Made available in DSpace on 2014-06-12T18:04:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2518_1.pdf: 704494 bytes, checksum: 6492901ba63af43e5e69e7a55fc758f8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O desenvolvimento de tecnologias de gaseificação de biomassa para a geração de energia elétrica é atrativo para o nosso país, pois assegura a diversificação da matriz energética, favorece o desenvolvimento sustentável das comunidades carentes em regiões isoladas e preservam o meio ambiente. A técnica de gaseificação é extremamente versátil, mas existem problemas em transformar este potencial numa tecnologia competitiva comercialmente. As limitações situam-se no projeto de um equipamento que deve produzir um gás de qualidade, com confiabilidade e segurança, adaptado às condições particulares do combustível e da operação. No caso dos gases produzidos serem utilizados para geração de energia elétrica, os requisitos de limpeza destes gases tornam-se de extrema necessidade. O modelo matemático desenvolvido representa de forma adequada o processo de gaseificação de biomassa, onde o gaseificador foi abordado segundo a teoria das duas fases, bolha e emulsão. O comportamento dinâmico do gaseificador é representado por um conjunto de 15 equações diferenciais ordinárias (EDO s). Simulações computacionais foram realizadas para predizer as variações de concentração para cada uma das espécies C, CO, CO2, O2, H2O, H2, CH4 e o perfil ao longo do tempo da temperatura no gaseificador. A resolução do conjunto de equações diferenciais ordinárias foi feita com um integrador do tipo Runge-Kutta de 4ª ordem, implementado em ambiente MATLAB®-SIMULINK

A modelagem matemática de qualidade da água é uma técnica que tem mostrado excelentes resultados na elaboração de prognósticos da qualidade da água. Em função do uso do solo, das condições hidrometeorológicas e da gestão da infra-estrutura existente, a quantidade e o tipo de poluentes afluentes aos corpos receptores têm uma grande variação, o que, por sua vez, traz implicações à qualidade da água e consequentemente à saúde pública e ao meio ambiente. Modelos matemáticos mais complexos, simulando o escoamento tridimensional em reservatórios, com a capacidade de representar o transporte, circulação e reações de poluentes, embora largamente utilizados em outros países, ainda são pouco difundidos em nosso país. No presente momento a RMSP é palco de diversos programas que visam à melhoria e manutenção da qualidade da água do Alto Tietê. Isto inclui o Projeto Tietê, a ampliação da calha do Tietê, e o programa de proteção de mananciais, todos eles com grande esforço de técnicos nacionais e aporte de recursos por organismos financiadores internacionais como BID, BIRD e JBIC. Tendo isto em mente, e a discussão dos instrumentos definidos no marco regulatório envolvendo as políticas nacional e estadual de recursos hídricos, a avaliação da implantação de modelos matemáticos de qualidade da água mais complexos na realidade nacional, como o aqui proposto, assume grande relevância. Neste trabalho verifica-se a viabilidade da implantação de modelos matemáticos 3D na RMSP, e sua utilização como subsídio à discussão de questões específicas referentes à gestão dos recursos hídricos, as quais dificilmente poderiam ser avaliadas sem sua utilização. A aplicação do modelo 3D no Reservatório Billings, viabilizada através de um acordo de cooperação firmado entre CETESB e BID, fornece subsídios à avaliação das alterações da qualidade da água neste reservatório, em função de questões como, por exemplo, variações nos bombeamentos do Rio Pinheiros e/ou das condições meteorológicas, e evidencia a importância do envolvimento de técnicos de todas as instituições atuantes na gestão do reservatório para o sucesso da utilização da modelagem. / Mathematical modeling has proved to be an extremely useful technique in forecasting water quality. Because of different hydrometeorological conditions and the different ways in which land is used and existing infrastructure is managed, there is considerable variation in the volume and type of pollutant flowing into the receptor bodies. This has implications for water quality and, consequently, public health. More complex mathematical models, simulating three-dimensional reservoir flows and capable of representing pollutant transportation, circulation and reactions, although widely adopted in other countries, are still underutilized in Brazil. Currently, the RMSP is the scene of several programs designed to improve and maintain water quality in the Alto Tiete basin. These include the Tiete Project, the widening of the Tiete River bed and the water source protection program, all of which are being carried out by national specialists with the help of funding from the IDB, the JBIC and the World Bank. Bearing all this in mind, assessing the implementation of more complex mathematical models is imperative for any discussion of the instruments defined by the regulatory framework for federal and state water resource policy. This thesis addresses the feasibility of implementing 3D mathematical models in the RMSP and their utilization as an aid in the discussion of specific water resource management problems, which would be otherwise be difficult to assess. The application of the model to the Billings Reservoir, thanks to a cooperation agreement between CETESB and the IDB, supplies valuable input for the discussion of the model’s results in evaluating the changes in the reservoir’s water quality engendered by such factors as the pumping of water from the Pinheiros River, reservoir segmentation and basin occupation. At the same time it also highlights that if the utilization of such modeling is to be a success, then it is vital that specialists from all the reservoir management institutions are involved.

