Um procedimento baseado no uso sequencial de simulação Monte Carlo e cálculos de Mecânica Quântica é proposto e usado para o tratamento de efeitos de solvente, com especial atenção parao sovatocromismo no espectro de absorção molecular. A ideia básica é realizar simulações clássicas com o método Monte Carlo para gerar estruturas supermoleculares do sistema em solução e em seguida tratar estas supermoléculas (soluto, solvente e suas interações) com cálculos quânticos. Um modelo totalmente discreto do solvente é utilizado e, portanto, o uso de meios dielétricos contínuos é dispensado. Neste procedimento, as supermoléculas são compostas por uma molécula do soluto rodeada pela primeira camada de solvatação definida através da função distribuição. Os efeitos de solvente são calculados usando médias configuracionais sobre estruturas supermoleculares descorrelacionadas obtidas através de análises estatísticas das simulações. Como aplicação, os deslocamentos espectrais da primeira banda de absorção do benzeno 1B2u(- *), devido a presença de diversos solventes, foram analisados e calculados. Boa concordância com os resultados experimentais foram obtidos. / A approach based on the sequential use of Monte Carlo simulation and Quantum Mechanics is proposed and use for the treatment of solvent effects with special attention to solvatochromic shifts. The basic Idea is to perform a classical Monte Carlo simulation to generate supermolecular structures of the system, then to treat these supermolecules (solute, solvent and all its interaction) by quantum mechanics. This is a totally discrete modelo f the solvent that avoids the use of a dielectric continuum. In this approach, the supermolecules are composed by the solute molecule surrounded by the first solvation Shell as determined by the distribution function. The solvent effects are calculated using ensemble average over uncorrelated supermolecular structures obtained by statistical analysis. As na application, the spectral shifts of the 1B2u(- *) trnsition of benzene in different solvents are investigated. Good agreement with the experimental results are obtained.

As expectativas da Organização Mundial de Saúde para o ano de 2030 são que o número de mortes por câncer seja de aproximadamente 13,2 milhões, evidenciando a elevada parcela desta doença no problema de saúde mundial. Com relação ao câncer de próstata, de acordo com o Instituto Nacional do Câncer, o número de casos diagnosticados no mundo em 2012 foi de aproximadamente 1,1 milhão, enquanto que no Brasil os dados indicam a incidência de 68 mil novos casos. O tratamento deste tipo de neoplasia pode ser realizado com cirurgia (prostatectomia) ou radioterapia. Dentre a radioterapia, podemos destacar a técnica de braquiterapia, a qual consiste na introdução (implante) de pequenas fontes radioativas (sementes) no interior da próstata, onde será entregue um valor elevado de dose no volume de tratamento e baixa dose nos tecidos ao redor. No Brasil, a classe médica estima uma demanda de aproximadamente 8000 sementes/mês, sendo o custo unitário de cada semente de pelo menos U$ 26,00. A Associação Americana de Físicos na Medicina publicou alguns documentos descrevendo quais parâmetros e análises devem ser realizadas para avaliações da distribuição de dose, como por exemplo, os parâmetros Constante de taxa de dose, Função radial e Função de anisotropia. Estes parâmetros podem ser obtidos através de medidas experimentais da distribuição de dose ou por simulações computacionais. Neste trabalho foram determinados os parâmetros dosimétricos da semente OncoSeed-6711 da empresa Oncura-GEHealthcare e da semente desenvolvida pelo Grupo de Dosimetria de Fontes de Braquiterapia do Centro de Tecnologia das Radiações (CTR IPEN-CNEN/SP) por simulação computacional da distribuição de dose utilizando o código MCNP5, baseado no Método de Monte Carlo. A semente 6711 foi modelada, assim como um sistema dosimétrico constituído por um objeto simulador cúbico de 30x30x30 cm3 preenchido com água. Os valores obtidos da semente 6711 foram comparados com alguns