Orientador: Mauro Scharf. / Com: Produto educacional: Portifólio - Autismo: aprendizagem baseada em problemas com foco na inclusão. / Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências Naturais e Matemática) - Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências Naturais e Matemática, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

O envelhecimento populacional é hoje um fenômeno mundial. No caso brasileiro, pode ser contatado por um aumento de participação da população idosa, onde o Brasil passaria de 16 país com maior concentração de idosos no mundo em 1950, para o 6 em 2025, com cerca de 25 milhões de pessoas idosas. Em decorrência a essa modificação observada, surgem desafios para a Saúde Pública, como: (a) a promoção do envelhecimento saudável, (b) manter a independência e a vida ativa, pelo maior tempo possível, (c) desenvolver e elaborar políticas de prevenção de saúde. Nesse sentido, este estudo tem como objetivo avaliar a manutenção da capacidade funcional dos idosos, residentes no município de São José dos Campos, SP, Brasil. Esta avaliação será realizada em três etapas: a) na primeira etapa será realizada o estudo do Perfil Multidimensional do Idoso, (b) na segunda etapa, a partir dos resultados do perfil multidimensional, é analisada a manutenção da capacidade funcional dos idosos através do Índice de Barthel (de Atividades Básicas da Vida Diária), do Índice de Lawton (Atividades Instrumental da Vida Diária) e da classificação proposta por Ramos (c) na terceira etapa é utilizado um modelo de Regressão Logística para determinar as variáveis que influenciam no desempenho da capacidade funcional dos idosos. Este trabalho se mostra coerente com os estudos de prevalência que vêm sendo realizados no país. Demonstra ainda a importância do planejamento baseado em dados espaciais e apontam para a necessidade de trabalhar políticas integradas (social, saúde, planejamento urbano), com uma base territorial comum. Portanto as características da população idosa de SJC identificadas neste trabalho devem alertar os planejadores de saúde para a importância de desenvolver políticas intersetoriais na organização dos serviços para atender a crescente demanda representada pelos idosos.

Neste trabalho foi feito um estudo experimental análago a transferência e calor por convecção natural, num canal vertical constituído por duas placas planas paralelas, sendo uma isotérmica e outra adiabática. Os resul tados aqui apresentados foram obtidos utilizando-se a analogia existente entre o processo de transferência de calor e o processo de transferência de massa. Para tanto, utilizou-se a Técnica de Sublimação de Naftaleno. t este aliás, o principal objetivo deste trabalho: estabelecer as condições necessárias à utilização da Técnica de Sublimação de Naftaleno em experimentos de convecção natural. são apresentados resultados na forma de números de Sherwood médio versus (b/i)GrmSc, que,de acordo com a analogia existente entre os dois fenômenos, são análogos ao número de Nusselt médio versus (b/t)GrPr, respectivamente. A região de estudo foi compreendida entre a entrada do canal e aquela próxima a do escoamento completamente desenvolvido, isto e, 6 ~ (bit) GrPr ::; 1000.t observada uma boa concordância entre os resultados experimentais obtidos e outros existentes na literatura, verificando-se, porém, certa dispersão nos resultados relativamente aos previstos pela teoria.Pelos resultados obtidos, considerou-se válida a aplicação da Técnica de Sublimação de Naftaleno na simulação de problemas de Transferência de Calor por convecção natural, visando, principalmente, à determinação de resultados referentes as geometrias complexas, não possíveis, em geral, de um tratamento analitico ou mesmo numérico.

Neste trabalho estabelecemos algumas conseqüências da teoria do ponto fixo para aplicações tipo K-set contrativas e alguns simples resultados para multiaplicações no contexto de espaços de Banach. Os resultados apresentados, neste trabalho, para certas aplicações k-set contrativas e para aplicações pseudo-contrativas sob algumas condições adicionais, estão baseados nos estudos desenvolvidos por Petryshyn, Caristi Browder, C.Morales, Kirk & Shoneberg, e outros autores, enquanto os resultados obtidos para multiaplicações semicontínuas superiormente, sob condições tipo "inward"e para multiaplicações tipo o/ - condensativa, com respeito e alguma medida de não comparidade para sob algumas condições adicionais estão baseadas no trabalho de Browder, Caristi, Petryshyn & Fritzpatrick e Downing & Kirk.