Tanto as evidências experimentais que demonstraram a geração endógena de ritmos com períodos circadianos, quanto as investigações sobre os diferentes mecanismos de sincronização dos ritmos circadianos aos marcadores temporais externos de períodos fixos de 24h forneceram material para a elaboração de proposições importantes sobre as características do sistema de temporização biológica circadiana. Dentro desse cenário, foi de muita ajuda a aplicação da modelagem matemática. O desenvolvimento desses modelos permitiu a investigação de conjecturas que tentam explicar as características subjacentes aos mecanismos que coordenam esse sistema. Nosso objetivo, neste trabalho, foi de explorar a hipótese de que o mecanismo de controle da ritmicidade circadiana é exercido pela ação de laços de retroalimentação negativa acionados após tempos de retardo característicos do sistema. Para alcançarmos esse objetivo, elaboramos um modelo no qual o controle e a manutenção da expressão rítmica circadiana fossem conseqüentes da ação de dois laços de retroalimentação negativa com tempos de retardo distintos. Adicionalmente, avaliamos a resposta do modelo à ação de oscilações externas. Por meio da dinâmica não-linear resultante do modelo, nós observamos sugestiva similaridade entre as respostas obtidas nas simulações e as descrições experimentais da expressão do sistema de temporização circadiana citadas na literatura. Esses resultados deram suporte a hipótese inicial como explicação do funcionamento do sistema. / Both the experimental evidences of generation of biological circadian rhythms and the results of investigation about the mechanisms of synchronization between the circadian rhythms with the external cycles of 24-hour period provided material for the development of important assumptions about the characteristics of the circadian timing system. Inside this scenery, it was helpful the application of mathematical models. The development of these models permited the inquiry of some hypotheses which try to explain the underlying characteristics of this system. Our aim, in this work, was to investigate the hypothesis that explain the controlling mechanism of the circadian system as a result of the action of negative feedback loops triggered after charateristic time delays. For reaching this goal, our porpouse was to build a mathematical model which simulated circadian rhythmic expressions controlled by two feedback loops with different time delays. Additionaly, we also simulated the response of the model under external oscillations. Through the non-linear dynamic resulting from the model we observed suggestive similarity between the simulations and the experimental descriptions of the circadian system expressions present in many works. These results gave support to the validation of the initial hypothesis.