apresentados na literatura, onde o parâmetro Constante de taxa de dose apresentou erro relativo em relação ao valor publicado no TG- 43 de 0,1%, sendo que os outros parâmetros analisados também apresentaram boa concordância com os valores publicados na literatura. Deste modo, pode-se considerar que os parâmetros utilizados nas simulações (espectro, modelagem geométrica e avaliação de resultados) estão compatíveis com outros estudos, sendo estes parâmetros também utilizados nas simulações da semente do IPEN. Considerando as análises de incerteza estatística, os valores obtidos da semente do IPEN são semelhantes aos valores da semente 6711. / Expectations of the World Health Organization for the year 2030 are that the number of cancer deaths is approximately 13.2 million, reflecting the high proportion of this disease in global health issue. With respect to prostate cancer, according to the National Cancer Institute, the number of cases diagnosed worldwide in 2012 was approximately 1.1 million, while in Brazil the data demonstrated the incidence of 68,000 new cases. The treatment of cancer can be performed with surgery (prostatectomy) or radiation therapy. Among radiotherapy, we can highlight the brachytherapy technique, which consists in the introduction of small radioactive sources (seeds) within the prostate, which is delivered a high dose value in the treatment volume and low dose in the surrounding tissues. In Brazil, the medical profession estimates a demand of approximately 8000 seeds / month, and the unit cost of each seed at least US $ 26.00. The AAPM protocol TG-43 recommend the dose-rate constant, radial dose function and anisotropy function for dosimetric analysis LDR brachytherapy seeds. In this work, Monte Carlo simulations were performed in order to assess the dosimetric parameters of the OncoSeed-6711, manufactured by Oncura-GEHealthcare, and a seed developed by Radiation Technology Center, using the MCNP5 code. A 6711 seed, anIPEN seed and the 30x30x30cm3phantom filled with water were modeled to simulatethe dose distribution. The 6711 seed parameters were compared with literature, and the results presented relative error less than 0.1% for Λ. In comparison with the 6711 seed, the IPEN model seed dosimetric parameters were similar, account the statistical uncertainty.

Materiais radiologicamente equivalentes ao tecido humano (Tissue Equivalent Material - TEM) têm a finalidade de evitar exposição injustificável à radiação de pacientes e são amplamente utilizados no controle de qualidade de equipamentos de diagnóstico por imagem. Esses materiais devem ser caracterizados para que se possa confiar em sua semelhança, em termos de suas propriedades de interação com a matéria, aos tecidos que substituem. Uma das maneiras de caracterizar os materiais é verificando se o espectro transmitido através deles se assemelha ao transmitido através do tecido que substituem. O método Monte Carlo (MC) é uma ferramenta útil no processo de caracterização dos TEM pois pode evitar o processo custoso de realizar experimentos de transmissão de raios-X. Esse trabalho investigou a aplicabilidade do método MC à caracterização de TEM de tecido mamário (bTEM) utilizados no controle de qualidade de equipamentos de mamografia. Para verificar a aplicabilidade do método MC, uma série de resultados de simulações foi comparada a resultados experimentais. Espectros de raios X transmitidos foram comparados diretamente através da média de seus resíduos reduzidos (Mean Weighted Squared Residuals - MWSR). Comparações foram feitas através de grandezas derivadas dos espectros. Essas grandezas foram: as camadas semi-redutoras (primeira e segunda), a energia média e a energia efetiva. Foi realizada uma discussão acerca da eficiência de cada uma dessas comparações, através da estimativa do poder de cada teste de hipótese. Os experimentos de transmissão de radiação foram realizados em duas instalações, no Laboratório de Dosimetria das Radiações e Física Medida da Universidade de São Paulo, onde foi utilizado um tubo de raios X com anodo de tungstênio adaptado