Uma Simulação computacional do passeio aleatório simples

Em 1828 foi observado um fenômeno no microscópio em que se visualizava minúsculos grãos de pólen mergulhados em um líquido em repouso que mexiam-se de forma aleatória, desenhando um movimento desordenado. A questão era compreender este movimento. Após cerca de 80 anos, Einstein (1905) desenvolveu uma formulação matemática para explicar este fenômeno, tratado por movimento Browniano, teoria cada vez mais desenvolvida em muitas das áreas do conhecimento, inclusive recentemente em modelagem computacional. Objetiva-se pontuar os pressupostos básicos inerentes ao passeio aleatório simples considerando experimentos com e sem problema de valor de contorno para melhor compreensão ao no uso de algoritmos aplicados a problemas computacionais. Foram explicitadas as ferramentas necessárias para aplicação de modelos de simulação do passeio aleatório simples nas três primeiras dimensões do espaço. O interesse foi direcionado tanto para o passeio aleatório simples como para possíveis aplicações para o problema da ruína do jogador e a disseminação de vírus em rede de computadores. Foram desenvolvidos algoritmos do passeio aleatório simples unidimensional sem e com o problema do valor de contorno na plataforma R. Similarmente, implementados para os espaços bidimensionais e tridimensionais,possibilitando futuras aplicações para o problema da disseminação de vírus em rede de computadores e como motivação ao estudo da Equação do Calor, embora necessita um maior embasamento em conceitos da Física e Probabilidade para dar continuidade a tal aplicação.

Estudo do comportamento estrutural e análise de conforto humano de edifícios de concreto armado.

Atualmente, os projetos de edifícios altos necessitam cada vez mais de sistemas estruturais simples, que agilizem sua montagem, reduzindo os custos e promovendo maior flexibilidade de utilização para os espaços construídos. Com essa finalidade, estruturas com poucas vigas vêm sendo muito utilizadas. Entretanto, o sistema estrutural com poucas vigas pode ocasionar dois tipos de problemas, relacionados entre si, a saber: diminuição do sistema de contraventamento da edificação e vibrações excessivas. Portanto, é fundamental, nesses casos, a verificação da estabilidade global da estrutura, utilizando índices de sensibilidade além de outros parâmetros de projeto, como também, o desenvolvimento de um estudo minucioso acerca do conforto humano da edificação. Assim sendo, neste trabalho de pesquisa foram investigados quatro modelos estruturais de edifícios altos de concreto armado, com base no estudo da variação entre o número de pavimentos e a quantidade de vigas existentes em cada modelo, objetivando-se verificar quais os efeitos que tais variações podem vir a gerar sobre a estabilidade global e, bem como, sobre o conforto humano dos sistemas estruturais investigados. A modelagem numérica dos edifícios em estudo foi realizada através do emprego do programa ANSYS e, para tal, foram utilizadas técnicas básicas de discretização, por meio do método dos elementos finitos. As conclusões alcançadas ao longo da investigação versam acerca do estudo da resposta estrutural estática e dinâmica dos edifícios, no que diz respeito as variações dos valores dos parâmetros de instabilidade, dos valores dos deslocamentos e esforços, e, bem como, dos níveis de conforto humano de cada modelo estrutural analisado.

Modelos de agrupamento e classificação para os bairros da cidade do Rio de Janeiro sob a ótica da Inteligência Computacional: Lógica Fuzzy, Máquinas de Vetores Suporte e Algoritmos Genéticos

