Otimização da programação das limpezas em redes de trocadores de calor utilizando técnicas de programação matemática

Redes de trocadores de calor são bastante utilizadas na indústria química para promover a integração energética do processo, recuperando calor de correntes quentes para aquecer correntes frias. Estas redes estão sujeitas à deposição, o que causa um aumento na resistência à transferência de calor, prejudicando-a. Uma das principais formas de diminuir o prejuízo causado por este fenômeno é a realização periódica de limpezas nos trocadores de calor. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver um novo método para encontrar a programação ótima das limpezas em uma rede de trocadores de calor. O método desenvolvido utiliza o conceito de horizonte deslizante associado a um problema de programação linear inteira mista (MILP). Este problema MILP é capaz de definir o conjunto ótimo de trocadores de calor a serem limpos em um determinado instante de tempo (primeiro instante do horizonte deslizante), levando em conta sua influência nos instantes futuros (restante do horizonte deslizante). O problema MILP utiliza restrições referentes aos balanços de energia, equações de trocadores de calor e número máximo de limpezas simultâneas, com o objetivo de minimizar o consumo de energia da planta. A programação ótima das limpezas é composta pela combinação dos resultados obtidos em cada um dos instantes de tempo.O desempenho desta abordagem foi analisado através de sua aplicação em diversos exemplos típicos apresentados na literatura, inclusive um exemplo de grande porte de uma refinaria brasileira. Os resultados mostraram que a abordagem aplicada foi capaz de prover ganhos semelhantes e, algumas vezes, superiores aos da literatura, indicando que o método desenvolvido é capaz de fornecer bons resultados com um baixo esforço computacional

Qualidade de vida das pessoas que vivem com o HIV/Aids no município de Rio das Ostras

Este estudo teve como objetivo geral analisar a qualidade de vida e suas representações em momentos distintos de diagnóstico entre pessoas que vivem com o HIV/aids, no município de Rio das Ostras, Rio de Janeiro. O estudo foi apoiado na teoria das representações sociais associada ao constructo da qualidade de vida. Realizou-se estudo quali-quantitativo, desenvolvido no Programa de DST, AIDS e Hepatites Virais do município de Rio das Ostras, tendo como sujeitos e amostra 100 pessoas que viviam com HIV/aids. A amostra foi estratificada, contando com 50 pessoas com tempo de diagnóstico de até 6 meses e 50 superior a 6 meses. A coleta de dados se deu através da aplicação de um questionário de caracterização socioeconômica e clínica, instrumento WHOQOL-HIV-Bref e entrevistas semiestruturadas, durante o período compreendido entre os meses de maio de 2013 a janeiro de 2014. Todos os sujeitos responderam aos dois primeiros instrumentos, e para as entrevistas foi constituída uma subamostra de 40 pessoas, igualmente distribuídas em dois grupos de acordo com o tempo de diagnóstico. A análise dos dados foi realizada através de estatística descritiva e inferencial utilizando o software SPSS 17.0. A análise das representações sociais foi apoiada pelo software Alceste 4.10. O grupo estudado caracterizou-se igualitariamente entre os sexos, com orientação religiosa evangélica (36%), média de idade de 37,6 anos, residentes no município de tratamento (89%), escolaridade fundamental e média incompleta (48%), empregados (65%), com renda pessoal média de R$ 1.077,00, com tempo de diagnóstico menor que quatro anos (68%), em uso de terapia antirretroviral (74%) e tempo de uso de terapia antirretroviral menor que quatro anos (52%). Os resultados da análise da qualidade de vida demonstraram que os escores dos domínios espiritualidade/religião/crenças pessoais (14,61) e relações sociais (14,52) apresentaram as maiores médias brutas, dentre aquelas com tendência positiva de avaliação. As médias mais baixas recaíram nos domínios nível de independência (13,77) e meio ambiente (13,29). Observou-se que o tempo de diagnóstico não interferiu nos escores de qualidade de vida da amostra. A representação da qualidade de vida revelou-se constituída por conteúdos associados às expectativas futuras, qualidade de vida frente ao diagnóstico, enfrentamento, uso do antirretroviral, transmissão e prevenção. Nesses conteúdos observou-se que essa representação compartilha significados, apontando para a hipótese de representação não autônoma em relação a representação social da aids. Conclui-se que o grupo possui mecanismos de adaptação à situação vivenciada, revelando percepção da necessidade de autocuidado e manutenção de uma rede de apoio alicerçada na espiritualidade/religiosidade e nas relações sociais, o que faz crer existir um caminhar progressivo para novos sistemas de interpretação, regendo relações mais positivas e objetivadas na representação social da qualidade de vida.