para qualidades de feixe utilizadas em aplicações mamográficas, e no Centro de Desenvolvimento de Tecnologia Nuclear da Comissão Nacional de Energia Nuclear, equipado com um mamógrafo clínico com anodos de tungstênio e molibdênio. Diversas condições experimentais foram variadas para assegurar a robustez das conclusões, tais como as combinações anodo/filtro, os materiais constituintes dos bTEM, suas glandularidades, espessuras e as tensões de pico. Os espectros sem nenhuma atenuação (0 mm) também foram medidos e utilizados nas comparações. Os espectros foram medidos com um detector comercial de CdTe. Dosímetros termoluminescentes foram utilizados para estimar a dose depositada em diversas regiões do bTEM, e esses resultados foram também comparados às simulações. Além da estimativa do nível de exatidão alcançado pelo código de MC nas referidas condições, também se concluiu que o teste de hipótese do MWSR teve o maior poder estatístico, de 0,996. O MWSR foi o teste que demonstrou a compatibilidade dos espectros medidos o maior número de vezes. Esse teste aceitou 48% dos pares de espectros contra 40% de aceitação do teste da primeira camada semi-redutora, que foi o segundo teste com maior aceitação. / man radiologically tissue equivalent materials (TEM) have the purpose of avoiding unjustifiable irradiation of patients; they are largely used in the quality control of image diagnostic equipment. These materials must be characterized so that their similarity to the tissues they simulate can be relied upon, regarding their properties of interaction with radiation. One way of characterizing the materials is by checking the resemblance between their transmitted spectrum to the one of tissue they simulate. The Monte Carlo (MC) method is a useful tool in the TEM characterization process, since it may avoid the realization of costly experiments of transmitted X-ray spectrometry. MC may even dismiss preliminary experiments. This work investigated the applicability of the MC method to the characterization of breast tissue TEM (bTEM) used in the quality control of mammography equipment. To evaluate the applicability of the MC method, a series of simulation results was compared to experimental data. Transmitted spectra were directly compared through their mean weighted squared residues (MWSR), and by the comparisons of spectra derived quantities, as it is commonly done in the literature. These quantities were: the half value layers (first and second), the mean energy and the effective energy. A discussion about the efficiency of each one of these comparisons was made by estimating the statistical power of each hypothesis test. The radiation transmission experiments were carried out in two facilities: at the Laboratory of Radiation Dosimetry and Medical Physics of the University of São Paulo, where a tungsten anode X-ray tube adapted to mammographic applications was used. The rest of the experiments was done at the Nuclear Technology Development Center of the National Commission of Nuclear Energy, equipped with a clinical mammographic equipment with anodes composed by tungsten and molybdenum. Several experimental conditions were varied to ensure the robustness of the conclusions, such as the anode/filter combination, the bTEM constituent materials, their glandularities, thicknesses and peak voltages. Spectra with no attenuation (0 mm) were also measured and used in the comparisons. The spectral measurements were done with a commercial CdTe detector. Thermo-luminescent dosimeters were used to estimate the dose deposited at several regions inside the bTEM, and these results were also compared to simulations. In addition to estimating the level of accuracy achieved by the MC code in the mentioned conditions, it was also concluded that the highest statistical power was scored by the MWSR and it was of 0.996. The MWSR was also the test which attested this compatibility of the measured spectra the most. It accepted 48% of the spectra pair against 40% acceptance of the first half value layer test, which was the second test with most acceptance.