A partir de 2011, ocorreram e ainda ocorrerão eventos de grande repercussão para a cidade do Rio de Janeiro, como a conferência Rio+20 das Nações Unidas e eventos esportivos de grande importância mundial (Copa do Mundo de Futebol, Olimpíadas e Paraolimpíadas). Estes acontecimentos possibilitam a atração de recursos financeiros para a cidade, assim como a geração de empregos, melhorias de infraestrutura e valorização imobiliária, tanto territorial quanto predial. Ao optar por um imóvel residencial em determinado bairro, não se avalia apenas o imóvel, mas também as facilidades urbanas disponíveis na localidade. Neste contexto, foi possível definir uma interpretação qualitativa linguística inerente aos bairros da cidade do Rio de Janeiro, integrando-se três técnicas de Inteligência Computacional para a avaliação de benefícios: Lógica Fuzzy, Máquina de Vetores Suporte e Algoritmos Genéticos. A base de dados foi construída com informações da web e institutos governamentais, evidenciando o custo de imóveis residenciais, benefícios e fragilidades dos bairros da cidade. Implementou-se inicialmente a Lógica Fuzzy como um modelo não supervisionado de agrupamento através das Regras Elipsoidais pelo Princípio de Extensão com o uso da Distância de Mahalanobis, configurando-se de forma inferencial os grupos de designação linguística (Bom, Regular e Ruim) de acordo com doze características urbanas. A partir desta discriminação, foi tangível o uso da Máquina de Vetores Suporte integrado aos Algoritmos Genéticos como um método supervisionado, com o fim de buscar/selecionar o menor subconjunto das variáveis presentes no agrupamento que melhor classifique os bairros (Princípio da Parcimônia). A análise das taxas de erro possibilitou a escolha do melhor modelo de classificação com redução do espaço de variáveis, resultando em um subconjunto que contém informações sobre: IDH, quantidade de linhas de ônibus, instituições de ensino, valor m médio, espaços ao ar livre, locais de entretenimento e crimes. A modelagem que combinou as três técnicas de Inteligência Computacional hierarquizou os bairros do Rio de Janeiro com taxas de erros aceitáveis, colaborando na tomada de decisão para a compra e venda de imóveis residenciais. Quando se trata de transporte público na cidade em questão, foi possível perceber que a malha rodoviária ainda é a prioritária

Estudo de porosidade por processamento de imagens aplicada a patologias do concreto

A reação álcali-agregado - RAA é uma patologia de ação lenta que tem sido observada em construções de concreto capaz de comprometer suas estruturas. Sabe-se que a reação álcali-agregado é um fenômeno bastante complexo em virtude da grande variedade de rochas na natureza que são empregadas como agregados no preparo do concreto, podendo cada mineral utilizado afetar de forma distinta a reação ocorrida. Em função dos tipos de estrutura, das suas condições de exposição e dos materiais empregados, a RAA não se comporta sempre da mesma forma, em virtude disto a pesquisa constante neste tema é necessária para o meio técnico e a sociedade. Pesquisas laboratoriais, empíricas e experimentais tem sido rotina em muitos dos estudos da RAA dada ainda à carência de certas definições mais precisas a respeito dos métodos de ensaio, mas também em função da necessidade do melhor conhecimento dos materiais de uso em concretos como os agregados, cimentos, adições, aditivos entre outros e do comportamento da estrutura. Embora técnicas de prevenção possam reduzir significativamente a incidência da RAA, muitas estruturas foram construídas antes que tais medidas fossem conhecidas, havendo no Brasil vários casos de estruturas afetadas, sendo custosos os reparos dessas estruturas. Em estudos recentes sobre o tamanho das partículas de álcali-agregado e sua distribuição foi concluído que o tamanho do agregado está relacionado com o potencial danoso da RAA. Existem ainda indícios de que o tamanho e a distribuição dos poros do concreto também sejam capazes de influenciar o potencial reativo do concreto. Neste trabalho desenvolvemos um Sistema de Visão Artificial (SVA) que, com o uso de técnicas de Processamento de Imagens, é capaz de identificar em imagens de concreto, agregado e poros que atendam em sua forma, às especificações do usuário, possibilitando o cálculo da porosidade e produzindo imagens segmentadas à partir das quais será possível extrair dados relativos à geometria desses elementos. Serão feitas duas abordagens para a obtenção das imagens, uma por Escâner Comercial, que possui vantagens relacionadas à facilidade de aquisição do equipamento, e outra por micro tomógrafo. Uma vez obtidas informações sobre as amostras de concreto, estas podem ser utilizadas para pesquisar a RAA, comparar estruturas de risco com estruturas antigas de forma a melhorar a previsão de risco de ocorrência, bem como serem aplicadas a outras no estudo de outras patologias do concreto menos comuns no nosso país, como o efeito gelo/degelo.