Os escorregamentos translacionais rasos são freqüentes na região da Serra do Mar, principalmente quando associados a eventos pluviométricos extremos, como em Janeiro de 1985 (380 mm, em 2 dias). Quando deflagrados de forma generalizada, podem ser catastróficos causando danos para a sociedade. Inúmeros métodos vêm sendo propostos para compreender a ocorrência destes processos na paisagem. O objetivo deste trabalho é avaliar a suscetibilidade a escorregamentos translacionais rasos na Serra do Mar por meio da aplicação de um modelo matemático em bases físicas, tendo como resultado um índice de estabilidade, que aponta, em forma de perigo relativo, áreas passíveis de instabilizações. As etapas de trabalho dividiramse na construção do Modelo Digital de Terreno e em produtos derivados (ângulo da encosta, curvatura, aspecto e área de contribuição), no mapeamento das cicatrizes de 1985 e na simulação dos cenários de suscetibilidade. Os mapas dos parâmetros topográficos, assim como, os mapas de suscetibilidade foram correlacionados com o mapa de cicatrizes e avaliados utilizando-se dos índices de Concentração de Cicatrizes (CC) e Potencial de Escorregamento (PE). Foram mapeadas 216 cicatrizes para uma área de 2,5 km² com uma produção de sedimentos estimado em 135,525m³. Os resultados apontam que encostas com ângulos entre 30° e 40° e com formato retilíneo foram as mais suscetíveis. A área foi considerada instável, segundo o modelo, em todos os cenários, tendo a melhor calibração para o cenário C2. O emprego de diferentes métodos demonstrou-se bastante satisfatório e concordante na análise do resultado final. Além disso, podem auxiliar como ferramentas de apoio de decisão no planejamento do uso do solo, principalmente em regiões onde é freqüente a ocorrência de movimentos de massa. Portanto, o resultado da avaliação a susceptibilidade a escorregamentos rasos na Serra do Mar pode direcionar ações mitigadoras político-administrativas e ambientais, tendo em vista minimizar o impacto sócio-ambiental de eventos futuros. / The shallow landslides are frequent in the Serra do Mar, especially when associated with intense rainfall events, as in January 1985 (380 mm in 2 days). When triggered generalized, causing damage to society. Several methods have been proposed to understand the occurrence of these processes in the landscape. The aim of this study is to evaluate the susceptibility to shallow landslides in the Serra do Mar by applying a physically based models, resulting in a stability index, which points in the form of relatively hazard and susceptible areas. The stages of his research were divided in building the Digital Terrain Model in their products derived (angle of slope, curvature, aspect and area of contribution), mapping the scars of 1985 and simulation of susceptibility scenarios. The maps of the parameters topographic, as well as the susceptibility maps were correlated with the scars map and evaluated using the indices of Scars Concentration (SC) and Landslide Potential (LP). 216 scars were mapped into here area of 2.5 km² with an estimated production of 135.525 m³ sediments. The results show that slopes with angles between 30° and 40° with rectilinear curvature were the most susceptible. The area was considered unstable, according to the model in all scenarios, with the best calibration for scenario C2. The use of different methods showed to be satisfactory and consistent when analyzing with these results. Moreover they can assist as tools for decision support in planning the soil use and, especially in regions where much frequent the occurrence of mass movement. Therefore, the result of susceptibility to shallow landslides in the Serra do Mar can help in the mitigation actions and politicaladministrative environment, aiming minimizes the environmental and social impact of future events.

O transporte de sedimentos fluvial constitui-se de um fenômeno complexo, no qual inúmeras variáveis estão envolvidas. A construção de barramentos aumentou o interesse no entendimento dos efeitos hidráulicos desse tipo de obra sobre o rio. A retenção de sedimentos no reservatório formado pela construção da obra e a erosão a jusante da contenção das águas podem produzir efeitos desastrosos ao sistema fluvial. A utilização de modelos matemáticos para representar a natureza e estudar o fenômeno do transporte de sedimentos vem sendo aprimorada. O objetivo deste trabalho foi avaliar as conseqüências da construção de barramentos nos rios, através da aplicação de formulações hidráulicas de movimento de água e de sedimentos na forma de algoritmos computacionais. Para o estudo do transporte de sedimentos em canais naturais foi utilizado o modelo desenvolvido por CHEN (1973) enquanto para a análise da capacidade de carga de sedimentos em função da vazão e características da seção aplicou-se o de TOFFALETI (1969). Realizou-se estudo de caso, com a aplicação dos modelos matemáticos à Barragem do Castanhão, no Estado do Ceará. A utilização dos regimes hidrológicos dos eventos de cheia para o reservatório, com tempo de retorno de 10, 20, 25, 50, 100 e 1000 anos, indicaram uma erosão acentuada de até 1,00 m de profundidade logo após o barramento. A estabilização do fenômeno de transporte foi estimado a uma distância de 10,0 Km a jusante da obra. Entretanto, vazões afluentes médias e vazões inferiores a 100 