Utilizamos o método de Monte-Carlo de campo médio, proposto por Netz e Berker, para estudar o comportamento termodinâmico dos modelos de Ising e de Blume-Capel numa rede quadrada. Esse método mistura conceitos de amostragem aleatória (Monte Carlo) com equações de campo médio usual. Seus autores afirmam que o método pode permitir representações de diagramas de fase com amostragens muito menores do que as usadas nas simulações de Monte Carlo convencionais e com a eliminação de certas consequências indesejáveis da aplicação das equações de consistência de campo médio. Entretanto, não observamos, pelo menos nos modelos que foram estudados, uma tendência clara de redução de amostragens (número de passos de Monte Carlo) em relação a simulações computacionais pelos métodos conhecidos. Além disso, os nossos cálculos apontam na direção de uma grande semelhança com os resultados usuais de uma aproximação de Bethe-Peierls. Esses problemas devem ser somados ao fato de não haver uma boa explicação para o mecanismo do método de Netz e Berker, dada a dificuldade de estudar a dinâmica em que ele se baseia. / We have used the method of Monte Carlo Mean Field, recently proposed by Netz and Berker, to study the thermodynamic behavior of the Ising and Blume-Capel models on square lattices. This method merges concepts of stochastic sampling (Monte Carlo) with the usual mean-field equations. Their authors claim that the method permits representations of phase diagrams with much less samplings than those used in conventional Monte Carlo simulations, eliminating also certain undesirable consequences of the application of the mean - field consistency equations. However, we haven\'t observed, at least in the models we have studied, a clear tendency of a reduction of the samplings (number of Monte Carlo steps) compared with computational simulations by other known methods. Also, our calculations point to great resemblances with usual results given by Bethe-Peierls approximations. To these problems, we must add the fact that there is no good explanation for the machinery of Netz and Berker\'s method, given the difficulty of studying the stochastic dynamics on wich is based.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Existe um grande número de estudos que examina a dependência entre energia e alcance para elétrons com energias desde alguns keVs até centenas de MeVs. Porém, a descrição quantitativa do transporte de elétrons de baixa energia é um problema complexo, especialmente devido à não disponibilidade de dados confiáveis para as seções de choque dos diferentes mecanismos por meio dos quais elétrons interagem com a matéria. Uma vez que os modelos analíticos de transporte de elétrons ou são incompletos ou apresentam dificuldades até o momento intransponíveis, os códigos de Monte Carlo têm sido a alternativa adotada nestas abordagens e são hoje extensivamente utilizados. É sabido que na interação de radiações ionizantes com o tecido vivo podem ocorrer danos severos em estruturas nos níveis celular e sub-celular. Uma vez que a transferência de energia de radiações ionizantes para o meio ocorre predominantemente através da interação dos elétrons secundários produzidos por esta com o material, existe um interesse especial na determinação da relação entre energia inicial e alcance para elétrons; especialmente os de baixa energia. Neste trabalho é estudada a relação entre energia inicial e alcance em meio biológico para elétrons com energias entre 110 eV e 50 keV. Para tal foi utilizado o código de Monte Carlo PENELOPE com o qual foram realizadas simulações do transporte de elétrons de baixa energia (110 eV a 50 keV) e dos fótons secundários gerados por estes provenientes de uma fonte monoenergética isotrópica localizada no interior de um meio tecido equivalente homogêneo. A partir daí, as grandezas de interesse foram calculadas e analisadas.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Até a década de 1990 acreditava-se que o DNA era a única molécula alvo das radiações ionizantes. Mas algumas observações questionaram esta teoria. Em 1992 o efeito bystander, em português, efeito espectador, foi descrito por Nagasawa e Little. Este efeito é responsável por uma série de respostas como morte, instabilidade cromossômica ou outras anormalidades que ocorrem em células não irradiadas, que entraram em contato com células irradiadas ou meio irradiado a partir de células irradiadas. Entender o efeito bystander pode ter consequências importantes para a terapia e estudos do risco às exposições de baixas doses de radiação ionizante. Organismos vivos são compostos de milhões de células que, juntas, executam tarefas de grande complexidade. Apesar de cada célula ter uma estrutura interna que obedece às leis da bioquímica, é a interação entre as células que gera uma gama de diferentes fenômenos. Os modelos computacionais buscam soluções elegantes para simular a natureza. Neste trabalho, desenvolvemos um modelo computacional para simular o efeito bystander das radiações ionizantes em culturas celulares. Este modelo computacional é um autômato celular bidimensional, consistindo de duas redes sobrepostas, onde a primeira representa a cultura de células, e