Este trabalho consiste de uma análise particularizada sobre diferenças finitas. Nele procurou-se desenvolver uma metodologia específica , trabalhando-se com splines definidos em um espaço de Hilbert e e associados a distribuições n pertencentes ao seu dual e'; do tipo ~n = I Cp 0p que : de tal modo metodologia foi desenvolvida, adotando-se em particular e como sendo um espaço de Sobolev, associado a um operador linear L, tendo como ênfase o desenvolvimento de métodos para a obtenção de splines os quais permitiram a obtenção de esquemas projecionais de diferenças finitas, que levam a valores nodais exatos da solução do problema de contorno. Como um enfoque complementar, foi analisada a aplicação de métodos projecionais análogos ao método de Galerkin, com a preocupação da geração de esquemas em diferenças, os quais podem em alguns casos levar a valores exatos para a solução do problema de contorno em estudo XI

A presente tese propõe o desenvolvimento e teste de um modelo de monitoramento automático de informações físicas de um motor aeronáutico baseado em dados históricos. Este modelo tenta determinar falhas, observando não apenas o comportamento espacial, mas também o comportamento temporal. Para a detecção espacial utilizou-se a busca em intervalos ortogonais, através de estruturas de dados do tipo k-d tree e, para interpolar os pontos no espaço de busca, usou-se morfologia matemática. A detecção temporal emprega um autômato finito para reconhecer a linguagem que os pontos assinam, através de sua evolução por agrupamentos de pontos. Esses agrupamentos, por sua vez, são determinados pelo algoritmo k-means, e o valor de k é sistematicamente definido através da metaheurística Firefly, maximizando a avaliação diagnóstica do detector temporal. O modelo desenvolvido nesta tese apresenta precisão e robustez ao que se propõe. No contexto espacial, os elementos influenciadores (parâmetros de sensitividade, especificidade e os operadores morfológicos) foram estudados e equacionados, permitindo assim, a flexibilidade de tornar o modelo mais rigoroso ou moderado, conforme demanda a situação. Por sua vez, o contexto temporal, apresentou uma alta eficiência para detectar positivos. Além disso, a detecção temporal, através de autômatos finitos, apresentou capacidade de indicar qualitativamente a situação de uma base de aprendizado, ao detectar também os alarmes falsos; podendo assim ser empregado como avaliador qualitativo para essas bases.

