[pt] Este estudo teve por objetivo refletir sobre estratégias para o design de materiais didáticos digitais direcionados à pós-graduação. Inúmeras investigações vêm sendo desenvolvidas sobre planejamento, desenvolvimento, qualidade e avaliação de materiais digitais com fins educacionais. Desses relatos, podemos evidenciar a importância da experimentação para aprimorar conhecimentos, identificar recursos em potencial e desenvolver habilidades para a proposição desses materiais. Sob essa perspectiva, a presente tese abordou o planejamento, a produção e a análise de materiais didáticos digitais para duas disciplinas oferecidas pelo Programa de Pós-graduação em Design da PUC-Rio. A pesquisa foi orientada a práticas que promovessem flexibilidade de produção e de uso dos materiais educacionais, permitindo ao professor maior autonomia sobre a sua atividade didática. As duas experiências analisadas apontam para o fato de que não se pode definir um modelo único para atender iniciativas de ensino voltadas para a pós-graduação. Cada demanda requer um planejamento específico, considerando a arquitetura pedagógica e as estratégias de ensino-aprendizagem. A investigação caracterizou-se como uma pesquisa do tipo exploratória com abordagem qualitativa, justificada pelo objeto de estudo que se encontra em um movimento de construção e experimentação a partir da realização de diversas experiências de criação e uso. A pesquisa buscou proporcionar uma ampliação dos referenciais existentes sobre a elaboração e análise de materiais educacionais, assim como contribuir como incentivo à reflexão sobre novos espaços virtuais para a produção de conhecimento na Pós-graduação em Design. / [en] This research had as objective to reflect on strategies for the design of digital learning materials aimed at post-graduate courses. Several investigations have been undertaken on planning, development, quality and evaluation of digital material for educational purposes. From these reports, we highlight the importance of experimentation to enhance knowledge, identify potential resources and skills for the proposition of these materials. From this perspective, this thesis addressed the design, production and analysis of digital learning materials for two courses offered by the Post-graduate Program in Design at PUC-Rio. The research was oriented towards practices that promote flexibility in production and use of educational materials, allowing greater autonomy to the teachers over their teaching activity. The two examined experiments point to the fact that it is not possible to define a single model for addressing educational initiatives aimed at graduate school. Each demand requires a specific plan, considering the pedagogical architecture and strategies for teaching and learning. The investigation was characterized as a exploratory research with qualitative approach, justified by the object of study that is in a movement of construction and experimentation from carrying out various experiments to create and use. The research sought to provide an expansion of existing references on the preparation and analysis of educational materials, as well as contributing as an incentive to reflect on new virtual spaces for the production of knowledge at the Post-graduate in Design.

[pt] Operações de posicionamento de tampão de cimento na indústria do petróleo representam um exemplo de escoamento dominado por efeitos gravitacionais. Essa situação é altamente instável visto que o cimento geralmente é mais denso que o fluido do poço e, como consequência, suas posições tendem a se inverterem. O presente estudo objetiva aprimorar a percepção dos mecanismos físicos associados às operações de tamponamento através da análise de escoamentos de inversão por gravidade. Com esta finalidade, executam-se experimentos de visualização com líquido mais denso posicionado sobre outro de menor densidade em tubo vertical. Ademais determina-se a velocidade da interface através do processamento e análise de imagens. A influência dos parâmetros governantes é averiguada sobre a velocidade de inversão e o regime de escoamento. A importância relativa entre as forças gravitacionais, viscosa, inercial e interfacial são avaliadas. A primeira etapa do estudo consiste na realização de experimentos com pares de fluidos newtonianos e imiscíveis com pequena diferença de densidade. Examinam-se dois regimes de escoamento, a saber gotas e slugs em queda. Os resultados experimentais demonstram que a velocidade terminal pode ser estimada por correlações empíricas de esferas rígidas em queda dentro de um tubo. A segunda etapa da pesquisa consiste na análise de escoamento de inversão por gravidade com fluido elasto viscoplástico tixotrópico sobre óleo newtoniano menos denso. Constatam-se três diferentes regimes de escoamento, denominados instável, quase-estável e estável (sem escoamento). O regime instável apresenta escoamento wavy core annular com o líquido mais denso no centro. No regime quase-estável há formação de plug flow após um tempo de retardo, que é função dos efeitos tixotrópicos e elásticos do material. Através da análise dos resultados experimentais é possível identificar, para um dado par de fluidos, a janela de operações no espaço de parâmetros governantes dentro da qual a velocidade de inversão é suficientemente baixa (ou nula) para assegurar o sucesso da operação de tamponamento. / [en] Cement plug placement in oil industry operations represents an example of buoyancy-driven exchange flows. This situation is highly unstable since cement is usually denser than well fluid and, as a consequence, their positions tend to invert. The present study aims to improve the perception of the physical mechanisms associated to cement plug operations through the analysis of exchange flows. To this end, visualization experiments are performed with denser liquid positioned above a lower-density liquid in a vertical tube. In addition, the interface front speed is determined through image processing and analysis. The influence of the governing parameters is investigated on the speed of inversion and flow regime. The first stage of the study consists of conducting experiments with pairs of immiscible Newtonian liquids with small density difference. Two different flow regimes were examined, namely, falling drops and falling slugs. Experimental results demonstrate that the terminal velocity can be estimated by empirical correlations for falling rigid spheres within a tube. The second stage of the research consists of an exchange flow analysis considering an elastoviscoplastic thixotropic fluid above a less dense Newtonian oil. Three different flow regimes were observed, namely unstable, quasi-stable, and stable (no flow). The unstable regime is a wavy core-annular flow with the denser liquid in the core. In the quasi-stable regime a slow plug flow starts after a time delay, which is a function of material thixotropic and elastic effects. Through analysis of the experimental results it is possible to identify, for a given pair of fluids, the operational window in the governing parameter space within which the speed of inversion is sufficiently low (or zero) to ensure the cement plug operation success.