Mudanças de Estado e Multiplicadores Fiscais no Brasil entre 1999-2012

Este trabalho avalia o comportamento dos multiplicadores fiscais no Brasil entre 1999-2012. Para tanto, utiliza a metodologia desenvolvida por Sims, Waggoner e Zha (2008), que é um procedimento Bayesiano de estimação no qual os parâmetros do modelo mudam com alterações no estado da economia e os estados (regimes) seguem um processo de mudança de regime markoviano. Ou seja, foi estimado um modelo VAR Estrutural Bayesiano com mudança de regimes Markoviana (Markov Switching Structural Bayesian Vector Autoregression - MS-SBVAR). A base de dados é composta pelo consumo da administração pública, pela formação bruta de capital fixo da administração pública, pela carga tributária líquida e pelo Produto Interno Bruto (PIB), das três esferas do governo (federal, estadual, incluindo o Distrito Federal, e municipal). O software MATLAB/Dynare foi utilizado na estimação dos modelos e os resultados sugerem a ocorrência de 2 ou 3 regimes nos dois modelos que melhor se ajustaram aos dados. Os multiplicadores estimados apresentaram os sinais esperados e os diferentes tipos de multiplicadores fiscais calculados apresentaram valores maiores para a resposta do PIB a choques na formação bruta de capital fixo da administração pública que são eficazes, uma vez que possuem valores maiores do que um e impacto de longo prazo no PIB - quando comparado aos choques no consumo da administração pública, que possuem pouca persistência e são ineficazes (menores do que um), além de uma resposta negativa e persistente do PIB a choques na carga tributária líquida. Os resultados obtidos não indicam, ainda, multiplicadores fiscais maiores em regimes com maior variância nos resíduos do modelo.

Estimativa do custo da asma em tratamento ambulatorial especializado em unidade universitária no Sistema Único de Saúde

A asma é considerada um problema de saúde pública mundial. É necessário expandir o conhecimento sobre seus custos associados em diferentes regiões. O principal objetivo foi estimar os custos do tratamento da asma em uma população de asmáticos com diferentes níveis de gravidade, sob tratamento ambulatorial especializado. Os objetivos secundários foram analisar as características clínicas e sócio-econômicas da população e o custo incremental da associação com a rinite e infecções respiratórias (IR). Asmáticos ≥ 6 anos de idade com asma persistente foram incluídos consecutivamente de março de 2011 a setembro de 2012. Todos realizaram visitas clínicas de rotina com intervalos de 3-4 meses e 2 entrevistas com intervalos de 6 meses para coleta dados. Variáveis clínicas e dados primários sobre os custos da asma, rinite e infecções respiratórias (IR) foram coletados diretamente dos pacientes ou responsáveis (< 18 anos), sob uma perspectiva da sociedade. Os custos em reais foram convertidos em dólares usando a paridade do poder de compra em 2012 (US$ 1,00 = R$ 1,71). Cento e oito pacientes completaram o estudo, sendo 73,8% mulheres. A maioria (75,0%) reside no município do RJ, sendo que 60,1% destes moram longe da unidade de saúde. Rinite crônica estava presente em 83,3%, e mais da metade tinha sobrepeso ou obesidade, nos quais a prevalência de asma grave foi maior (p = 0,001). Metade ou mais dos trabalhadores e estudantes faltaram as suas atividades em decorrência da asma. A renda familiar mensal (RFM) média foi de US$ 915,90 (DP=879,12). O custo médio estimado da asma/rinite/IR foi de US$ 1.276,72 por paciente-ano (DP=764,14) e o custo médio específico da asma foi de US$ 1.140,94 (DP=760,87). Asmáticos obesos, graves ou não controlados tiveram maiores custos em comparação aos não obesos, moderados/leves e controlados (p <0,05 em todas as comparações). A população estudada tem nível sócio-econômico médio/baixo, alta prevalência de rinite crônica e de sobrepeso/obesidade. Maior peso e menor RFM foram mais frequentes entre os graves e não controlados, respectivamente. Asmáticos obesos, graves ou não controlados tiveram maiores custos. O custo incremental da rinite e IR foi de 12%. O custo médio da asma foi equivalente à metade do relatado na União Européia e nos Estados Unidos da América, e foi maior do que a média na região Ásia-Pacífico. Num cenário ideal, onde todos os asmáticos brasileiros recebessem tratamento no Sistema Único de Saúde de acordo com a Iniciativa Global para Asma, o custo total da asma seria equivalente a 3,4-4,5% e 0,4-0,6% do Produto Interno Bruto (PIB) da saúde e do PIB brasileiro, respectivamente. Estratégias de saúde pública com programas estruturados que facilitem o melhor controle da asma e estimulem a redução de peso poderão contribuir para reduzir os custos da doença, o que poderia tornar a oferta de tratamento medicamentoso gratuito para todos os asmáticos persistentes no SUS uma meta alcançável. Recomendamos estender este estudo de custo da asma para diferentes regiões do país.

