertação do emprego da reciclagem a frio de revestimentos asfálticos em usina com a finalidade de aproveitamento como camada de revestimento em vias de tráfego leve e muito leve. São revistos os conceitos de dimensionamento de pavimentos e da dosagem de misturas asfálticas. Dá-se especial atenção ao valor do revestimento asfáltico recuperado e a relevância que a reciclagem tem sobre a redução do descarte de resíduos sólidos no meio ambiente. Identifica-se a importância do emprego da reciclagem sobre o comportamento da sociedade. A metodologia adotada tem por base uma revisão bibliográfica dos registros de trabalhos de reciclagem a frio realizados no Brasil e no exterior. Faz-se um relato dos procedimentos de caracterização dos materiais envolvidos e dos cuidados a serem observados para obter-se um produto final de qualidade. Estão aqui descritos os processos industriais de usinagem da mistura reciclada em plantas industriais fixas. É estabelecida uma proposta de definição da viabilidade econômica de emprego da reciclagem a frio em comparação com o revestimento asfáltico tradicional. Ao final são registrados temas a serem estudados visando tornar a reciclagem a frio de revestimentos asfálticos em usinas de áreas urbanas mais conhecida e considerada como alternativa para a melhoria da qualidade de vida nas cidades.

Fatores de risco para doenças cardiovasculares em uma coorte de adultos da região urbana de Porto Alegre

Resumo não disponível.

Soluções unificadas para modelos com freqüência de colisão variável da dinâmica de gases rarefeitos

Neste trabalho, uma versão analítica do método de ordenadas discretas é usada para desenvolver soluções para alguns problemas da dinÂmica de gases rarefeitos, baseado em um modelo com freqüência de colisão variável (modelo CLF) da equação de Boltzmann linearizada. Em particular, resultados numéricos obtidos para os problemas de salto de temperatura, fluxo de Poiseuille, fluxo de Couette, Kramers, creep-térmico e deslizamento térmico são apresentados e discutidos.

Dinâmica de gases rarefeitos e transferência radiativa : aplicações em geometria cilíndrica

Neste trabalho são investigados problemas formulados em geometria cilíndrica na área da dinâmica de gases rarefeitos bem como na área de transferência radiativa. Com relação á dinâmica de gases rarefeitos, primeiramente são abordadas duas formas diferenciadas de se avaliar numericamente as funções de Chapmann-Enskog e de Burnett, necessárias na composição de soluções gerais nessa geometria. Em seguida é apresentada a derivação de uma equação integral baseada no modelo BGK para descrever o fluxo de um gás rarefeito em um tubo cilíndrico. Problemas relacionados á transferência radiativa, incluindo o caso não-linear acoplado radiação-condução, são solucionados com a aplicação de uma versão reformulada do método de ordenadas discretas, sendo que resultados numéricos relevantes a estes problemas são também apresentados.

Expansão da ocupação urbana de Gramado : estudo de caso da aplicação de fotografias aéreas de pequeno formato e SIG

Fotografias aéreas verticais de pequeno formato foram obtidas através de câmera fotográfica não-métrica a bordo de aeronave de pequeno porte, no ano de 1999, com o objetivo de se atualizar um conjunto de seis plantas cadastrais digitais de 1984, na escala 1:5.000, cobrindo a área urbana do município de Gramado, situado na região nordeste do Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. As fotografias foram digitalizadas, armazenadas e georreferenciadas em um Sistema de Informações Geográficas. Posteriormente, foram digitalizados os perímetros das edificações e os limites dos bairros da área urbana nas plantas cadastrais digitais. Os dados atualizados das plantas cadastrais foram elaborados para a geração de análises temáticas e, portanto, não podem ser utilizados para a medição precisa das edificações mapeadas. Após sua digitalização, os polígonos das edificações foram estruturados topologicamente por meio do SIG utilizado, permitindo a geração automática de um centróide para cada edificação mapeada. A consulta ao banco de dados tornou possível o cálculo do número total e a localização dos centróides das edificações, para as duas datas estudadas. Os dados tabulados foram representados por um mapa temático da expansão da ocupação urbana, na escala de 1:25.000. Outros produtos obtidos no presente estudo foram cartas-imagem da área urbana (1:50.000), elaboradas a partir de imagens do satélite LANDSAT 7 ETM+, bem como mapas temáticos dos aspectos físicos e antrópicos dos bairros da área urbana (escalas 1:15.000 a 1:25.000). Com base nos dados obtidos, verificou-se um crescimento de 164, 6 % do número total de edificações e uma expansão da ocupação orientada para a região SE da área urbana, em função do maior crescimento do setor secundário e do número de loteamentos na região meridional da área urbana durante o período de 15 anos. Através da interpretação dos dados geográficos, foram elaboradas recomendações para o planejamento urbano de Gramado.