[pt] As propriedades mecânicas, reológicas e elétricas do polímero poli (fluoreto de vinilideno) – PVDF – têm sido extensivamente estudadas, mas em particular é sua propriedade piezoelétrica que motiva a maior parte dos trabalhos, visto que a piezoeletricidade ocorre em poucos materiais e é mais intensa no PVDF em relação a outros polímeros. O fator chave que define a faixa de aplicação de polímeros piezoelétricos é a sua utilização na concepção de transdutores, sensores e atuadores. Neste sentido, a presente pesquisa analisa a aplicabilidade do polímero PVDF em tubulações para medição de vazão de água, empregando como método de medição de vazão a técnica de Flow Induced Vibration (FIV), considerando as propriedades piezoelétricas peculiares do polimorfo PVDF-B(beta). De modo geral, a FIV é um fenômeno que causa instabilidade das tubulações que transportam fluidos, tido como um problema operacional que ocorre em muitas plantas industriais. No entanto, este fenômeno passou a ser investigado como uma técnica de medição de vazão, a qual considera que a massa de um fluido pode ser indiretamente medida, medindo-se a aceleração que ela transmite para outro corpo, de modo que o desvio padrão do sinal da vibração medida aumenta com a vazão, sendo mais bem ajustado por um polinômio de segundo grau. A metodologia de trabalho consistiu em caracterizar o material espectroscopicamente, por meio de técnicas de Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Difração de Raios-X (DRX); eletromecanicamente, em um shaker mecânico no Laboratório de Sensores a Fibras Ópticas do Departamento de Engenharia Mecânica da PUC-Rio; e finalmente em um circuito hidráulico de testes do Laboratório de Escoamento de Fluidos do Departamento de Engenharia Mecânica da PUC-Rio. Ensaios foram realizados de forma a identificar os níveis de tensões elétricas geradas pela vibração oriunda da passagem da água no tubo de PVDF. Visando à comparação com os sinais de vibração, foram realizadas medições simultâneas com acelerômetros e um filme de PVDF. Para medir a deformação no tubo adotaram-se sensores de Rede de Bragg. Os resultados dos ensaios de FIV permitiram concluir que o desvio padrão do sinal da tensão medida pelo tubo de PVDF é proporcional à vazão. No entanto, algumas variáveis precisaram ser controladas. As incertezas associadas à medição de vazão pelo tubo mostraram uma considerável redução nos níveis mais altos de vazão. Por outro lado, nos níveis mais baixos de vazão observou-se uma instabilidade muito grande, possivelmente devido ao processo de acomodação mecânica inicial do tubo. Apesar disso, uma forte relação entre o sinal gerado pelo tubo de PVDF e a vazão que induziu esta vibração permitiu que a aplicabilidade do tubo de PVDF como medidor de vazão de água fosse comprovada. / [en] The mechanical, rheological and electrical properties of polymer poly (vinylidene fluoride) - PVDF - have been extensively studied, but in particular it is its piezoelectric property that motivates most of the works, since the piezoelectricity occurs in few materials and is more intense in PVDF relative to other polymers. The key factor that defines the range of applications of piezoelectric polymers is their use in the conception of transducers, sensors and actuators. In this sense, the present research analyzes the applicability of the PVDF polymer in pipes for the measurement of water flow rate, using as flow measurement method the Flow Induced Vibration (FIV) technique, considering the peculiar piezoelectric properties of the polymorph PVDF-B(beta). In general, the FIV is a phenomenon that causes instability of the pipes that transport fluids, considered as an operational problem that occurs in many industrial plants. However, this phenomenon has been investigated as a flow rate measurement technique, which considers that the mass of a fluid can be indirectly measured by measuring the acceleration it transmits to another body, so that the standard deviation of the signal of the measured vibration increases with the flow rate, being better adjusted by a second degree polynomial. The work methodology consisted in characterizing the material spectroscopically, using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-Ray Diffraction (XRD) techniques; electromechanically, in a mechanical shaker at the Optical Fiber Sensors Laboratory of the Mechanical Engineering Department of PUC-Rio; and finally in a test hydraulic circuit of the Laboratory of Fluid Flow of the Department of Mechanical Engineering of PUC-Rio. Tests were carried out in order to identify the levels of electrical voltages generated by the vibration caused by the passage of water in the PVDF tube. In order to compare the vibration signals, simultaneous measurements were made with accelerometers and a PVDF film. To measure the