Orientador: Tamotsu Hirata / Banca: Mauro Pedro Peres / Banca: marcos Valério Ribeiro / Resumo: O problema da modelagem da locomoção humana tem atraído a atenção de pesquisadores por muitos anos. A compreensão, análise e avaliação da marcha humana oferecem dados importantes para o uso de próteses dos membros inferiores. O objetivo deste trabalho é apresentar um modelo matemático da marcha humana, através de um modelo simplificado do corpo humano para que sirva de referência no trabalho de adaptação ao uso de próteses. O desenvolvimento da modelagem, parte da geometria dos membros inferiores num sistema de referência bidimensional e utiliza o princípio da diferença entre as energias cinética e potencial do sistema, ou seja, o método de Lagrange, introduzido na forma matricial. O modelo é representado na fase de oscilação, por dois segmentos interconectados com massas concentradas que oscila como um pêndulo duplo. Na fase de apoio é representado por três segmentos interconectados com massas concentradas que se movimenta como um pêndulo triplo invertido. Obtidas as equações que representam o modelo, os torques nas articulações do tornozelo, joelho e quadril são obtidos e a simulação numérica é realizada no programa MATLAB. Os resultados dos torques calculados apresentaram coerências com os da literatura, porém, na fase de apoio diferenças significativas foram registradas. / Abstract: The problem of human locomotion modeling has been attracting the researcher attention for many years. The understanding, analysis and evaluation of the human locomotion provide important data for the use of prostheses in the inferior parts of the body. The aim of this issue is to present a mathematical model of the human locomotion through a simplified model of the human body so that it serves as reference in the adaptation for prostheses usage. The modeling was developed using the geometry of the inferior parts of the body in a system of bidimensional references and applies the principle of difference between kinetic energies and potential of the system, in other words, the method of Lagrange, introduced in the form matrix. The model is represented in the oscillation phase, for two segments interconnected with concentrated masses which oscillates as a double pendulum. In the support phase it is represented in three segments interconnected with concentrated masses which move as an inverted triple pendulum. Since the equations representing the model are provided, the torque in the articulations of the ankle, knee and hip are obtained and the numeric simulation is accomplished in the program MATLAB. The results of the calculated torque showed coherence with the one of the literature, however, in the support phase the significant differences were registered.

Orientador: Helenice de Oliveira Florentino Silva / Banca: Adriana Cristina C.Nicola / Banca: Antonio Roberto Balbo / Resumo: A cana-de-açúcar possui grande importância social e econômica para o brasileiro. O Brasil é maior produtor de cana-de-açúcar do mundo, na safra de 2009/2010 a produção foi de 597,8 milhões de toneladas, uma alta de 4,4% em relação às 571,40 milhões de toneladas colhidas em 2008/2009. O país possui 420 Usinas e Destilarias, as quais movimentam cerca de 51 bilhões de reais, o que representa 1,5% do PIB Brasileiro, gerando 4,5 milhões de empregos diretos e indiretos, exportando 23,2 milhões toneladas de açúcar e 3,3 bilhões de litros de etanol, e um investimento médio no país de 6 bilhões de reais ao ano, o que mostra a grande importância da cana-de-açúcar para a economia brasileira. Por outro lado, o crescimento acelerado deste setor tem trazido problemas de grandes dimensões e dificultado o gerenciamento das empresas, estes problemas são de ordens estruturais e ambientais. Por isso é importante conhecer todo processo de cultivo da cana, que vai desde o preparo do solo até processo industrial, que ocorre da recepção da cana até a saída dos produtos, e buscar formas de minimizar os custos de produção. Assim, surge a necessidade de ferramentas que auxiliem os gestores das empresas nas tomadas de decisões. Desta forma, a modelagem matemática pode ser utilizada como uma importante fonte de produção de estimativas para este setor, facilitando cálculos e auxiliando as decisões. O objetivo deste trabalho foi estudar toda a cadeia produtiva de álcool e açúcar e investigar modelos matemáticos para estimar quantitativamente o balanço de energia e o custo de produção, considerando todo o processo de produção de álcool e açúcar, deste o plantio da cana, até a venda destes produtos / Abstract: The sugarcane has great social and economic importance for the Brazilian. Brazil is the largest producer of sugarcane in the world, in 2009/2010 crop production was 597.8 million tons, up 4.4% compared to 571.40 million tonnes harvested in 2008 / 2009. That season the country had 420 mills and distilleries, which handle about 51 billion reais, representing 1.5% of Brazilian GDP, generating 4.5 million direct and indirect jobs, exporting 23.2 million tonnes of sugar and 3.3 billion liters of ethanol, generating an average investment in the country of 6 billion reais a year, which shows the great importance of sugarcane to the Brazilian economy. The accelerated growth of this sector has brought large problems and complicating the management of enterprises these problems are structural and environmental. Therefore it is important to know the whole process of sugar cane cultivation, ranging from soil preparation until industrial process, which occurs in the reception of the cane to the output of products, and seek ways to minimize production costs. Thus it, arises the need for tools that help business managers in making decisions. Thus, mathematical modeling can be used as an important source to estimates the production for this sector, making calculations and aiding decisions. The objective of this work was to study the entire production chain of sugar and alcohol and to investigate mathematical models to quantitatively estimate the cost of production, considering the whole process of producing alcohol and sugar cane, since the plantation until the sale of these products / Mestre