a segunda, o meio no qual as células são incorporadas. O modelo computacional descreve o comportamento do efeito bystander para diferentes configurações e densidade de células onde diferentes níveis de sinais são liberados pelas células irradiadas no meio. O efeito de re-emissão de sinais também foi introduzido no modelo. A partir dos dados das simulações foram obtidas equações capazes de antever os resultados experimentais. Os resultados obtidos a partir do modelo computacional e do ajuste matemático mostraram-se em excelente concordância com dados experimentais disponíveis na literatura. Observou-se que há dois pontos de inflexão nas curvas de dose-resposta no regime de baixa dose que podem representar uma adaptabilidade da cultura celular à radiação ionizante, transformando-a mais ou menos rádio resistente. / Until the 1990s it was believed that the DNA was the only target molecule of ionizing radiation. But some observations have questioned this theory. In 1992, the bystander effect was described by Nagasawa and Little. This effect is responsible for a series of answers as death, chromosomal instability or other abnormalities that occur in non-irradiated cells, which get in contact with irradiated or irradiated medium from irradiated cells. Understanding the bystander effect may have important consequences for therapy and exposure risk studies to low doses of ionizing radiation. Living organisms are composed of millions of cells that together perform tasks of great complexity. Although each cell has an internal structure that obeys the biochemistry laws, it is the interaction between the cells that generate a range of different phenomena. Mathematical models seek elegant solutions to simulate nature. In this work, we developed a computer model to simulate the bystander effect of ionizing radiation in cell cultures. This computational model is a two-dimensional cellular automata, consisting of two overlapping networks, where the first represents the cells culture and the second, the medium in which cells are embedded. The computational model describes the behavior of the bystander effect for different configurations and cells density where different signal levels are released by cells irradiated in the medium. The signals re-emission effect was also introduced in this model. From the simulations data, equations capable of predicting the experimental results were obtained. The results obtained from the computational model and the mathematical model are in excellent agreement with experimental data available in the literature. It was observed that there are two inflection points in the dose-response curves in the low dose regime and they may represent a cell culture adaptability to ionizing radiation by transforming it into more or less radio-resistant.

A mamografia é a principal técnica radiográfica utilizada para imagens das mamas. A mama é um órgão radio-sensível e existe um risco de câncer induzido pela radiação associado com a mamografia. A dose glandular média (DG) é a grandeza dosimétrica aceita para caracterizar o risco de câncer induzido pela radiação. Estudos anteriores concluíram que a DG depende não somente do conteúdo glandular, mas também da distribuição do tecido glandular dentro da mama. Neste trabalho, é proposto um novo método para a geração de modelos computacionais de mama com tecido epitelial e distribuição espacial do tecido glandular de pacientes submetidos a exames de mamografia digital. Cento e setenta modelos computacionais de mama com diferentes glandularidades foram simulados e os resultados foram comparados com valores de coeficientes de conversão para DG recomendados. As diferenças encontradas sugerem que os coeficientes de conversão recomendados internacionalmente podem superestimar a dose glandular média para mamas menos densas e subestimar a dose glandular média para as mamas mais densas. A metodologia descrita neste trabalho constitui uma ferramenta poderosa para a dosimetria em mamografia, principalmente para estudos de risco. / Mammography is the main radiographic technique used for breast imaging. A major concern with mammographic imaging is the risk of radiation-induced breast cancer due to the high sensitivity of breast tissue. The mean glandular dose (DG) is the dosimetric quantity widely accepted to characterize the risk of radiation induced cancer. Previous studies have concluded that DG depends not only on the breast glandular content but also on the spatial distribution of glandular tissue within the breast. In this work, a new method for generating breast models featuring skin composition and glandular tissue distribution from patients undergoing digital mammography is proposed. A hundred and seventy breast models with different breast glandularity were simulated and the results were compared with those obtained from recommended DG conversion factors. The results show that the internationally recommended conversion factors may be overestimating the mean glandular dose to less dense breasts and underestimating the mean glandular dose for denser breasts. The methodology described in this work constitutes a powerful tool for breast dosimetry, especially for risk studies.