deformation in the tube, Bragg Network sensors were adopted. The results of the FIV tests allowed concluding that the standard deviation of the voltage signal measured by the PVDF tube is proportional to the flow rate. However, some variables had to be controlled. The uncertainties associated with flow rate measurement by tube showed a considerable reduction in the higher flow rates. On the other hand, in the lower levels of flow rate a very great instability was observed, possibly due to the process of initial mechanical accommodation of the tube. Nevertheless, a strong relationship between the signal generated by the PVDF tube and the flow rate that induced this vibration allowed that the applicability of the PVDF tube as a water flow meter was proved.

[pt] Dez amostradores de material particulado em suspensão no ar foram instalados em diferentes bairros da cidade do Rio de Janeiro: Gávea, Honório Gurgel, Jacarepaguá, Campo Grande, Tijuca, Ilha do Fundão, Guaratiba, Recreio dos Bandeirantes, Santa Cruz e Realengo, visando contribuir para um maior entendimento a respeito da poluição atmosférica na cidade. Os amostradores empregados foram desenvolvidos pela Universidade de Gent e permitem a coleta das frações inalável (com diâmetro aerodinâmico entre 2,5 e 10µm, MP2,5-10) e respirável (com diâmetro aerodinâmico < 2,5 um, MP2,5). As amostragens foram realizadas, simultaneamente, sempre no meio da semana, durante 24 horas, e compreenderam o período de setembro/2003 a setembro/2004. Ao final deste período, foram obtidas, por ponto de amostragem, trinta amostras de cada fração, totalizando seiscentas amostras. Após a determinação da massa presente em cada filtro, e do teor de carbono elementar no filtro fino (MP2,5), os filtros foram divididos em duas partes. Numa delas foi determinada a concentração de amônio, sódio, potássio, cálcio, magnésio, cloreto, nitrato e sulfato solúvel em água e, na outra parte, a concentração de sódio, potássio, cálcio, magnésio, alumínio, ferro e titânio após dissolução total. A estação de Honório Gurgel foi aquela que apresentou, na média, as maiores concentrações de carbono elementar, particulado grosso e total, refletindo a proximidade com a Avenida Brasil e a presença de indústrias na região. O ponto de coleta com maior concentração de particulado fino e de aerossol de origem secundária correspondeu àquele localizado na Ilha do Fundão, próximo a bairros com uma grande concentração de indústrias, como Bonsucesso e São Cristóvão, além de vias expressas, como a Linha Vermelha e a Avenida Brasil. Por outro lado, as estações de amostragem localizadas no Recreio dos Bandeirantes e em Guaratiba apresentaram as menores concentrações de particulado fino, grosso e de carbono elementar. Os parâmetros analisados permitiram identificar cerca de 70% da origem do material presente nas frações fina e grossa do material particulado em suspensão no ar nas regiões estudadas da cidade do Rio de Janeiro. Como esperado, o particulado grosso é, em grande parte, oriundo da ressuspensão do solo, contendo, ainda, aerossol marinho e compostos de origem secundária, como sulfato e nitrato. O particulado fino, por sua vez, é majoritariamente oriundo da combustão de combustíveis fósseis que dão origem ao aerossol secundário e ao carbono elementar, possuindo uma contribuição de origem terrígena e de aerossol marinho. / [en] The present work intend to be a contribution for the understanding of the air pollution in the Rio de Janeiro city, aerosol sampling was performed at ten different sites of the city: Gávea, Honório Gurgel, Jacarepaguá, Campo Grande, Tijuca, Ilha do Fundão, Guaratiba, Recreio dos Bandeirantes, Santa Cruz and Realengo. Stacked filter units (SFU), developed by Gent University, were used as samplers. These filters separate the particles into two main fractions: the fine mode defined as respirable particles (with aerodynamic diameter < 2.5 um, PM2.5), and coarse mode defined as inhalable particles (with aerodynamic diameter between 2.5 um and 10 um, PM2.5-10). The aerosol monitoring stations were simultaneously operated, always in the middle of the week, during 24 h, from September/2003 to September/2004. At the end of this period, 30 samples of each fraction were obtained from each of the sampling sites (600 filter samples in total). After the determination of the mass concentration, and the elemental carbon amount present in each of the fine filters, the filters were divided into two parts. The first part was used to determine the concentration of ammonium, sodium, potassium, calcium, magnesium, chloride, nitrate and sulfate soluble in water and, the other one, for the determination of the concentration of sodium, potassium, calcium, magnesium, aluminum, iron and titanium. The Honório Gurgel site presented, in average, the highest