Desenvolvimento de ferramenta computacional para metrologia com microtomografia computadorizada

Esta tese apresentada uma proposta de desenvolvimento de uma ferramenta computacional para metrologia com microtomografia computadorizada que possa ser implantada em sistemas de microtomógrafos convencionais. O estudo concentra-se nas diferentes técnicas de detecção de borda utilizadas em processamento de imagens digitais.Para compreender a viabilidade do desenvolvimento da ferramenta optou-se por utilizar o Matlab 2010a. A ferramenta computacional proposta é capaz de medir objetos circulares e retangulares. As medidas podem ser horizontais ou circulares, podendo ser realizada várias medidas de uma mesma imagem, uma medida de várias imagens ou várias medidas de várias imagens. As técnicas processamento de imagens digitais implementadas são a limiarização global com escolha do threshold manualmente baseado no histograma da imagem ou automaticamente pelo método de Otsu, os filtros de passa-alta no domínio do espaço Sobel, Prewitt, Roberts, LoG e Canny e medida entre os picos mais externos da 1 e 2 derivada da imagem. Os resultados foram validados através de comparação com os resultados de teste realizados pelo Laboratório de Ensaios Mecânicos e Metrologia (LEMec) do Intstituto Politécnico do Rio de Janeiro (IPRJ), Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Nova Friburdo- RJ e pelo Serviço Nacional da Indústria Nova Friburgo (SENAI/NF). Os resultados obtidos pela ferramenta computacional foram equivalentes aos obtidos com os instrumentos de medição utilizados, demonstrando à viabilidade de utilização da ferramenta computacional a metrologia.

Revista Brasileira de Estudos Pedagógicos: mapeamento e problematização do conceito de ciência na pesquisa educacional (1944-1971)

Nos primeiros anos em que a pesquisa educacional foi sistematizada, a Revista Brasileira de Estudos Pedagógicos foi o principal meio de divulgação do campo educacional e um importante instrumento de debate sobre a política em torno da ciência, da pesquisa educacional e da prática educativa. A revista continua sendo um órgão oficial do governo federal e de divulgação das ações de um instituto criado com o objetivo de difundir pesquisas: o Instituto Nacional de Estudos Pedagógicos (Inep). Naquele primeiro momento o Inep esteve a cargo de dois importantes educadores: Manuel Bergström Lourenço Filho e Anísio Spínola Teixeira, que orientaram o desenvolvimento da pesquisa em educação. Estes personagens se envolveram numa bandeira política e epistemológica e os artigos da revista ressaltavam suas ideias. O objetivo desta dissertação é identificar qual conceito de ciência estava presente quando a pesquisa educacional brasileira antes da criação dos cursos de pós-graduação. Foram selecionados 37 artigos entre os anos de 1944 e 1971. Estes artigos foram analisados com base nas concepções epistemológicas e diante da linha teórica da história dos conceitos. Como resultado desta pesquisa foi verificado que não houve dominância de nenhuma concepção epistemológica, mas a maior parte foi considerada dentro da perspectiva historicista. Diferentemente do que era esperado, nos artigos que trouxeram um panorama sobre pesquisa e ciência, houve opiniões divergentes a dos diretores da revista, mas o pensamento deles é destacado, inclusive, justificando muitas das ações realizadas pelo instituto. Foram observados diversos aspectos associados ao conceito de ciência, entre eles a eleição de prioridades e a ênfase na pesquisa prática, com alguns autores buscando um caráter mais imediatista e metodológico e outros defendendo a prática com embasamento teórico, sob a perspectiva social. Além do empenho para que a produção de pesquisas fosse realizada nas universidades, com o aporte de condições necessárias e da discussão sobre cientificidade da pesquisa educacional. Após 1964, o periódico publicou artigos que abordavam a educação como investimento, inseridas na tendência tecnicista, onde a função da pesquisa seria detectar de que forma otimizar os custos e qual seria a forma de propaganda mais eficaz para aumentar o número de matrículas. Porém, a revista ainda contava com influência de Anísio Teixeira e mesmo durante a ditadura militar realizou críticas às ações de repressão aos institutos e centros de pesquisa. A publicação do pensamento destes pesquisadores na RBEP permitiu que muitas destas questões fossem ampliadas, alcançando um impacto maior na sociedade. A maior parte dos artigos expôs a opinião de cientistas renomados e dos principais funcionários do Inep sobre quais deveriam ser as prioridades da pesquisa educacional em prol do progresso do país. Muitas das reivindicações publicadas se tornaram conquistas mantidas atualmente

Formação de Formadores e Educação Superior na cibercultura: itinerâncias de Grupos de Pesquisa no Facebook