A subpressão consiste em um dos maiores problemas no que diz respeito à segurança de obras hidráulicas. A execução de vedações com cortinas de injeção de cimento, associadas à drenagem é de suma importância para coibir as ações da água percolada através de suas fundações. Torna-se, portanto, indispensável conhecer elementos para a verificação do bom funcionamento destes sistemas. Grande parte dos critérios de subpressão utilizados hoje no dimensionamento de barragens é baseada em métodos determinísticos e empíricos, com origem em experiência acumulada sob certas condições específicas. Quando tais critérios são utilizados para lugares específicos, com feições geológicas peculiares, podem não refletir os dados utilizados anteriormente. Tanto projetos sem segurança como antieconômicos podem resultar desta prática. Neste trabalho, procura-se avaliar a eficácia dos sistemas de vedação e drenagem de maneira probabilística, utilizando métodos estatísticos e dados obtidos durante a execução de obras já prontas, de modo a considerar a heterogeneidade dos maciços de fundação. A primeira parte da pesquisa consistiu, portanto, na compilação e ajuste de curvas de distribuição estatística aos valores de absorções de água e calda de cimento das barragens da Usina Hidrelétrica de Salto Caxias e da derivação do Rio Jordão. As duas localizam-se no Estado do Paraná e são de propriedade da COPEL - Companhia Paranaense de Energia. Ambas são fundadas em rochas basálticas, mas possuem diferentes características de permeabilidade. A eficácia de uma cortina de injeção pode ser dividida em duas: na dos trabalhos de injeção, com o controle dos valores de calda de cimento absorvida, e na da cortina em si, através da verificação da diminuição das subpressões e das vazões de percolação. Assim, através da análise da tendência das curvas de distribuição encontradas, foi possível comprovar o bom resultado dos trabalhos de injeção realizados nas duas obras. Na segunda parte da pesquisa, é proposta uma metodologia de análise probabilística da eficácia das cortinas de vedação e de drenagem. Esta metodologia baseia-se nos princípios do método de Monte Carlo, gerando-se cenários aleatórios de acordo com as curvas de distribuição estatísticas obtidas da primeira parte do trabalho. Através de simulações numéricas com elementos finitos, com valores de permeabilidades das fundações obedecendo àquelas distribuições estatísticas, foi possível obter uma distribuição estatística das subpressões. Com isso, pode-se proceder a análises de confiabilidade, e probabilidades de falha podem ser obtidas utilizando leituras de instrumentação ou mesmo critérios de subpressão. / One of the biggest problems for hydraulic works safety is the uplift pressure. The execution of grouting, associated with drainage, is very important to control seepage through concrete dam foundations. Therefore, appropriate means to check the efficiency of those systems are essential for dam safety evaluation. Most of the uplift pressure criteria used nowadays for dam design is based on deterministic and empirical methods, originated from accumulated experience under certain specific conditions. When such criteria are used for a specific site, peculiar geological features may not be reflected in the data basis used as previous experience. Either unsafe or uneconomic designs may result from such practice. In this work, grouting and drainage systems effectiveness are evaluated in a probabilistic way, using statistical methods and data obtained during grouting execution, which provide good assessment for foundation properties variability. The first part of the research consisted, therefore, in the compilation and statistical distribution curves adjustment of data from Salto Caxias and Jordão river Hydroelectric Power Plants water pressure tests and grouting takes. The two dams are located in the state of Paraná, Brazil, and are owned by COPEL - Companhia Paranaense de Energia. They are founded on basaltic rocks, but have different permeability characteristics. Grout curtain effectiveness can be divided in two: in the grouting operation, with the treatment of cement grout take data, and in the curtain, which is measured by uplift and seepage reductions. Thus, by analyzing statistical distribution trends, it was possible to verify treatments effectiveness in the two dams. In the second part of the research, a probabilistic analysis methodology of drainage and grouting curtains effectiveness is proposed. This methodology is based on Monte Carlo method principles, randomly generating scenarios according to statistical distributions obtained in the first part of the work. By means of numerical simulations with finite elements, using foundation permeability coefficients following those statistical distributions, it was also possible to obtain a statistical distribution of uplift forces. Reliability analyses can be performed, and failure probabilities can be obtained using instrumentation readings, or even any uplift pressure criterion.