concentration of elemental carbon, mass concentration of coarse mode and total particle mass concentration, which could be explained by the proximity to the Avenida Brasil and industries of the region. The sampling site of the highest concentration of the fine mode and secondary aerosol was the one localized in Ilha do Fundão, near industrial areas such as Bonsucesso and São Cristóvão, and heavy automobile traffic lines like Linha Vermelha and Avenida Brasil. In other hand, the sites localized at Recreio dos Bandeirantes and at Guaratiba presented in the smallest mass concentration of fine and coarse mode and elemental carbon. Based on these determined parameters, it was possible to identify 70% of the origin of the material present in the fine ad coarse fractions of the particulate matter suspended in the air in the studied areas of Rio de Janeiro city. As expected, the coarse mode particle came from resuspended soil dust, together with marine aerosol and some secondary aerosol, like nitrate and sulfate. The fine mode particle came mainly from fossil fuel combustion that originates secondary aerosol and the elemental carbon, with additional contribution from marine aerosol and terrigineous material.

[pt] A multimodalidade é um campo de estudo que vem chamando a atenção da comunidade acadêmica e intelectual, cujas investigações visam compreender a relação entre os diversos modos de produção e interpretação do significado na sociedade atual. O tema é de grande interesse para o ensino de inglês como língua estrangeira, considerando o volume de materiais que apresentam múltiplos modos de comunicação. O presente estudo se propõe a investigar as imagens em movimento que acompanham uma série de livros e material didático e visa, assim, contribuir para as pesquisas cujo foco é a relação entre os modos presentes em textos multimodais. A pesquisa está inserida num paradigma qualitativo-interpretativista (Erickson, 1996; Moita Lopes, 1994, 1996), nas áreas da multimodalidade e linguística aplicada. Tratando de questões envolvendo multiletramento (Kress, 2000, 2005; Cope e Kalantzis, 2000; Rojo, 2009) e o ensino de língua inglesa, a estrutura da pesquisa está construída dentro de uma perspectiva sociossemiótica (Halliday, 1978) de abordagem de significados. Nessa elaboração, os significados são tratados como uma construção social (Halliday e Hasan, 1989; Halliday, 1994; Halliday e Matthiessen, 2004). A sociossemiótica dá suporte aos estudos multimodais (Kress e van Leeuwen, 1996, 2006; Kress; 2010; van Leeuwen, 2005), pois possibilita tratar os modos acionados numa interação como oferecendo potencial para a realização do significado em diferentes contextos. Duas abordagens analíticas orientam o estudo: a. análise sociossemiótica multimodal (Kress, 2009, 2010; Kress e van Leuween, 1996, 2006) e b. análise multimodal interacional (Norris, 2004, 2009), visando investigar as imagens em movimento que compõem o DVD presente em níveis distintos de uma série de livros e materiais didáticos para ensino de língua inglesa e examinar a relação entre os modos presentes nas imagens e os modos privilegiados nas atividades pedagógicas propostas pelo livro didático. Os estudos de Baldry e Thibault (2006) para transcrições multimodais e de Norris (2004) para investigações de modos comunicacionais oferecem suporte metodológico para as análises. A investigação procura destacar os tipos de enquadres, a posição dos participantes dentro deles, assim como evidenciar os modos presentes, configurar as ações, hierarquizá-las e identificar a densidade modal. A investigação foca, também, na análise das atividades pedagógicas existentes na unidade do livro didático relacionadas às imagens. A análise das atividades pedagógicas está dirigida para a relação entre os modos mais destacados em cada atividade e a imagem em movimento correspondente. Os resultados do presente estudo destacam o caráter multimodal das imagens em movimento, especialmente a multiplicidade de significados disponibilizados pelos enquadres que abrangem a variedade de modos acionados em interações sociais e as diferentes negociações de significado entre os participantes. A pesquisa mostra que, no material para ensino de inglês investigado, o letramento multimodal tem seu foco principal na escrita e na fala da língua inglesa. Outros modos presentes nas imagens em movimento não são destacados nas atividades pedagógicas analisadas. Os resultados apontam para a necessidade de elaboração de um design pedagógico para o ensino de língua inglesa que possa abranger os diversos modos e significados presentes em livros e materiais didáticos. / [en] Multimodality is a research area that has recently gained attention in academic and intellectual communities, because of the interest in understanding the interconnections between various