Sistemas de dutos correspondem atualmente ao modo mais eficaz para o transporte de grandes quantidades de fluidos líquidos e gasosos por longas distâncias. Dutos são utilizados pela Indústria Petrolífera para o transporte de petróleo e de seus produtos derivados. O presente trabalho aborda o scheduling de distribuição dutoviária de um sistema que opera com um duto que transporta produtos de uma refinaria para depósitos com localizações geográficas distintas através de modelos de programação matemática. O sistema é composto pela Refinaria do Planalto (REPLAN) da Petrobras localizada em Paulínia (SP). A ela é conectado um duto (OSBRA) que se estende por cerca de 1000 quilômetros. O maior detalhamento do modelo matemático para operações dutoviárias desenvolvido por Rejowski Jr. (Dissertação de Mestrado, EPUSP, São Paulo, 2001) se torna primordial nessa complexa operação logística. Um fator de extrema importância é a contaminação dos produtos dentro da linha dutoviária. Desta forma, são desenvolvidas restrições especiais que impõem paradas aos segmentos do duto somente quando os mesmos não possuem interfaces. Estas restrições fazem com que a formulação proposta encontre a solução ótima do problema proposto. O aprimoramento destas formulações se torna fundamental, pois os modelos gerados possuem um número elevado de decisões a serem otimizadas. Relações lógicas envolvendo o estoque inicial nos depósitos e na linha dutoviária e a demanda de cada um dos produtos são propostas. Estas relações melhoram o desempenho computacional para os modelos propostos em cenários de demandas altas. Posteriormente, as restrições especiais de contaminação dos produtos e as relativas ao atendimento das demandas nas bases de distribuição são relaxadas e transformadas em penalidades na função objetivo. Estas penalidades aumentam o esforço de resolução dos modelos e ao mesmo tempo possuem grande influência nos resultados operacionais do sistema. Outro fator de extrema importância para o scheduling de operações dutoviárias é a sua representação em tempo contínuo. Adicionalmente, esta representação faz com que a incorporação de restrições hidráulicas de maneira simplificada seja possibilitada. Desta forma, uma estratégia simplificada e eficaz para se determinar a vazão do duto, envolve incluir a curva de rendimento das estações de bombeamento. Esta formulação, que é modelada como um MINLP (Mixed Integer Non Linear Programming), é comparada com uma formulação MILP (Mixed Integer Linear Programming) em tempo discreto com vazões e rendimentos fixos proposta por Rejowski Jr. e Pinto (Computers and Chemical Engineering, 2004, v.28/8 p.1511-1528). Foi mostrado que a presente formulação forneceu soluções de melhor qualidade. A formulação MILP em tempo discreto é caracterizada como um caso particular da presente formulação proposta. A formulação MINLP sofre forte influência do número de intervalos de tempo que a compõem e este fator deve sempre ser considerado para que a melhor solução possa ser encontrada em tempo computacional factível. Esta formulação ainda é aplicada com sucesso a um caso sob diversas configurações de bombeamento com diferentes custos unitários e curvas de rendimento. Duas formulações que consideram a programação de operações de dutos com a incorporação dos aspectos hidráulicos calculados de maneira rigorosa são apresentadas. A primeira delas resulta em um modelo MINLP e considera variações na duração dos intervalos de tempo e na vazão operacional do sistema. Uma segunda formulação apresentada como um modelo MILP é desenvolvida. Resultados computacionais para ambos os modelos são apresentados, assim como as suas soluções geradas são discutidas. O impacto de variações no relevo do sistema dutoviário é analisado. Foram detectadas alterações na vazão de operação do sistema dutoviário, na escolha dos intervalos de tempo em que o sistema é ativado, no rendimento das estações de bombeamento e no tempo total de operação do sistema. Posteriormente, em um outro exemplo, é mostrado que variações no relevo também podem alterar a seqüência dos produtos alimentados pela refinaria ao duto. Finalmente, as formulações têm os seus resultados comparados aos de modelos com considerações hidráulicas simplificadas, cujos resultados podem levar a soluções subótimas e até mesmo inviáveis. / Pipeline systems correspond nowadays to the most efficient mode for the transportation of large amounts of liquid and vapor products for long distances. Pipelines are utilized by the Petroleum Industry to transport petroleum and its product derivatives. The present work addresses the scheduling of pipeline distribution of a system that operates with a pipeline that transports products from a refinery to depots at different geographical locations by mathematical programming models. The system is composed by the Planalto Refinery (REPLAN) from Petrobras. A pipeline (OSBRA) is connected to the refinery that extends for approximately 1000 kilometers. A higher level of detail in the mathematical model for pipeline operations developed by Rejowski Jr. (MS Dissertation, EPUSP São Paulo, 2001) becomes essential in this complex logistic operation. A factor of extreme importance is product contamination inside the pipeline. Therefore, special constraints are developed that impose the segments of the pipeline to operate continuously when they do not contain interfaces. These constraints help the proposed formulation to find the optimal solution of the problem. The improvement of logical formulations becomes paramount because the generated models encompass a large number of decisions to be optimized. Logical relations involving the initial inventory at the depots and at the pipeline, as well as the demands for each product are proposed. These relations improve the computational performance of the proposed models in scenarios of high-demand. Then, the special constraints and the demand satisfaction at the depots at the end of the operational horizon are relaxed and added as penalties in the objective function. These penalties increase the solution effort of the proposed models and at the same time have great influence on the operational results of the system. Another factor of extreme importance for the pipeline operation scheduling is its continuous time representation. Additionally, this representation enables the models to incorporate simplified hydraulic constraints. Therefore, a simplified and efficient strategy to determine the pipeline flow rate is to include the yield curves of the pumping stations. This formulation, that is modeled as an MINLP (Mixed Integer Non Linear Programming), is compared to an MILP (Mixed Integer Linear Programming) with discrete time and fixed flow and yield rates proposed by Rejowski Jr. and Pinto (Computers and Chemical Engineering, 2004, v.28/8 p.1511-1528). It is shown that the present formulation provides better quality results. The MILP formulation with discrete time is characterized as a particular case of the proposed formulation. The MINLP is greatly influenced by the number of time intervals that compose it and this factor has always to be considered so that the best solution can be found with feasible computational effort. This formulation is also applied to a case with several pumping station configurations with different unit costs and yield curves. Two formulations that consider the scheduling of pipeline operations with the incorporation of the hydraulic aspects calculated rigorously are presented. The first one results in an MINLP model and considers variations on the time interval durations and in the pipeline flow rate. A second MILP formulation is developed. Computational results for both models are shown as well as the generated solutions discussed. The impact of variations on the topographical profile of the pipeline system is analyzed in the obtained results by the models. Changes in the flow rate of the pipeline, in the decision of the time intervals that the system is activated, in the pumping station yields and in the time interval durations were detected. Then, in another example it is shown that the changes in the topographical profile can alter the sequence of products sent by the refinery to the pipeline. Finally, both formulations have their results compared to models with simplified hydraulic considerations, whose results can lead to suboptimal and even to infeasible solutions.