A presente pesquisa se refere à aplicação dos métodos estocásticos para estudar fenômenos críticos em modelos de sistemas classificados como desordenados que apresentam transição de fase do tipo-ordem desordem. Essa pesquisa é definida tanto no quadro teórico da Mecânica Estatística dos fenômenos críticos e transição de fase de equilíbrio e fora de equilibrio, com os recursos associados à análise de escala de tamanho finito quanto no quadro dos recursos aos processos estocásticos markovianos, descritos pela equação-mestra e associados a técnicas essencialmente numéricas como o método estocástico computacional de Monte Carlo. Na primeira etapa desta pesquisa, os modelos estudados são da classe denominada de votante majoritário. Eles são indexados pelo número z de vizinhos mais próximos com spin central, tem dois estados e são construidos em redes quadradas. A evolução dinâmica é dada pela regra da maioria junto com regradfe desempate. Eles não satisfazem a propriedade do principio do balanceamento detalhado, portanto, são classificados como descrevendo fenômenos fora do equilíbrio. Contudo, eles satisfazem a propriedade de simetria de inversão de sinal, o que os coloca teoricamente na classe de universalidade do modelo de Ising. Desta forma, a evolução dinâmica desses modelos é estudada com os recursos da equação mestra ou equação de evolução. No entanto, essa abordagem teórica é feita apenas na aproximação de campo médio, a qual fornece, na solução estacionária, os valores clássicos para os parametros relevantes. Em contrapartida, os valores numéricos exatos para os valores do ponto crítico e dos expoentes críticos, que são não clássicos, é dada por meio do recurso ao método de simulação computacional e à análise de escala de tamanho finito. Esses valores confirmam o resultado teórico quanto à classe de universalidade para cada modelo específico. Na sequência, estudam-se as propriedades dos modelos resultantes da combinação convexa do votante majoritário. Os resultados são semelhantes aos anteriores. Um resultado extra permitido por essas combinações convexa éa construção de uma relação contínua entre o valor crítico indutor da transição de fase e o número de vizinhos. Neste contexto foi apresentada uma solução para o problema do modelo mais simples desta classe de modelos. Com o modelo mais simples ilustram-se as condições universais de transição de fase, em particular o papel da dimensão do sistema. Na segunda etapa da pesquisa, cvonstrí-se, então, outra classe de modelos do votante que, por analogia com o modelo de Ising, tem como estado fundamental a fasse antiferromagnética: a classe dos modelos do votante minoritário. Essa classe de modelos possue as mesmas propriedades da classe de modelos do votante majoritário e por isso obtem-se os mesmos resultados. A analogia com o modelo de Ising é levada um pouco mais longe com a construção de um análogo aos modelo +-J: a construção da combinação convexa do votante majoritário com o minoritário. Para esse novo modelo constrói-se tanto o diagrama com as três fases, ferromagnética, paramagnética e antiferromagnética quanto as concentrações críticas que as distinguem. Não se obtém uma possível fase de vidro de spin. Uma vez que os modelos do votante são originalmente tidos como sistemas desordenados, comparam-se, para um mesmo modelo, resultados obtidos pela aplicação de dois diferentes métodos de tratar os modelos de sistemas desordenados: o método temperado-\"quenched\" - e o método recozido - \"annealed\". Na terceira etapa desta pesquisa e na mesma linha dos modelos estocásticos irreversíveis tratados anteriormente, estuda-se ainda outro modelo, classificado como jogo espacial nos sítios de uma rede quadrada. Simulações mostram que além de dois estados absorventes ha\'também a presença de um estado ativo definido por uma densidade finita de cooperadores e não cooperadores e que esse modelo se encontra na classe de universalidade do modelo de percolação direcionada. Nesta mesma etapa, mas, agora, no contexto da Mecânica sStatística de Equilíbrio, aborda-se o modelo de Ising quântico unidimensional com campo transverso por meio de simulação de Monte Carlo.Com o uso do método estiocástico e por meio da curva do colapso calculam-se os valores do ponto crítico e dos expoentes críticos desse modelo. / This research refers to the applications of the stochastic methods to the study of the critical phenomena in models of systems classified as disordered that undergo phase transition of the order-disorder kind. This research is defined as in the