modes of communication in contemporary society. The topic is of great interest for English language teaching, considering the wealth of materials that combine the various modes of communication. The present study focuses on the moving images in an English language course book and other teaching material, with the objective of contributing to investigations on the diversity of modes in multimodal texts. The study follows a qualitative-interpretative paradigm (Erickson, 1996; Moita Lopes, 1994, 1996) as used in the areas of multimodality and applied linguistics. Designed to address questions concerning multiliteracies (Kress, 2000, 2005; Cope e Kalantzis, 2000; Rojo, 2009) and English language teaching, the theoretical structure is based on a social semiotic perspective (Halliday, 1978) of looking into meaning. In this perspective, the elaboration of meaning is treated as a social construct (Halliday and Hasan, 1989; Halliday, 1994; Halliday and Matthiessen, 2004). Social semiotics, as formulated by Halliday in his Systemic Functional Linguistics, thus provides the theoretical support for multimodal studies (Kress e van Leeuwen, 1996, 2006; Kress; 2010; van Leeuwen, 2005) since it shows how modes working together in an interaction can potentially realize meaning in different social, situational and cultural contexts. The study uses two multimodal approaches: a. social semiotic multimodal analysis (Kress, 2009, 2010; Van Leuween, 2005; Kress e van Leuween, 1996, 2006) and b. an interactional multimodal analysis (Norris, 2004, 2009), in order to investigate DVD moving images of a series of English language course books and material and also examine the relationship between the modes in images and the modes in the pedagogical activities for the books. The studies by Baldry and Thibault (2006) for multimodal transcriptions and Norris (2004) for communicative modes investigation provide the methodological support for the analysis. This investigation has several objectives: to identify types of framing and the position of participants within the frames; to set apart the modes; to determine modal configuration; and to place them hierarchically in terms of modal density. The investigation also analyzes the pedagogical activities in the unit and the related moving images. The teaching activities are analyzed considering the relation of the dominant modes with each other and with the corresponding image in each activity. The results of the present study highlight the multimodal character of the moving images, especially the multiplicity of meanings made available through framing, which entails the variety of modes used in social interactions and the different negotiations of meaning between participants. The research shows that, in these materials for English teaching, multimodal literacy is restricted mainly to writing and speaking. The other modes that are present in the moving images are not foregrounded in the teaching activities analyzed. The results point to the need for a pedagogy designed for English teaching that will include the diversity of modes and meanings in teaching materials.

[pt] A poluição do ar é um assunto de preocupação mundial que se relaciona com poluentes múltiplos e suas relações complexas com muitos fatores, tais como meteorologia local e uso da terra. Numerosos estudos afirmam que a exposição à poluição do ar aumenta o risco de mortalidade, sintomas respiratórios, inflamação pulmonar e estresse oxidativo. No entanto, alguns estudos que examinam os efeitos adversos para a saúde pública e ambiental associados à poluição atmosférica consideram apenas os níveis de poluentes legislados (por exemplo, material particulado, MP). Este trabalho baseiase principalmente nos poluentes ainda não legislados usando as seguintes abordagens: 1) monitoramento de longo período; 2) ensaios toxicológicos e de bioacumulação; 3) aplicação de modelos estatísticos de complexos; e 4) um olhar mais atento à exposição aumentada a que os residentes rurais têm sido expostos. / [en] Air pollution is a worldwide concern that relates to multiple pollutants and its complex relationships with many factors such as local meteorology and land use. Numerous studies state that exposure to air pollution increases the risk of mortality, respiratory symptoms, lung inflammation, and oxidative stress. However, some studies examining public and environmental health adverse effects associated with air pollution consider only criteria pollutant levels (e.g., particulate matter, PM). This work builds mostly on the non-criteria pollutants using the following approaches: 1) long-term monitoring; 2) toxicological and bioaccumulation essays; 3) application of state-of-the-art statistical models; and 4) a closer look at the increased exposure to which rural residents have been exposed.