m3/s parecem não ter efeito sobre a morfologia fluvial. Concluímos: 1. O modelo de CHEN (1973) se aplica ao estudo do transporte de sedimentos fluvial, permitindo a indicação dos pontos de erosão e assoreamento; 2. Os eventos de cheia têm uma grande influência no transporte de sedimentos ao longo do rio. / The transports of fluvial sediments constitutes a complex phenomenon in which innumerable variables are involved. The construction of dams increased the interest in understanding hydraulic effects of this type of work over the river. The retention of sediments in the reservoir formed by the dam and the erosion caused by the contained water can result on disastrous effects to the fluvial system. The use of mathematical models to represent nature and study the sediments transportation phenomenon has been improved. The objective of this work was to evaluate the consequences of dam constructions in the rivers through the application of hydraulic formulas for water and sediments movements in the form of computers algorithms. For the study of sediments transportation in natural channels it was used the model developed by CHEN (1973) while for the analyses of the sediments load capacity in function of the flow and section characteristics was applied the model of TOFFALETI (1969). It was fulfilled one study case with the application of mathematical models for the Castanhão dam, in Ceará state. The use of flood events hydrological regime for the reservoir, with a return period of 10, 20, 25, 50, 100, and 1000 years, indicate an stressed erosion up to 1,00 m of depth right after the dam. The stabilization of the transport phenomenon was estimated at a distance of 10,0 Km after the work (the dam). However the average tributary flows and flows lower than 100 m3/s do not seem to have effect over the fluvial morphology. We conclude: 1. CHEN\'s 1973 model applies to the study of fluvial sediments transportation, allowing the indication of degradation and aggradation points; 2. The flood events have great influence over the sediments transportation along the river.

Projetos de reatores para tratamento de águas de abastecimento e águas residuárias envolvem o conhecimento da hidrodinâmica do escoamento e das reações químicas e bioquímicas que ocorrem em seu interior. A variável hidrodinâmica pode interferir de modo significativo na eficiência da unidade, visto que ela influencia diretamente no desempenho da cinética das reações. Existem muitos reatores que operam em regime não-permanente de vazão, entretanto, são poucos os trabalhos disponíveis na literatura científica que sugerem o desenvolvimento de métodos para a avaliação da hidrodinâmica desse tipo de escoamento. A aplicação de modelos convencionais para avaliações hidrodinâmicas desses reatores é conceitualmente errada, visto que os mesmos são desenvolvidos considerando-se um regime permanente de vazão. Nesse contexto apresenta-se nesse trabalho um modelo matemático voltado para a avaliação hidrodinâmica de reatores que operam em regime não-permanente de vazão, com intuito de subsidiar as análises e previsões de seu comportamento. Foi utilizada a técnica DTR para levantamento de dados experimentais e um software de simulação numérica, o Vensim 6.3 da Ventana Systems, para auxiliar no desenvolvimento do modelo. Após a sua calibração e validação, com as devidas restrições, o modelo demonstrou ser comparativamente mais adequado para a avaliação do comportamento hidrodinâmico de reatores em condições de regime não-permanente com variação senoidal cíclica de vazão, principalmente para escoamentos que possuem tempo de detenção hidráulica relativamente baixo e amplitude de variação de vazão relativamente elevada. / Reactor designs for water supply and wastewater treatment require the knowledge of hydrodynamic and chemical reactions that occur in its interior. The hydrodynamics is very important as it interferes the efficiency of an treatment unit, since it directly influences the chemical reactions. There are many non-steady state reactors, but there are little studies about their hydrodynamic evaluation in the literature. The use of conventional models is conceptually wrong because they have been developed for steady state conditions. This work presents a mathematical model for hydrodynamic evaluation in non-steady state reactors to support analisys of these flows. The RTD technique to get experimental data and a numerical software simulation have been used as well as the Vensim 6.3 program, of Ventana Systems, to support the model development. After its the calibration and validation, the model proved to be suitable for the experimental conditions, especially for flows that have relatively low hydraulic retention time and relatively high amplitude of flow variation.