Construção de quadrados mágicos pelo método do passo uniforme

Lehmer (1929) analisa matematicamente o método do passo uniforme para construção de quadrados mágicos de ordem impar. Ele divide sua análise em várias etapas. Na primeira delas, envolvendo a discussão de condições necessárias e suficientes para o preenchimento do quadrado pelo método, o autor afirma que se dois números guardarem entre si uma certa relação, eles serão designados a ocupar a mesma célula do quadrado causando seu não preenchimento. A análise do preenchimento pelo método do passo uniforme envolve a resolução de um sistema linear módulo n. Nesse trabalho, discutimos o comportamento das soluções desse sistema quando o método falha no preenchimento. Como consequência, concluímos que números que guardam a relação mencionada nunca ocupam a mesma célula. A análise das condições necessárias e suficientes para obter quadrados mágicos segundo a definição de Lehmer (1929) envolve a resolução de equações de congruências lineares a duas variáveis. Nesse trabalho, detalhamos os resultados de Lehmer (1929). A análise das condições necessárias e suficientes para obtenção de quadrados mágicos, como são reconhecidos usualmente, também envolve a resolução de equações de congruências lineares a duas variáveis. Discutimos o comportamento das soluções dessas equações para obter diagonais principais mágicas. Como consequência, mostramos que diagonais principais mágicas são obtidas se e somente se as coordenadas iniciais guardarem certas relações

Átomos hidrogenoides em espaços com dimensionalidade D6=3: os casos não relativístico e relativístico

A possibilidade da existência de átomos de hidrogênio estáveis em dimensões superiores a três é abordada. O problema da dimensionalidade é visto como um problema de Física, no qual relacionam-se algumas leis físicas com a dimensão espacial. A base da análise deste trabalho faz uso das equações de Schrödinger (não relativística) e de Dirac (relativística). Nos dois casos, utiliza-se a generalização tanto do setor cinemático bem como o setor de interação coulombiana para variar o parâmetro topológico dimensão. Para o caso não relativístico, os auto-valores de energia e as auto-funções são obtidas através do método numérico de Numerov. Embora existam soluções em espaços com dimensões superiores, os resultados obtidos no presente trabalho indicam que a natureza deve, de alguma maneira, se manifestar em um espaço tridimensional.