[pt] Em décadas recentes, renovou-se o interesse no campo da estabilidade estrutural em função das novas aplicações envolvendo estruturas inteligentes e ajustáveis, micro e nano componentes e a mecânica dos metamateriais. Em muito destas estruturas deseja-se um comportamento multiestável, que pode ser obtido por materiais tradicionais ou novos materiais capazes de sofrer grandes deformações elásticas. Neste trabalho o comportamento não linear, estabilidade e vibrações de uma treliça neo-Hookeana que exibe comportamento multiestável é investigada. Neste caso, a teoria de grandes deformações é essencial para modelar as barras da treliça. Muitos trabalhos na literatura investigam a estabilidade de treliças, porém são restritos ao comportamento linear dos materiais. No presente trabalho uma análise paramétrica detalhada de treliças abatidas e não abatidas submetidas à carga estática vertical ou horizontal é realizada, considerando a elasticidade em seu domínio não linear completo para derivar as equações não lineares de equilíbrio e movimento. Imperfeições de carga e geométricas são consideradas. Assim, os caminhos de equilíbrio são obtidos, sua estabilidade é investigada utilizando o princípio da energia potencial mínima, frequências naturais e conceito de bacias de atração. Os resultados demonstram que a presença simultânea da não linearidade do material e geométrica dá origem a novos caminhos de equilíbrio que não são esperados para os materiais elásticos lineares, resultando em várias soluções estáveis e instáveis coexistentes e em uma complexa superfície de energia potencial, esclarecendo a influência do modelo neo-Hookeano nos resultados. Os presentes resultados poderão ajudar no desenvolvimento de novas aplicações na engenharia onde a multiestabilidade é desejada. / [en] Recent decades have seen a renewed interest in the field of structural stability due to new applications involving smart and deployable structures, micro- and nanocomponents and mechanical metamaterials, among others. In many of these structures multistable behaviour is desirable, which can be accomplished by traditional and new materials capable of undergoing large elastic deformations. In this paper the nonlinear behaviour, stability and vibrations of a hyperelastic neo-Hookean truss exhibiting multistable behaviour is investigated. In such case, the large deformation theory is essential to model the truss members. Most papers in the literature dealing with this problem is however restricted to linear material behaviour. In the present work a detailed parametric analysis of shallow and steep trusses under horizontal or vertical loads, considering elasticity in the fully non-linear range is employed to derive the nonlinear equilibrium and motion equations. Then, all equilibrium paths are obtained and their stability is investigated using the minimum energy principle, natural frequencies and the basins of attraction concept. Load and geometric imperfections are considered. The results show that the simultaneous presence of geometric and materials nonlinearities lead to new equilibrium paths which are not expected for linear elastic materials, resulting in several coexisting stable and unstable solutions and a complex potential energy landscape, clarifying the influence of the constitutive hyperelastic model on the results. The present results may help the development of new engineering applications where multistability is wanted.

[pt] As emissões de combustíveis fósseis derivados do petróleo têm um impacto significativo no meio ambiente, nas mudanças climáticas, na poluição do ar e outros. Por isso, existe um grande interesse por fontes alternativas de energia, principalmente aquelas que podem reduzir as emissões de poluentes atmosféricos. Este trabalho teve por objetivo avaliar os perfis das concentrações de poluentes regulamentados (material particulado e CO2) e não regulamentados (benzeno, tolueno, etilbenzeno, xilenos, HPA, hidrocarbonetos alifáticos, aldeídos e metais) originados da queima de diferentes combustíveis em um motor estacionário do ciclo diesel e verificar os possíveis efeitos toxicológicos utilizando células epiteliais brônquica. Os combustíveis utilizados foram: mistura binária diesel com 5 por cento de biodiesel (B5), biodiesel de soja (B100), biodiesel de soja aditivado (B100 adt) e etanol aditivado. Para obter uma maior confiabilidade dos resultados realizou-se a verificação do método para a determinação de monoaromáticos e aldeídos por meio de cromatografia gasosa com detector de ionização de chama (CG-DIC) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), respectivamente. O MP foi determinado por gravimetria, Os HPA associados ao MP foram determinados por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (CG-EM), hidrocarbonetos alifáticos (HA) por CG-DIC e metais foram analisados por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Os perfis das concentrações foram avaliados considerando: o tempo de queima de combustível (15, 30 e 60 min) e, o tempo de armazenamento (7, 14 e 21 dias) a 40 graus Celsius, para avaliar os processos oxidativos que podem ocorrer durante o armazenamento, especialmente no caso do biodiesel. A operação do motor quando ele ainda está frio, por exemplo, em 15 minutos, apresentou maior emissão de MP, benzeno e etilbenzeno para o biodiesel de soja (B100) em comparação com a mistura de diesel com 5 por cento de biodiesel (B5). O estudo dos perfis das concentrações dos compostos mono aromáticos, hidrocarbonetos alifáticos e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) mostraram resultados semelhantes aos descritos na literatura, em que o combustível B5 emiti mais poluentes do que o biodiesel. No entanto, comparando alguns poluentes individualmente, as emissões de benzeno e etilbenzeno foram maiores para B100 e B100 adt. O B5 apresentou o maior perfil de concentração para a soma HPA na fase gasosa do que na forma particulada em períodos de funcionamento do motor mais longos. O tempo de armazenamento reduziu as emissões de MP em 40 por cento para B100, 20 por cento