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o método de fluxo em colunas de solo e o método "batch" na determinação da sorção de imazaquin; avaliar a cinética de sorção e dessorção do imazaquin em solos através do método "batch" e; determinar a sorção dependente do tempo do diuron e sua interação com o tamanho dos agregados do solo. Na primeira parte foi avaliada a sorção e a mobilidade do imazaquin em solos com diferentes características químicas, físicas e mineralógicas utilizando as técnicas de deslocamento miscível e "batch". Com os dados de lixiviação do imazaquin utilizou-se um modelo matemático bicontínuo que considera a sorção sob condições de não-equilíbrio. O modelo forneceu alguns parâmetros de sorção e transporte do imazaquin através da coluna. No método "batch" os dados experimentais foram ajustados à equação de Freundlich, que também forneceu parâmetros de sorção. Na segunda parte foram estudadas a sorção e dessorção do imazaquin em solos com diferentes características químicas e mineralógicas através do uso de isotermas e estudos de cinética e assim quantificar a histerese no processo de sorção-dessorção. Para todos estes ensaios foi utilizado o método "batch", com os dados das isotermas de sorção e dessorção sendo ajustados pela equação de Freundlich. Os dados de cinética foram ajustados pela equação de Elovich. No terceira e última parte foi avaliada a sorção do diuron em função do tempo de incubação e do tamanho do agregado do solo, assim como a interação destes dois fatores. Em períodos pré-determinados, amostras de solo incubadas com o diuron foram extraídas e oxidadas, obtendo-se as frações em equilíbrio com a solução, sorvida e resíduo-ligado. Com relação aos resultados, o imazaquin apresentou baixa sorção e alta mobilidade em coluna para todos os solos estudados, principalmente o mais arenoso. A curva de eluição do imazaquin ajustou-se ao modelo matemático que considera a sorção ocorrendo sob condição de não-equilíbrio. O método do deslocamento miscível apresentou os menores valores de Kd para o imazaquin, comparado ao método "batch", sendo atribuída esta diferença ao não-equilíbrio no processo de sorção durante o transporte do imazaquin na coluna. No estudo de sorção/dessorção do imazaquin constatou-se que os coeficientes de sorção do imazaquin foram baixos para todos os solos, com a menor sorção sendo observada no solo RQ que apresenta baixos teores de argila e carbono orgânico do solo. Os coeficientes de dessorção do imazaquin foram maiores que seus coeficientes de sorção, demonstrando ocorrer histerese na dessorção. A histerese foi observada em todos os solos. A sorção do imazaquin ocorreu em duas fases, sendo que a segunda fase, mais lenta, é influenciada por processos difusivos. No estudo de incubação do diuron, houve correlação negativa entre o diuron extraído em solução de CaCl2 e o conteúdo de carbono orgânico no solo. Não foi observada interação entre o tempo de incubação e o tamanho dos agregados, evidenciando que a sorção dependente do tempo, neste caso, não está relacionada à estrutura do solo. A fração sorvida de diuron aumentou com o tempo de incubação, indicando que o processo de sorção é dependente do tempo. / The aim of this study was to evaluate the column flow and batch methods in the measurement of the imazaquin sorption: to evaluate de sorption kinetic and desorption of the imazaquin in soil by batch method and; to evaluate the time-dependent sorption of the diuron and the interaction with the aggregate size of the soil. In the first part it was evaluated the imazaquin mobility and sorption in soils with different mineralogical, physical and chemical characteristics. The imazaquin breakthrough curves were fitted by a mathematical model that considers the nonequilibrium sorption. The model provided sorption and transport parameters. In the batch method the experimental data were fitted to Freudlinch equation, which provided also the sorption parameters. In the second part were studied the imazaquin sorption/desorption in soils with with different mineralogical, physical and chemical characteristics. It was carried out by batch method and kinetics studies, which allowed quantifying the hysteresis in the sorption-desorption process. The experimental data were fitted to the Elovich equation. In the third and last part it was evaluated the time dependent sorption of the diuron and the influence of the aging and aggregate size. Samples of aged soil were extracted and combusted in pre-determined periods. It was obtained the equilibrium, sorbed and bound-residue fractions. Regarding the results, the imazaquin showed low sorption and high mobility in columns for the three soils, mainly the sandy soil. The imazaquin breakthrough curve fitted to the mathematical model that considers the nonequilibrium sorption. The miscible displacement method showed the lower values of the Kd than the batch method. This result was attributed to the nonequilibrium sorption during the imazaquin transport through the column. In the sorption/desorption study it was observed that the imazaquin sorption coefficients were low for the three soils. The RQ soil showed the lowest Kd value. This soil presented the lower clay and organic carbon content. The imazaquin desorption coefficients were higher than the sorption coefficients, evidencing that occurred hysteresis in the process. The imazaquin sorption occurred in two phases. The second phase, which is slower, seems to be influenced by diffusive processes. In the aging experiment it was noted negative correlation between extracted diuron in CaCl2 solution and organic carbon content. It was not observed interaction between the incubation period and aggregate size, demonstrating that the time dependent sorption, in this case, is not related to the soil structure. The sorbed fraction of the diuron increased during the aging, indicating that the sorption process is time dependent.