Análise do mercado sucroalcooleiro e das elasticidades preço e renda da demanda por etanol hidratado

Este trabalho tem como objetivo estudar o mercado de etanol combustível e estimar as elasticidades preço e renda da demanda de etanol hidratado, no Brasil, no período de janeiro de 2003 a setembro de 2012. O método econométrico utilizado para analisar os dados e obter os resultados referentes à estimativa dos parâmetros das equações de demanda foi a metodologia de Johansen. Baseado na teoria da demanda incluiu-se, num primeiro momento, como variáveis explicativas: o preço do bem, o preço do bem substituto e a renda, num segundo momento incluiu-se também a frota de veículos, estimando assim o modelo VAR/VEC. Os resultados encontrados foram significativos e estão de acordo com a teoria econômica, nos levando a concluir que a demanda por etanol é bem elástica ao preço do etanol e ao preço da gasolina. Antes de desenvolvermos o modelo, analisamos o mercado de cana-de-açúcar, de etanol e da commodity concorrente ao etanol, o açúcar. Destacando a preocupação com o meio ambiente e a importância do etanol como energia renovável.

Caracterização microestrutural e análise de tensões residuais pelo método do furo cego em tubo de seção quadrada com costura.

Tensões residuais são uma das principais causas de falhas em componentes mecânicos submetidos a processos de fabricação. O objetivo do trabalho foi medir as tensões residuais presentes em um tubo quadrado soldado por resistência elétrica de alta frequência e caracterizar microestruturalmente o seu material. Para a caracterização, foram utilizadas técnicas de microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise química quantitativa. Para a medição das tensões residuais, foi utilizado o método do furo cego, baseado na norma ASTM E837-08, onde rosetas (strain-gages) são coladas à peça para medir as deformações geradas devido à usinagem de um pequeno furo no local de medição. As deformações foram associadas às tensões residuais através de equações baseadas na Lei de Hooke. A caracterização revelou uma microestrutura composta basicamente de ferrita e perlita, típica de aços com baixo teor de carbono, corroborando com a especificação fornecida pelo fabricante. As tensões residuais encontradas foram trativas e mostraram-se elevadas, com alguns valores acima do limite de escoamento do material.

Experimentos numéricos para deposição de parafinas com modelo Multisólido

Este trabalho objetiva a construção de estruturas robustas e computacionalmente eficientes para a solução do problema de deposição de parafinas do ponto de vista do equilíbrio sólido-líquido. São avaliados diversos modelos termodinâmicos para a fase líquida: equação de estado de Peng-Robinson e os modelos de coeficiente de atividade de Solução Ideal, Wilson, UNIQUAC e UNIFAC. A fase sólida é caracterizada pelo modelo Multisólido. A previsão de formação de fase sólida é inicialmente prevista por um teste de estabilidade termodinâmica. Posteriormente, o sistema de equações não lineares que caracteriza o equilíbrio termodinâmico e as equações de balanço material é resolvido por três abordagens numéricas: método de Newton multivariável, método de Broyden e método Newton-Armijo. Diversos experimentos numéricos foram conduzidos de modo a avaliar os tempos de computação e a robustez frente a diversos cenários de estimativas iniciais dos métodos numéricos para os diferentes modelos e diferentes misturas. Os resultados indicam para a possibilidade de construção de arcabouços computacionais eficientes e robustos, que podem ser empregados acoplados a simuladores de escoamento em dutos, por exemplo.

O surgimento dos números irracionais

Este é um trabalho de pesquisa sobre um conjunto de números (irracionais) que é pouco trabalhado no ensino básico de matemática. Foi uma procura muito interessante e enriquecedora, pois encontrei matemáticos e historiadores com visões bem diferentes. Muitos deles não aceitavam este novo conjunto. Para Leopold Kronecker, só existia o conjunto dos números inteiros. Já para Cantor e Dedekind, o aparecimento dos irracionais foi extremamente importante para o desenvolvimento da matemática, abrindo novos horizontes. Menciono aqui um pouco da vida e da obra de alguns matemáticos que se envolveram com os números irracionais. Tratamos ainda da descoberta dos incomensuráveis, ou seja, como iniciou-se o problema da incomensurabilidade, e do retângulo áureo e sua importância em outras áreas. O trabalho mostra também dois grupos de números que não são mencionados quando ensinamos equações algébricas, que são os números algébricos e os números transcendentes, assim como teoremas essenciais para a prova da transcendência dos irracionais especiais e . Por fim, proponho uma aula para uma turma do 3 ano do Ensino Médio com o objetivo de mostrar a irracionalidade de alguns números, usando os teoremas pertinentes