A cidade colonial ibero-americana : a malha urbana

Esta dissertação estuda a cidade colonial ibero-americana, a partir de seu traçado, de sua configuração espacial e como produto da milenar tradição urbana do ocidente, em suas variáveis erudita e popular. Foram analisadas as circunstâncias políticas, econômicas e socioculturais que condicionaram os três séculos do período colonial na Ibero-américa e que influenciaram, de um ou de outro modo, o arranjo espacial das cidades. O trabalho identifica os elementos da arquitetura grega, romana, medieval cristã, muçulmana, renascentista, pré-colombiana e barroca que foram naturalmente selecionados, sintetizados e re-elaborados em sua implementação na cidade ibero-americana. Uma tipologia de malhas urbanas é proposta e, a partir da observação e redesenho de plantas urbanas do período colonial, o trabalho analisa e classifica 21 assentamentos produzidos pela colonização espanhola e portuguesa A análise mostra que a cidade colonial ibero-americana constitui de fato um tipo especifico dentro da categoria maior de cidade tradicional, anterior ao movimento moderno. Por ser uma cidade nova, tem implícita na sua gênese a atividade de planejamento. O traçado em malha é o instrumento regulador essencial. Em seu processo de adaptação às determinantes locais, na busca de uma ordem espacial, o traçado em malha passa por diferentes graus de deformação geométrica, o que condiciona a forma e o posicionamento das partes, ou seja, dos elementos da arquitetura urbana - a praça, a rua, o quarteirão, os edifícios singulares e a estrutura predial de tipos recorrentes de edificação -, gerando assim grande diversidade e riqueza de situações espaciais. O trabalho compara as cidades coloniais espanhola e a portuguesa e consta o predomínio das similaridades pelo fato de terem a malha como denominador comum. As diferenças mais relevantes ficam por conta das implantações, das adaptações ao contexto e de outras circunstâncias específicas, não constituindo fator determinante serem elas espanholas ou portuguesas.

Dinâmica de paredes de domínios magnéticos : um estudo através da impedanciometria

Neste trabalho é apresentado um estudo sobre a dinâmica de paredes de domínios através de medidas de impedanciometria. É proposto um método que permite a obtenção dos seguintes parâmetros das amostras estudadas: mobilidade e velocidade crítica das paredes, largura dos domínios e de suas paredes, densidade de energia de parede e constante efetiva de troca. Todas essas informações são obtidas a partir do espectro em freqüência da permeabilidade e de relações apropriadas entre a permeabilidade e a impedância complexa. O elo de ligação entre essas quantidades é feita através do efeito da profundidade de penetração, cuja definição inclui a freqüência, a resistividade e a permeabilidade do material. O método foi aplicado ao estudo de dois tipos diferentes de materiais, (i) (110)[001]FeSi3%, policristalino e altamente texturizado com tamanho de grãos bastante grande (~ 5 mm) e (ii) amostras nanocristalinas obtidas através do recozimento de fitas amorfas de Fe73.5Cu1Nb3Si16.5B6. Enquanto o primeiro sistema foi utilizado para se fazer uma comparação entre os parâmetros aqui obtidos com aqueles de outros autores e técnicas, o segundo foi estudado em termos das modificações da anisotropia magnética associadas ao alívio das tensões internas com a temperatura de recozimento.