A Leishmaniose visceral (LV) é uma zoonose de ampla distribuição, e atualmente, representa sério problema para a saúde pública. Nas Américas, agente etiológico é a Leishmania (Leishmania) infantum, transmitido, principalmente, pela picada da fêmea de Lutzomyia longipalpis (Diptera: Psychodidae) infectada. O cão doméstico é considerado o principal reservatório da doença. No Brasil, embora sejam utilizadas diversas estratégias para o controle da doença, a mesma persiste e continua sendo dispersada. Devido ao fato dessas estratégias apresentarem dificuldades, por sua complexidade e custo de seus protocolos, faz-se necessária a reavaliação da eficácia e viabilidade das mesmas em estudos teóricos. O uso da modelagem matemática tem auxiliado essas avaliações. Após a adaptação de um modelo já existente para LV, foi avaliada a eficácia do uso de intervenções em cães, como coleira impregnada com deltametrina, vacina e sacrifício, em diferentes coberturas e de modo regular e contínuo. Como base, foram utilizados dados característicos de áreas endêmicas do Brasil. Os cinco melhores cenários simulados foram capazes de diminuir as prevalências de cães e humanos, consideravelmente. Por ordem de eficácia são: 1) Coleira em 75% dos cães; 2) Sacrifício de 90% dos cães; 3) Coleira em 50% dos cães; 4) Sacrifício de 75% dos cães; 5) Vacina (eficácia vacinal de 80%) em 75% dos cães. Algumas medidas foram capazes de gerar cenários parecidos ou semelhantes, de prevalências em cães e humanos, quando utilizadas em diferentes coberturas de cães. Visto que a dinâmica da LV apresentou-se altamente dependente dos parâmetros relacionados ao vetor, e, uma vez que a coleira impregnada com inseticida interfere nestes parâmetros, o uso da mesma em cães se mostra como uma medida eficaz no controle da LV. Entretanto, o efeito repelente da coleira se mostrou eficaz quando se encoleira grande cobertura de animais. Sendo assim, todas medidas enfocadas em cães, simuladas no presente estudo, são capazes de controlar a prevalência da LV nas populações de cães e humanos, desde que utilizadas em alta cobertura de animais. / Visceral Leishmaniasis (VL) is a zoonosis of worldwide distribution, representing serious public health problem. At the Americas, the etiologic agent is Leishmania (Leishmania) infantum, transmitted, mainly, by the bite of the female of infected Lutzomyia longipalpis (Diptera: Psychodidae). The natural hosts are rodents, edentulous, marsupials, primates and canids, with the domestic dog considered the main reservoir of the disease. In Brazil, although several strategies to control the disease are used, the VL still persist and are dispersing. Due to the fact of the control for LV presents difficulties because its complexity and cost of its protocols, becomes necessary reassessment of their effectiveness and viability in theoretical studies. The mathematical modeling has helped these reassessments. After the adaptation of an existing model for LV, was evaluated the impact of the use of interventions in dogs, like as deltamethrin-impregnated collar, vaccine and sacrifice. Were used, as the basis, characteristic datas from endemic areas of Brazil. The top five simulated measures were: collar in 75% of dogs, sacrifice of 90% and 75% of the seropositive dogs, collar in 50% of the dogs and vaccine (vaccine effectiveness 80%) in 75% of seronegative dog. There was observed that different measures, to both prevention and control, resulted in similar scenarios of dogs and humans prevalence. The repellent effect of the collar was effective since a extensive coverage animals be conduced. The LV dynamics showed to be highly dependent on the parameters related to the vector, and because of this the use of deltamethrin-impregnated collar can be the best measure, to interfere directly in the both mortality of the same and inhibition of the bite. Thus, these measures, focused on dogs, in this study, are able to significantly decrease the populations of infected dogs and humans, since be used for high coverage of animals and are regularly implemented with the same intensities and for prolonged period.