Esta tese origina-se da pesquisa de doutoramento na Universidade do Estado do Rio de Janeiro UERJ - Proped e tem como objetivo compreender a formação do formador no contexto da cibercultura e como este vem estruturando sua atuação na docência universitária. Este trabalho faz parte do eixo 2 da Pesquisa Institucional A cibercultura na era das redes sociais e da mobilidade: novas potencialidades para a formação de professores. O campo da pesquisa foi a rede social Facebook. Constituíram-se praticantes da pesquisa seis professores-formadores do ProPEd e seus orientandos. A pertinência desta pesquisa inscreveu-se num amplo movimento da perspectiva epistemológica da multirreferencialidade com os cotidianos e pelo método atualizado da pesquisa-formação. A intenção primeira deste trabalho consistiu em mapear as experiências e itinerâncias do formador em suas práticas cotidianas nos espaçostempos da cibercultura. Tencionamos que a sistematização de ambiências formativas articulando o espaço da universidade e das redes sociais criou redes de docência e aprendizagem. Como dispositivos de pesquisa, lançamos mão de oficinas, interações nas redes sociais, conversas, participação nos grupos de pesquisa. A tese revela que a formação do formador na cibercultura forja outros espaçostempos de pesquisa acadêmica e de criação de dispositivos online. Revela também que os usos do digital em rede pelos praticantes da pesquisa fizeram emergir processos de orientação coletiva, de experiências formadoras e de articulação da interface cidadeuniversidade, estabelecendo outros sentidos para a prática pedagógica e para a pesquisa acadêmica

Pesquisa-design formação: uma proposta metodológica para a produção de Recursos Educacionais Abertos na cibercultura

Essa pesquisa inspirou-se nos movimentos sociais recentes relacionados à abertura de materiais digitais para compartilhamento, (re) uso e remixagem no ciberespaço. Assim, partimos da seguinte problemática: como desenvolver atos de currículo capazes de contribuir para a produção de Recursos Educacionais Abertos (REA) para a docência e aprendizagem na cibercultura? O objetivo foi desenvolver um dispositivo-metodológico como ato de currículo que atualiza a pesquisa-formação para o design de situações de aprendizagemensino e de artefatos pedagógicos que contemplem a autoria dos praticantes culturais. Para atingir o proposto, foi desenvolvido um dispositivo que atualiza o método da pesquisa-formação para a docência e aprendizagem na cibercultura (SANTOS, 2005; 2014) com alguns princípios da pesquisa-design (GRAVEMEIJER; COBB, 2006; van den AKKER, 1999; BROWN, 1992; COLLINS, 1992; NEWMAN, 1990; KELLY, 2003; RAMOS; STRUCHINER, 2008) para propiciar a produção de artefatos digitais utilizando os recursos oferecidos pelas plataformas da Web 2.0. A pesquisa-design formação, como método e o design interativo aberto como dispositivo, foram criados com o objetivo de sistematizar o processo de construção e implementação de atos de currículos e arquitetar percursos abertos em plataformas da Web 2.0. A metodologia proposta parte da bricolagem da pesquisa-formação multirreferencial na cibercultura com a pesquisa-design. A pesquisa está estruturada em quatro conceitos-tema importantes: a) educar na cibercultura: mídias em destaque; b) Design na Web 2.0: faça você mesmo e de preferência acompanhado; c) Professor-autor e a sua construção epistemológica e metodológica, e; d) Professor-autor em formação: enunciação, negociação e autoria. Essa pesquisa revelou alguns achados nas dimensões referente ao design como produto e processo, método e atos de currículo, que têm a intenção de contribuir para: a) a sistematização de processos de aprendizagemensino, promovendo a produção de artefatos digitais abertos por professores e alunos; b) o design estrutural e proposicional das atividades pedagógicas; c) a formação de sujeitos-autores na cibercultura. Portanto, esta pesquisa contribuiu para a autorização e autonomização dos praticantes culturais através da metodologia pesquisa-design formação bem como a disponibilização de materiais digitais abertos na cibercultura.

Implementação paralelizada de métodos de resolução de sistemas algébricos na simulação de reservatórios de gás