para B100 adt e 3 por cento para B5. Em relação à concentração de compostos aromáticos, a redução foi de aproximadamente 60 por cento desses poluentes para B100 e B100 adt. A menor emissão de poluentes foi durante a queima do etanol aditivado. / [en] The emissions of fossil fuels derived from oil have a significant impact on the environment, climate change, air pollution, and others. Therefore, there is great interest in alternative energy sources, especially those that can reduce emissions of air pollutants. The aim of this study was the evaluation of concentration profiles of criteria pollutants, particulate matter (PM) and CO2 and unregulated pollutants (i.e., benzene, toluene, ethylbenzene, xylenes, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), aliphatic hydrocarbons, aldehyde and metals) originated from burning of different fuels: The evaluated fuels were the binary mixture of fossil diesel with 5 percent biodiesel (B5), biodiesel soybean (B100), additivated biodiesel soybean (B100 adt) and additivated ethanol using a stationary diesel engine cycle, operating at the speed of 1800 rpm and 0 percent load. For a larger reliability of results, the method validation for determination the monoaromatic and aldehydes by gas chromatography flame ionization detection (GC-FID) and high-performance liquid chromatography (HPLC), respectively. PM mass was determinate by gravimetry, PAH associated to the PM were determined by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), aliphatic hydrocarbons were determined by GC-FID, and metals were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The concentration profiles were evaluated considering: 1) burning time (15, 30, and 60 minutes) and; 2) storage time (7, 14, and 21 days) at 40 Celsius Degrees to evaluate the oxidative processes that occur during storage, especially for biodiesel. When it is still cold (i.e., 15 minutes), the operation of the engine showed negative effect on particulate matter (PM), benzene, and ethylbenzene emissions for B100 compared to B5. In this study, the concentration profiles of the monoaromatic, aliphatic hydrocarbons, and PAH showed similar results to those reported in the literature, where B5 fuel emits more pollutants than pure biodiesel. However, comparing some pollutants individually, the benzene and ethylbenzene emissions were higher for B100 and B100 adt. For long engine operation periods, B5 showed the highest concentration profile for the PAH sum in the gaseous in comparison to PAH sum in the particulate phase. The storage time reduced the PM emissions in 40 percent (B100), 20 percent (B100 adt), and 3 percent (B5). Regarding the concentration of aromatics, the reduction was circa 60 percent for B100 and B100 adt. The lowest emission of pollutants was observed for additived ethanol burning.

[pt] A presente pesquisa objetivou levantar questões acerca da elaboração de materiais didáticos para a educação a distancia (EAD) na coordenação na Educação a distancia da Universidade Federal do estado do Rio de Janeiro (CEAD-UNIRIO). Uma tentativa de entender e refletir sobre minha própia prática na elaboração de materiais na instituição e, assim, melhor orientar os docentes convidados a atuarem na modalidade (Conteudistas, Coordenadores de Disciplina e Professores- Tutores), já que estes poderão elaborar conteúdos e até mesmo os própios materiais didáticos. para tanto, a presente dissertação aborda o planejamento do material didático enquanto objeto e enquanto conteúdo, sua construção, questões técnicas de produção e questões referentes ao uso do mesmo. Para a reflexão de tais questões, a pesquisa aborda também outros fatores que se imbricam e modificam de certa forma a elaboração do própio material didático. Assim, é contemplado o contexto no qual surge a necessidade do material, ou seja, é abordado o cenário da EAD. São levantadas questões que se referem aos atores envolvidos - docentes e discentes - já qye objetos são feitos por pessoas para pessoas. É visto o ambiente virtual de aprendizagem utilizado pela instituição, já que os materiais didáticos são planejados e produzidos para serem utilizados em um ambiente específico, sob alguns aspectos de uso. Com isso, a dissertação aborda a diferença entre materiais disáticos e ferramentas de aprendizagem, apontando a importancia do professor, do material didático e da necessidade de interatividade no processo de ensino-aprendizado do aluno de EAD. / [en] This research aimed at raising questions about the creation of pedagogical materials for distance education (DE) at the Coordination of Distance Education at the Federal University of the State of Rio de Janeiro (CEAD-UNIRIO). It is an attempt to understand and reflect upon my own practice in the elaboration of these materials at the institution so that I coul better guide professors that are invited to work with DE (content designers, Discipline Coordinators and Tutor-Professors), as they will be able to elaborate contents and even their own materials. In order to do it, this dissertation approaches the planning of pedagogical materials both as objects and as content, their construction, technical questions related to their production and questions concerning their use. As to be able to reflect upon these questions, the research also approaches other factors that overlap and somehow modify the elaboration of their own pedagogical materials. Thus, it contemplates the DE context as it originates the necessity for the materials. It also raises questions taht concern the actors involved in the process - both professors and learns - as the objects are made by people and for people. In addition, it looks at the virtual environment used by the instituition, as the materials are planned and produced to be used in a specific enviromenment, under some aspects of use, Finally, the dissertation also approaches the difference between pedagogical materials and learning tools, highlightting the importance of the professor, of the pedagogical material and of the need for interaction in the teaching-learning process of DE learners.