Inflação em sistemas com fluidos de radiação com viscosidade e dissipação e análise de estabilidade

Este trabalho apresenta um estudo da estabilidade das equações da inflação morna com um fluido de radiação viscoso. A viscosidade do fluido é proveniente do constante decaimento de partículas neste, devido à dissipação do campo escalar da inflação, o ínflaton.Esta viscosidade, que pode ser volumar ou laminar, é tratada em termos de teorias termodinâmicas fora do equilíbrio. Este estudo se limita às equações de fundo da inflação morna, de modo que somente a viscosidade volumar tem um efeito significativo, sendo a viscosidade laminar importante somente no contexto de perturbações cosmológicas. A descrição da viscosidade em termos de uma termodinâmica fora do equilíbrio, porém, não pode ser realizada univocamente, pois a única informação que temos sobre processos irreversíveis é a segunda lei da termodinâmica. Portanto, parte-se em busca de teorias que estejam de acordo com esta lei e que, por argumentos plausíveis, sejam capazes de descrever o comportamento dos fluxos dissipativos próximo ao equilíbrio. O objetivo deste trabalho é estudar a estabilidade da inflação morna viscosa para teorias causais e não causais para o fluido de radiação com viscosidade, de forma que se possa observar o impacto da viscosidade no regime inflacionário e a relevância de se passar a considerar a causalidade. Para o fluido de radiação, as teorias consideradas são a teoria não causal de Eckart e as teorias causais de Israel-Stewart e de Denicol et al (hidrodinâmica dissipativa causal não linear). Obtém-se que as teorias causais, como era de se esperar, além de serem, por definição, consistentes no tocante à finitude da velocidade de propagação dos fluxos dissipativos, tornam o sistema dinâmico estável para valores de viscosidade mais distantes do equilíbrio. Observa-se também, nitidamente, que a teoria de Denicol et al é a mais robusta nesse sentido. Este trabalho, portanto, visa dar continuidade ao estudo dos efeitos não-isentrópicos na inflação, já que, além da dissipação do ínflaton na inflação morna, o impacto da viscosidade tem despertado bastante interesse.

Avaliação de ligações tubulares tipo T entre CHS com reforço tipo chapa.

Os perfis tubulares sem costura são utilizados em diversos países, principalmente devido às vantagens associadas à estética a sua elevada resistência à torção, cargas axiais e efeitos combinados. Canadá, Inglaterra, Alemanha e Holanda utilizam de forma veemente estas estruturas e possuem produção contínua e industrializada com alto nível de desenvolvimento tecnológico. O Brasil, porém, se limitava praticamente ao uso destes perfis nas coberturas espaciais. Devido ao aumento da utilização desses tipos de estruturas, fez-se necessário o aprofundamento dos estudos com métodos de análise coerentes para utilização de perfis tubulares, principalmente em relação às ligações, pois são consideradas regiões vulneráveis neste tipo de estrutura. Para atender a necessidade de normatização deste procedimento desenvolveu-se uma norma brasileira específica para o dimensionamento de estruturas em perfis tubulares. Considerando esta perspectiva, este trabalho apresenta uma análise de ligações tipo T com reforço tipo chapa com perfis tubulares circulares (CHS) para o banzo e para o montante efetuada com base na norma europeia, Eurocode 3, no CIDECT, na NBR 16239:2013 e ISO 14346. Desenvolveu-se no programa Ansys um modelo de elementos finitos para cada tipo de ligação analisada, calibrado e validado com resultados experimentais e numéricos existentes na literatura. Verificou-se a influência da compressão atuante no montante no comportamento global das ligações. As não-linearidades físicas e geométricas foram incorporadas aos modelos a fim de se mobilizar totalmente a capacidade resistente desta ligação. A nãolinearidade do material foi considerada através do critério de plastificação de von Mises através da lei constitutiva tensão versus deformação bilinear de forma a exibir um comportamento elasto-plástico com encruamento. A não-linearidade geométrica foi introduzida no modelo através da Formulação de Lagrange Atualizada. A análise dos esforços resistentes obtidos em comparação com os resultados do modelo numérico, apresentaram valores a favor da segurança no cálculo utilizando as equações de dimensionamento. Por fim um estudo para fatores de correção das equações de dimensionamento foi também proposto.