Sistemas locais de inovação : estudo de estratégias de planejamento regional (parques e pólos tecnológicos intra-urbanos)

Com o objetivo de melhor se adaptar ao ambiente de competição (informacional) global, que se estrutura e se impõe a partir de uma ´divisão inter-regional do trabalho´, as regiões tendem a desenvolver estratégias de planejamento regional e urbano com o objetivo de impulsionar o parque produtivo informacional local. Intentam desta maneira compôr mecanismos locais que permitam a formação de um Sistema Local de Inovação, baseado na interação sinergética entre os atores sociais. Esta articulação regional trabalha em diversas esferas espaciais (e consequentemente temporais), uma vez que a fluida lógica estrutural do sistema informacional global (´espaço de fluxos´) difere dos mecanismos locais de articulação, pois estes estão ligados teluricamente às tradições culturais (´espaço de lugares´). Segundo Castells, o ´espaço de fluxos´ é definido como sendo um sistema de alcance global estruturado em redes (nós e eixos) permeadas por informações que circulam (eletronicamente) instantaneamente. Porém a dinâmica do sistema é gerada a partir do historicamente construído ´espaço de lugares´(local), articulado reflexivamente a partir da ação de três instituições internas (reconhecidas pelo modelo da Hélice Tripla como: universidades, empresas e governo). De maneira geral, podemos observar que a universidade, enquanto instituição empreendedora e voltada para a produção de inovações informacionais, passa a exercer importante função catalisadora deste processo de organização das forças produtivas regionais (a nível de ´espaço de lugares´) Reconhecendo que há uma tendência à incompatibilidade entre as esferas espaciais de articulação citadas (embora elas tenham uma existência ativa), esta dissertação irá sugerir a pertinência da observação de uma articulação espacial híbrida, tanto global-informacional quanto local-cultural (denominada ´espaço híbrido´), atuando estrategicamente na construção dos Sistemas Locais de Inovação. Desta maneira, com a finalidade de estruturar espacialmente os Sistemas Locais de Inovação, uma das principais estratégias que o planejador regional dispõe é a da formação e potencialização de clusters espaciais de inovação, na forma de programas de criação de pólos e/ou parques tecnológicos (e/ou tecnópoles). Tendo como objetivo a criação de um processo produtivo local sinergético e informacional, são projetadas e aplicadas políticas industriais e urbanas de longo prazo que buscam retirar o máximo possível da proximidade espacial existente e/ou induzida. Como estudo de caso, serão analisados projetos intra-urbanos atuantes nas áreas das Ciências da Vida. Inicialmente serão apresentados quatro casos internacionais, para por fim serem comparados ao projeto Porto Alegre Tecnópole (e em especial ao projeto Cidade Saúde de Porto Alegre).

Morfologia, transformação e co-presença em centros urbanos : o caso do centro do Rio de Janeiro / RJ

O presente trabalho é um estudo da evolução da configuração espacial do Centro da Cidade do Rio de Janeiro, feita a partir da metodologia da sintaxe espacial. O objetivo da pesquisa é analisar, ao longo de quatro séculos (XVII, XVIII, XIX e XX), as transformações morfológicas que ocorreram na estrutura urbana da área central de uma das cidades do Brasil que viveu mais intensamente as mudanças políticas e econômicas que ocorreram na formação nacional; e avaliar, no presente, em que medida as expectativas de co-presença, o movimento de pedestres e a dispersão de usos econômicos do solo, em 4 frações representativas do Centro (morro de Conceição, Lapa, Central do Brasil e centro de negócios) avaliadas empiricamente, estão correlacionadas com as medidas sintáticas obtidas a partir da descrição de seus padrões espaciais. O foco da descrição e das correlações, é discutir o processo de formação e consolidação da centralidade urbana, e a dinâmica de apropriação social do espaço, vinculada às expectativas das possibilidades e tipos de encontros entre as diferentes categorias sociais, que reconhecem ali, o centro simbólico e funcional de suas vidas social e espacial.