[pt] Redes de Bragg em fibras ópticas (RBF) são formadas por modulações periódicas introduzidas no índice de refração do núcleo de fibras ópticas. Estes componentes comportam-se como filtros espectrais de banda passante, ou seja, quando iluminados por um sinal óptico de banda larga, refletem apenas uma fina fatia espectral de luz, cujo centro, o comprimento de onda de Bragg, é proporcional ao período espacial da modulação no índice de refração. As RBF têm encontrado aplicações importantes no sensoriamento das mais diversas grandezas, sendo hoje utilizadas em sistemas de monitoramento para vários segmentos industriais, tais como os setores de petróleo e gás, construção civil e aeroespacial, que, estima-se, respondem em conjunto por cerca de 70% destas aplicações. Em diversas situações o sensoriamento com RBF baseia-se em medidas indiretas da grandeza de interesse, sendo empregados mecanismos de transdução que transformam variações do mensurando em deformações na fibra óptica. Nestes casos, um problema que deve ser tratado com atenção é o acoplamento entre temperatura e deformação, uma vez que as RBF são sensíveis a estas duas variáveis. Não raro, a alternativa é utilizar simultaneamente duas RBF para obter-se a compensação de temperatura na medida de deformação. Este trabalho apresenta um estudo sobre deformações não homogêneas em redes de Bragg e discute aplicações de duas técnicas que podem ser utilizadas como alternativas para eliminar o efeito da temperatura no sensoriamento de deformação com apenas uma RBF. A primeira delas explora a birrefringência óptica induzida na RBF por carregamentos transversais à fibra óptica. A segunda baseia-se nos efeitos sobre o espectro refletido pela rede de Bragg quando submetida a um campo de deformações longitudinais não uniformes ao longo da direção axial da fibra óptica. No trabalho são apresentados protótipos e dispositivos que exploram tais técnicas para a medida simultânea de pressão e temperatura. Esses protótipos foram projetados com auxílio de ferramentas CAD e modelados utilizando-se o método de elementos finitos em conjunto com a teoria de modos acoplados da Rede de Bragg. As previsões obtidas utilizando-se estes modelos mostraram-se bastante próximas dos resultados das implementações experimentais dos protótipos, indicando que a metodologia de modelagem desenvolvida pode ser aplicada nos projetos de transdutores baseados nas duas técnicas estudadas. / [en] Fiber Bragg gratings (FBG) are modulations in the effective refractive index of optical fibers, introduced in a small length along the fiber core. Such components operate as narrow band reflective filters, that is, when illuminated by a broad-band light source, they reflect a narrow spectral band centered at a specific wavelength, the Bragg wavelength. This wavelength is proportional to the spatial period of the refractive index modulation. Fiber Bragg gratings have find an increasing number of applications as sensors for different quantities, and today are being employed as part of permanent, real time monitoring systems in various industrial segments. The oil and gas sector, together with civil infrastructure and aeronautics and aerospace, account for almost 70% of this applications. In a number of situations, FBG sensing is based on indirect measurements of the quantity being monitored, and a transduction mechanism is employed to transform changes in the measured quantity in strain sensed by the optical fiber. Since the FBG is sensitive to strain and temperature, proper temperature compensation is always necessary. Usually, a second grating is employed to simultaneously measure temperature and strain, performing the required compensation. This thesis presents a study on effects due to non- homogeneous strains in the Bragg grating and discusses application of two different techniques, based on these effects, to allow temperature compensated strain measurement using a single FBG. The first technique explores strain induced optical birefringence when the fiber is loaded transversely. The second technique is based on changes in the spectral shape of the light signal reflected by the grating when subjected to non homogeneous axial strain fields. Prototypes of pressure and temperature transducers based on these techniques have been developed. These prototypes have been designed by employing CAD techniques and modeled using the finite element method in conjunction with the theory of coupled modes for fiber Bragg gratings. Comparisons between results provided by theoretical models and experimental realizations of the prototypes are very close, demonstrating that the developed approach can be applied to design transducers based on the discussed techniques. Results obtained with the proposed pressure and temperature sensors are also encouraging indicating that the two techniques are suitable for industrial applications.