Desde a década de 1960, devido à pertinência para a indústria petrolífera, a simulação numérica de reservatórios de petróleo tornou-se uma ferramenta usual e uma intensa área de pesquisa. O principal objetivo da modelagem computacional e do uso de métodos numéricos, para a simulação de reservatórios de petróleo, é o de possibilitar um melhor gerenciamento do campo produtor, de maneira que haja uma maximização na recuperação de hidrocarbonetos. Este trabalho tem como objetivo principal paralelizar, empregando a interface de programação de aplicativo OpenMP (Open Multi-Processing), o método numérico utilizado na resolução do sistema algébrico resultante da discretização da equação que descreve o escoamento monofásico em um reservatório de gás, em termos da variável pressão. O conjunto de equações governantes é formado pela equação da continuidade, por uma expressão para o balanço da quantidade de movimento e por uma equação de estado. A Equação da Difusividade Hidráulica (EDH), para a variável pressão, é obtida a partir deste conjunto de equações fundamentais, sendo então discretizada pela utilização do Método de Diferenças Finitas, com a escolha por uma formulação implícita. Diferentes testes numéricos são realizados a fim de estudar a eficiência computacional das versões paralelizadas dos métodos iterativos de Jacobi, Gauss-Seidel, Sobre-relaxação Sucessiva, Gradientes Conjugados (CG), Gradiente Biconjugado (BiCG) e Gradiente Biconjugado Estabilizado (BiCGStab), visando a uma futura aplicação dos mesmos na simulação de reservatórios de gás. Ressalta-se que a presença de heterogeneidades na rocha reservatório e/ou às não-linearidades presentes na EDH para o escoamento de gás aumentam a necessidade de métodos eficientes do ponto de vista de custo computacional, como é o caso de estratégias usando OpenMP.

Projeto Florestas na Embrapa: estratégias de consolidação da imagem da pesquisa florestal: relatório de atividades do plano de ação 1.

2008

TabVida: sistema computacional para cálculo de parâmetros biológicos e de crescimento populacional de afídeos.

2010

Tecnologia de sementes de forrageiras tropicais: demandas estratégicas de pesquisa.

A produção de sementes de forrageiras tropicais representa um importante segmento da indústria de sementes no Brasil e há a necessidade do estabelecimento de prioridades para aumentar a eficiência do setor. Neste documento estão apresentados os resultados da discussão efetuada pelo grupo de trabalho reunido durante o Workshop "Tecnologia de Sementes de Forrageiras Tropicais: Demandas Estratégicas de Pesquisa", realizado pela Embrapa Gado de Corte em abril de 2008. As demandas de pesquisa discutidas e consideradas prioritárias foram pertinentes a vários aspectos da produção e tecnologia de sementes de forrageiras tropicais, da semeadura ao processamento, bem como ao armazenamento e análises laboratoriais.

Aplicações da proteômica na pesquisa vegetal.

A Proteômica surgiu como uma das vertentes da era pós-genômica e vem contribuindo significativamente para o entendimento global e integrado do sistema biológico. O estudo do proteoma envolve todo o conjunto de proteínas expresso pelo genoma de uma célula, como também pode ser direcionado somente àquelas que se expressam diferencialmente em condições específicas. Proteômica dedica-se também ao conjunto de isoformas de proteínas e modificações pós-traducionais, às interações entre elas, bem como à descrição estrutural de moléculas e seus complexos. Esta revisão apresenta as principais tecnologias empregadas em estudos proteômicos, e faz um levantamento de trabalhos recentes que utilizaram abordagens proteômicas para a identificação de genes e rotas envolvidos na resposta da planta a estresses bióticos e abióticos. Finalmente, são discutidos aspectos do potencial do emprego da proteômica na compreensão de questões biológicas complexas e no melhoramento genético de plantas na busca de genótipos superiores.

Tecnologia de sementes de forrageiras tropicais: demandas estratégicas de pesquisa.

A produção de sementes de forrageiras tropicais representa um importante segmento da indústria de sementes no Brasil e há a necessidade do estabelecimento de prioridades para aumentar a eficiência do setor. Neste documento estão apresentados os resultados da discussão efetuada pelo grupo de trabalho reunido durante o Workshop "Tecnologia de Sementes de Forrageiras Tropicais: Demandas Estratégicas de Pesquisa", realizado pela Embrapa Gado de Corte em abril de 2008. As demandas de pesquisa discutidas e consideradas prioritárias foram pertinentes a vários aspectos da produção e tecnologia de sementes de forrageiras tropicais, da semeadura ao processamento, bem como ao armazenamento e análises laboratoriais.

Prioridades de pesquisa com a cultura da alfafa no Brasil.

Áreas prioritárias de pesquisa com alfafa ; Melhoramento vegetal ; Produção de sementes ; Pastejo em alfafa ; Irrigação ; Controle de plantas daninhas ; Rotação de culturas ; Nutrição e adubação ; Pragas e doenças ; Avaliação econômica ; Priorização de linhas de pesquisa em alfafa.