theoretical framework of the Statistical mechanics of the equilibrium and non-equilibrium of the critical phenomena and phase transition with the resources associated to the analysis of finite-size scale, as in the frame of the resources of markovian stochastic process described by the master equation associated with essentially numerical techniques such as stochastic computational method of Monte Carlo.l In this first stage of this research, the studied models belong to the class of the majority voter. They are described by a lattice with spins in each site with two states. The dynamic of these models is described by the majority rule together with a rule for solving problems of indecision. These models do not obey the principle of microscopic reversibility therefore they are classified as describing phenomena of non-equilibrium. However, they satisfy the property of \"up-down\" symmetry which make theoretically belong to the universality class of the Ising model. The mean field approach to the master equation is done and the exact value is pursued by the use of the method of the computational simulation with theuse of the analysis of finite-size scale. The results obtained for the critical exponents support the hypothesis of universality class of these models. There are constructions of the convex combination of these models. A question is raised about the simplest model and a possible solution is presented. There is a search for another kind of majority voter, but with an antiferromagnetic ground state, which leads to the minority voter. It is also to be classified in the same universality class. A natural unfold of this research is making the convex combination of the minority and majority voter models by analogy with the Ising model +- J and ask for the phase diagram class.Some results are also obtained by comparing the quenched and annealed approach to a same majority voter model. Finally, there are two more applications of these methods for obtaining critical point and critical exponents. The first refers to a model with absorbing state which is classified in the universality class of direct percolation. The second refers to a quantum model with transverse field.

No ambiente agrícola, a possibilidade de prever eventos futuros para poder estabelecer prioridades e planejar atividades são indispensáveis para um manejo adequado. Modelos matemáticos têm se tornado ferramentas valiosas para o entendimento de fenômenos e simulação de soluções de um dado sistema de interesse para diferentes condições iniciais e valores de parâmetros. O crescimento das plantas obedece a certos princípios fisiológicos que podem ser descritos, em termos quantitativos em resposta ao meio ambiente, através de equações matemáticas. Nos agrosistemas, a dinâmica da população de plantas daninhas pode ser descrita por modelos matemáticos que relacionam as densidades de sementes produzidas e de plântulas em áreas de cultivo. Os valores dos parâmetros dos modelos podem ser inferidos diretamente de experimentação e análise estatística, ou extraídos da literatura. O presente trabalho tem por objetivo investigar as particularidades dos parâmetros de modelos dinâmicos para populações de plantas daninhas, a partir de um experimento conduzido em campo, usando inferência Bayesiana via método de Monte Carlo com cadeias de Markov e analisar situações que podem alterar a dinâmica do comportamento populacional por meio de simulações. / In the agricultural environment, the possibility to predict future events to establish priorities and to plan activities is indispensable for an appropriate management. Mathematical models have become precious tools for the understanding of phenomena and simulation of solutions of a given system for different initial conditions and values of parameters. The growth of plants obeys the certain physiological principles that can be described, in quantitative terms in reply to the environment, through mathematical equations. In agrosystems, the dynamics of weed populations can be described by mathematical models that relates the produced seeds density and seedlings density in areas of a crop. The parameter models can be either directly inferred from experimentation and statistics analysis, or can be extracted from literature. The goals of this work is to investigate the particularitities of the dynamic models parameters for weed populations, from field experiment, using Bayesian inference by Monte Carlo method with Markov chains and to analyze situations that can modify the population behavior by simulations.