Colapso gravitacional na teoria de Hořava-Lifshitz no limite infravermelho

O objetivo desta tese é verificar se algumas soluções de matéria da teoria da relatividade geral também satisfazem as equações da teoria de Horava-Lifshitz no limite infravermelho. Para isso, partimos das soluções mais simples possíveis, tais como é o caso de um fluido de radiação nula e de poeira, conhecidas na relatividade geral, e encontramos que estas não correspondem a quaisquer soluções na teoria de gravitação de Hořava-Lifshitz para o limite de baixas energias, infravermelho, no qual esta teoria deveria se reduzir à anterior. Este resultado nos remete a novos desafios na direção de ajustes teóricos que permitam que esta teoria descreva corretamente tanto o cenário cosmológico quanto o de formação de estruturas, estáveis ou colapsadas. Para tornar o trabalho mais claro, é feita uma introdução à teoria de Hořava- Lifshitz, tema central deste trabalho, e como ela se acopla com a matéria.

O que os olhos veem, o coração sente: estudo sobre a detecção de malformação fetal na experiência de gestantes na Bahia.

Esta tese discute o impacto do Diagnóstico de Malformação fetal na experiência das gestantes usuárias do SUS na Bahia, destacando as noções de dia-gnosis e pro-gnosis desenvolvidas por Gross e Shuval (2008) de forma associada à medicina do risco no encontro médico-paciente. Destaca o discurso biomédico na formatação diagnóstica, as diferentes percepções de risco e o forte engajamento das usuárias frente às tecnologias pré-natais e intervenções cirúrgicas neonatais, caucionado na esperança de que o avanço da ciência seja capaz de reverter ou abrandar a condição do seu feto/bebê. È diante da responsabilização da mulher por não ter produzido um feto/bebê saudável, mas um feto/bebê malformado, que se observa a prevalência de normas culturais e de gênero que conferem à maternidade um lugar de autossacrificio, de dedicação e criação dos filhos, como também status social O espaço pré-natal é marcado pela ausência de discussão a respeito do prognóstico de tais condições, com a consequente busca pelas gestantes do conhecimento por meio da internet, da opinião do marido e da crença religiosa que servem de alicerce para lidar com a antecipação da deficiência. As gestantes acreditam ser este um desígnio de Deus, uma espécie de provação e uma prova de amor incondicional ao futuro filho com deficiência (que poderá ou não sobreviver). A maioria das gestantes, 20 entrevistadas, prefere, contudo, ter um filho com deficiência do que sofrer sua perda. Em outra vertente, a tese analisa a forma como se organiza o sistema de saúde quanto à detecção de uma malformação congênita, apontando a precariedade da rede de atenção básica quanto à qualificação dos profissionais e o devido encaminhamento referente ao serviço especializado. A tecnologia de visualização o ultrassom obstétrico é a primordial ferramenta para detecção de alguma alteração fetal, porém somente ocorre o esclarecimento do diagnóstico de malformação fetal no serviço público de referência em medicina fetal em Salvador, Bahia. Destaca-se a falta de uma política pública do Ministério da Saúde que norteie o desenvolvimento da medicina fetal no Brasil, haja vista os diferentes impactos diante das tecnologias de inovação em saúde que geram vulnerabilidades e desigualdades sociais. Enfatiza-se a necessidade de uma revisão quanto à regulamentação do uso do ultrassom obstétrico que impeça o uso abusivo ou sua omissão diante dos crescentes casos de anomalias congênitas.