Análise estática e dinâmica, linear e não-linear geométrica, através de elementos hexaédricos de oito nós com um ponto de integração

Para a análise estática e dinâmica, linear e não-linear de placas, cascas e vigas, implementa-se neste trabalho o elemento hexaédrico com integração reduzida, livre de travamento volumétrico e travamento de cisalhamento e que não apresenta modos espúrios. Na formulação do elemento, utiliza-se apenas um ponto de integração. Desta forma, a matriz de rigidez é dada de forma explícita e o tempo computacional é significativamente reduzido, especialmente em análise não-linear. Os modos espúrios são suprimidos através de um procedimento de estabilização que não exige parâmetros especificados pelo usuário. Para evitar o travamento de cisalhamento, desenvolve-se o vetor de deformações num sistema co-rotacional e remove-se certos termos não constantes nas componentes de deformações de cisalhamento. O travamento volumétrico é resolvido fazendo-se com que a parte dilatacional (esférica) da matriz gradiente seja avaliada apenas no ponto central do elemento. Como a eliminação do travamento de cisalhamento depende de uma abordagem no sistema local, emprega-se um procedimento co-rotacional para obter o incremento de deformação no sistema local e atualizar os vetores de tensões e forças internas na análise não-linear Para a solução das equações de equilíbrio na análise estática, utilizam-se métodos diretos baseados na eliminação de Gauss ou métodos iterativos de Gradientes Conjugados Precondicionado elemento-por-elemento (EBE). Para a análise dinâmica, as equações de equilíbrio são integradas através do método explícito de Taylor-Galerkin ou do método implícito de Newmark. Através de exemplos numéricos demonstra-se a eficiência e o potencial do elemento tridimensional na análise de casca, placas e vigas submetidas a grandes deslocamentos e grande rotações. Os resultados são comparados com trabalhos que utilizam elementos clássicos de placa e casca.

Adaptação dinâmica do timeout de detectores de defeitos através do uso de séries temporais

Uma aplicação distribuída freqüentemente tem que ser especificada e implementada para executar sobre uma rede de longa distância (wide-área network-WAN), tipicamente a Internet. Neste ambiente, tais aplicações são sujeitas a defeitos do tipo colapso(falha geral num dado nó), teporização (flutuações na latência de comunicação) e omissão (perdas de mensagens). Para evitar que este defeitos gerem comseqüências indesejáveis e irreparáveis na aplicação, explora-se técnicas para tolerá-los. A abstração de detectores de defeitos não confiáveis auxilia a especificação e trato de algoritmos distribuídos utilizados em sistemas tolerantes a falhas, pois permite uma modelagem baseada na noção de estado (suspeito ou não suspeito) dos componentes (objetos, processo ou processadores) da aplicação. Para garantir terminação, os algoritmos de detecção de defeitos costumam utilizar a noção de limites de tempo de espera (timeout). Adicionalmente, para minimizar seu erro (falasas suspeitas) e não comprometer seu desempenho (tempo para detecção de um defeito), alguns detectores de defeitos ajustam dinamicamente o timeout com base em previsões do atraso de comunicação. Esta tese explora o ajuste dinâmico do timeout realizado de acordo com métodos de previsão baseados na teoria de séries temporais. Tais métodos supõem uma amostragem periódica e fornececm estimativas relativamente confiáveis do comportamento futuro da variável aleatória. Neste trabalho é especificado uma interface para transformar uma amostragem aperiódica do atraso de ida e volta de uma mensagem (rtt) numa amostragem periódica, é analisado comportamento de séries reais do rtt e a precisão dee sete preditores distintos (três baseados em séries temporais e quatrro não), e é avaliado a influência destes preditores na qualidade de serviço de um detector de defeitos do estilopull. Uma arquitetura orientada a objetos que possibilita a escolha/troca de algoritmos de previsão e de margem de segurança é também proposta. Como resultado, esta tese mostra: (i) que embora a amostragem do rtt seja aperiódica, pode-se modelá-la como sendo uma série temporal (uma amostragem periódica) aplciando uma interface de transformação; (ii) que a série temporal rtt é não estacionária na maioria dos casos de teste, contradizendo a maioria das hipóteses comumente consideradas em detectores de defeitos; (iii) que dentre sete modelos de predição, o modelo ARIMA (autoregressive integrated moving-average model) é o que oferece a melhor precisão na predição de atrasos de comunicação, em termos do erro quadrático médio: (iv) que o impacto de preditores baseados em séries temporais na qualidade de serviço do detector de defeitos não significativo em relação a modelos bem mais simples, mas varia dependendo da margem de segurança adotada; e (v) que um serviço de detecção de defeitos pode possibilitar a fácil escolha de algoritmos de previsão e de margens de segurança, pois o preditor pode ser modelado como sendo um módulo dissociado do detector.