Estudamos, através de modelagem matemática, aspectos estacionários, espaciais e temporais relacionados à propagação e controle de doenças infecciosas de transmissão direta por contato pessoa-a-pessoa. Elaboramos modelos matemáticos determinísticos fundamentados no princípio de ação de massas em Epidemiologia, levando em consideração a simetria no número de contatos entre suscetíveis e infectados, o que nos permitiu estimar a taxa per capita de contatos potencialmente infectantes e, por conseguinte, a força de infecção e os possíveis efeitos de diferentes programas de vacinação. O desenvolvimento do modelo de estado estacionário foi feito com base em dados sorológicos de rubéola (Azevedo Neto 1992) para uma população que ainda não havia sido imunizada por meio de vacinação. Analisamos, então, o efeito de três diferentes esquemas de vacinação para a rubéola, nos seguintes intervalos de idade: de 1 a 2 anos, de 7 a 8 anos e de 14 a 15 anos. A incerteza estatística na idade média de infecção foi estimada com o auxílio do método de Monte Carlo e tal metodologia foi aplicada a dados de varicela e hepatite A. Estudamos também o aspecto espacial, com a inclusão da variável distância na formulação de um modelo SIR e análise da influência do alcance de interação entre indivíduos. E, através do estudo da força de infecção em função da idade e do tempo, pudemos analisar, de modo qualitativo, diferentes cenários na evolução temporal de uma doença infecciosa. / We have studied, based on mathematical modelling, stationary, spatial and temporal features related to the propagation and control of directly transmitted infectious diseases through person-to-person contact. We have developed deterministic mathematical models founded on the mass-action principle of Epidemiology, taking into account the symmetry of contacts among susceptible and infectious individuals. Such symmetry enabled us to estimate the potentially infective per capita contact rate and, therefore, the force of infection and the possible effects of different vaccination programmes. The steady state modelling has been based on rubella serological data of a non-immunized population (Azevedo Neto 1992) and we have analysed three different vaccination schemes against rubella in the following age intervals: from 1 to 2 years of age, from 7 to 8 years of age, and from 14 to 15 years of age. The serological data variability has been considered in the estimation of the statistical uncertainty of the average age at infection by means of the Monte Carlo method and we have applied this methodology to varicella and hepatitis A data. The spatial feature in a SIR model has been studied with the analysis of the influence of the interaction range among individuals. We have also studied the force of infection as a function of age and time and we have analysed, in a qualitative way, different situations in the time evolution of an infectious disease.