Orientador: Valeriano Antunes de Oliveira / Banca: Lucelina Batista dos Santos / Banca: Geraldo Nunes Silva / Resumo: Neste trabalho estudamos condicões necessárias e suficientes de otimalidade para problemas de controle ótimo com tempos finais livres, compreendendo o estudo do Princípio do Máximo e convexidade generalizada. Apresentamos as condições necessárias do princípio do máximo com tempos finais fixos e do princípio do máximo com tempos finais livres. Logo apresentamos as condições suficientes para problemas de controle ótimo com tempos finais fixos; introduzimos duas definições de convexidade generalizada, a primeira denominada PML-pseudoinvexidade, que envolve os multiplicadores de Lagrange e, a segunda denominada PM-pseudoinvexidade, que não envolve os multiplicadores de Lagrange. Mostramos que para um problema PML-pseudoinvexo todos os PM-processos (processos de controle que satisfazem as condições necessárias do princípio do máximo) são processos ótimos e reciprocamente os problemas tais que todos os PM-processos são ótimos, são problemas PML-pseudoinvexos; também mostramos que sob algumas condições, PML-pseudoinvexidade e equivalente a PM-pseudoinvexidade. Finalmente apresentamos as condições suficientes para problemas de controle ótimo com tempos finais livres; introduzimos uma de de nição de convexidade generalizada denominada PM-pseudoinvexidade livre, que não envolve os multiplicadores de Lagrange. Mostramos que sob algumas condições, se o problema e PM-pseudoinvexo livre, então todo PM-processo normal e um processo ótimo; também mostramos que sob algumas condições, se o problema e tal que todo PM-processo e um processo ótimo, então o problema e PM-pseudoinvexo livre / Abstract: In this work we study necessary and sufficient optimality conditions for free end-time optimal control problems, comprising the study of the Maximum Principle and generalized convexity. We introduce the necessary conditions of the xed end-time maximum principle and of the free end-time maximum principle. Next, we present sufficient conditions for xed end-time optimal control problems; we introduce two de nitions of generalized con- vexity, the rst called LMP-pseudoinvexity, which involves the Lagrange multipliers and the second called MP-pseudoinvexity, which does not involve the Lagrange multipliers. We show that for a LMP-pseudoinvex problem all the MP-processes (control processes that satisfy the necessary conditions of the maximum principle) are optimal processes and con- versely the problems such that all the MP-processes are optimal, are LMP-pseudoinvex problems; also we show that under some conditions, LMP-pseudoinvexity is equivalent to MP-pseudoinvexity. Finally, we present sufficient conditions for free end-time optimal control problem; we introduce a de nition of generalized convexity called MP-free pseudoinvexity, which does not involve the Lagrange multipliers. We show that under some conditions, if the problem is MP-free pseudoinvex, then all normal MP-processes are optimal; also we show that under some conditions, if the problem is such that every MP-process is an optimal process, then the problem is MP-free pseudoinvex / Mestre

El presente trabajo -Intuición y rigor en la resolución de problemas de optimización. Un análisis desde el enfoque ontosemiótico de la cognición e instrucción matemática- proporciona un aporte teórico con un estudio de la intuición, en particular de lo que llamo “intuición optimizadora”, en el marco del enfoque ontosemiótico de la cognición e instrucción matemática; y un aporte práctico, con el propósito de contribuir a mejorar la calidad de la educación matemática, haciendo propuestas concretas con fundamento matemático y didáctico para la inclusión de problemas de optimización en la educación básica, de modo que desde la niñez se estimule una intuición optimizadora sin descuidar el rigor, como parte de una formación científica integral. / Tesis

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