O presente trabalho consistiu no desenvolvimento e avaliação de um modelo de simulação voltado à análise de risco econômico, servindo de auxílio nas tomadas de decisão quanto ao planejamento e gerenciamento dos projetos de irrigação da cultura do cafeeiro. A linguagem de programação utilizada foi o Visual Basic aplicada ao Excel (Linguagem de Macro), e o processo de simulação baseou-se no método de "Monte Carlo". Cuidados foram tomados para que a estrutura do modelo fosse versátil e servisse também para a solução de problemas freqüentes na agricultura irrigada. As análises de aplicação do modelo foram feitas com os dados levantados em duas propriedades que irrigam o cafeeiro: Faria e Macaubas. A propriedade Faria situa-se na cidade de Lavras-MG, região Sul de Minas, e possui sistema de irrigação por gotejamento de 13,5ha. A propriedade Macaubas situa-se na cidade de Araguari-MG, região do Triângulo Mineiro, e possui sistema de irrigação pivô central de 98,4ha. Três pacotes tecnológicos (40, 60 e 80sc/ha), seis manejos anuais de irrigação e a ocorrência de eventualidades na vida útil da cultura, foram analisados. O modelo desenvolvido mostrou-se eficiente para realizar os cálculos voltados ao planejamento e determinação do risco econômico da cafeicultura irrigada e a estrutura modular proposta possibilita o acompanhamento de grande parte do processo de cálculo das análises de simulação. O equacionamento proposto para estimar a evapotranspiração de referência (ETo), o armazenamento de água no solo, as despesas com água e energia, os benefícios e a produção, apresentaram resultados satisfatórios. As opções disponíveis, bem como os mecanismos de ajustes existentes, possibilitam a escolha das melhores alternativas e a composição de cenários para serem analisados. Com algumas modificações nas séries de preços e na função de produção, o modelo poderá ser adaptado futuramente para analisar economicamente outras culturas perenes de comportamento semelhante ao cafeeiro. De maneira geral, as análises de risco econômico da cafeicultura irrigada, realizadas para as propriedades Faria e Macaubas, mostraram que: - Não é viável economicamente produzir café no pacote tecnológico de 40sc/ha na propriedade Faria. Na propriedade Macaubas, o mesmo pacote tecnológico mostrou-se viável economicamente somente no manejo de irrigação suplementar durante todo o ano. Os demais manejos analisados apresentam risco de um valor presente líquido negativo. - Os pacotes tecnológicos de 60sc/ha e 80sc/ha mostraram-se economicamente viáveis para as duas propriedades, adotando-se ou não a irrigação. O manejo de irrigação suplementar durante todo ano sempre mostrou-se a melhor alternativa econômica. - A ocorrência de eventualidades não comprometeu a viabilidade dos dois projetos de irrigação, quando conduzidos no pacote tecnológico de 60sc/ha e manejo de irrigação suplementar durante todo o ano; apenas reduziram a lucratividade. A eventualidade, considerando o atraso de dois anos no início da produção da lavoura cafeeira, foi a mais prejudicial dentre aquelas analisadas. - Em relação ao custo total de produção da cafeicultura irrigada nas duas propriedades, verificou-se nos anos de vida útil da cultura que: os serviços e os materiais foram os itens mais significativos no custo total, ficando entre 40,7% e 60,4% para os serviços, e entre 15,3% e 34,3% para os materiais; as despesas com energia elétrica e água são pequenas, considerando-se a irrigação suplementar durante todo o ano, as despesas nunca foram maiores que 3,8% para a Fazenda Faria, e 5,0% para a Fazenda Macaubas; os custos médios com o sistema de irrigação ficaram entre 10,3% e 29,7% para a Fazenda Faria, e entre 7,0% e 19,4% para a Fazenda Macaubas. / This study shows the application of an economic risk model to help the decision makers on planning process for coffee irrigation projects. The model was built in Excel sheet using Visual Basic Macro and the simulation process used Monte Carlo method. It was used data from two irrigated coffee farms located at Lavras, MG (13.5ha) and Araguari, MG (98.4ha). Three different yield technology levels (2,500 , 3,600 , 4,800kg/ha), and six irrigation treatments were analyzed. The model showed good efficiency in planning and economic risk determination. The methods used by the model to determine reference evapotranspiration (ETo), soil water balance, energy and water cost showed good results and enabled to determine the best economic option. An application of the model permits the following conclusions: - It was not economically viable to produce coffee using the 2,400kg/ha yield technology level at Lavras farm. The same technology level was viable when the coffee was irrigated all the year for Araguari farm; - The 3,600kg/ha and 4,800kg/ha were economic viable for both farms and they were independent on irrigation; - Different sceneries were analyzed and the worst scenerie was the yield loss for two following years. Even in the worst scenerie, the 3,600kg/ha yield technology level showed economical viability with irrigation along all the year; - Variable cost was the most significant cost in the coffee production. The energy and water cost represented 3.8% for Lavras farm and 5.0% for Araguari farm. The irrigation cost was in a range 10.3% to 29.7% for Lavras farm and 7.0% to 19.4% for Araguari farm.