Orientador: Helenice de Oliveira Florentino Silva / Banca: Lidia Raquel de Carvalho / Banca: Sérgio Paulo Amaral Souto / Banca: Antonio Roberto Balbo / Banca: Andrés Vercik / Resumo: A energia tornou-se um fator determinante do desempenho das empresas, caracterizando-se como uma fonte potencial de vantagem competitiva, a qual tem contribuído de forma significativa para a estrutura de custos. Nos últimos anos, as empresas sucroalcooleiras estão concentrando seus esforços na melhoria de potenciais energéticos, como meio de minimização de custos globais e maximização dos níveis de serviço obtendo maiores lucros, sem perder de vista os fatores ambientais. O objetivo deste trabalho é a investigação e uso de técnicas de otimização para o processo de coleta do palhiço da cana-deaçúcar, minimizando o custo de recolhimento deste material e maximizando o balanço de energia envolvido no processo. Para isto, foi proposto um modelo de otimização multiobjetivo visando escolher as variedades de cana-de-açúcar a serem plantadas de forma a minimizar o custo de combustível e maximizar o balanço de energia do processo de recolhimento do palhiço do campo e sua transferência para o centro de processamento para fins energéticos. Os reultados obtidos pelo modelo multiobjetivo foram comparados com dados reais fornecidos por uma Usina na região de Botucatu SP, mostrando que os modelos de otimização podem auxiliar nas tomadas de decisões dentro do setor sucroalcooleiro. / Abstract: Energy has become a determining factor in business performance, characterizing itself as a potential source of competitive advantage, which has significantly contributed to the cost structure. In recent years, sugar-ethanol companies are focusing their efforts on the improvement of potential energy as a means of minimizing the overall costs and maximizing the service levels achieving higher profits, without losing sight of environmental factors. The goal is the research and use of optimization techniques to the process of collecting the trash from sugar cane, minimizing the cost of collecting this material and maximizing the balance of power involved in the process. For this, we proposed a model of multiobjective optimization to choose the varieties of sugar cane to be planted to minimize the cost of fuel and maximize the energy balance of the collection of trash from the field and its transfer to 3 processing center for energy purposes. The results obtained by multiobjective model were compared with actual data provided by a plant in the region of Botucatu SP, showing that optimization models can assist in decision making within the sugar-ethanol companies sector. / Doutor

Orientador: Helenice de Oliveira Florentino Silva / Banca: Flávio Ferrari Aragon / Banca: Andrés Vercik / Resumo: O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo. Essa cultura é primariamente produzida para obtenção de álcool e açúcar. O país fechou a temporada de 2005/2006 registrando recorde histórico, com uma produção de aproximadamente 436,8 milhões de toneladas, o que representa um aumento de 5,1% em relação à safra anterior, a extensão de terra cultivada com cana-de-açúcar no Brasil aumentou de 5,625 milhões de hectares, na safra 2004/2005, para 5,877 milhões de hectares, na safra 2005/2006. A confirmação dos preços do petróleo em patamares recordistas nos tempos atuais está contribuindo fortemente para aumentar a rentabilidade do setor sucroalcooleiro. Além disso, as vendas de carros bicombustíves têm superado as expectativas promovendo uma demanda crescente de álcool para os próximos anos. Neste contexto, a cana tornou-se uma das culturas mais importantes do país e muita atenção tem sido dada ao seu cultivo. Nessa cultura, é fundamental avaliar a renovabilidade e a sustentabilidade, visando aprimorar a matéria prima destinada ao setor, que inclui todo um sistema de produção, desde o preparo do solo, extração da matéria-prima até a sua utilização final. Devido às dimensões e complexidade, a cadeia produtiva de cana-de-açúcar se depara com diversos problemas no decorrer da sua cultura. Assim, todas as ferramentas para auxílio na resolução destes problemas têm sido aceitas e uma muito importante é a modelagem matemática. Este trabalho apresenta alguns problemas existentes na produção de cana-de-açúcar com destaque para os indicadores de eficiência de energia, desde o cultivo da cana-de-açúcar até à sua utilização final. Apresenta também um 2 levantamento de modelos matemáticos que podem auxiliar na resolução de tais problemas e obter estimativas para auxílio em tomadas de decisões dentro... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Brazil is the greater sugar-cane producer of the world. This culture is primarily produced to obtain alcohol and sugar. The country closed the 2005/2006 season registering historical record, with a production of almost 436,8 million tons, that represent a increase of 5,1% in relation to previous harvest. The extension of cultivated land with sugarcane in the Brazil increased of 5,625 million/ha at the 2004/2005 harvest to 5,877 million/ha at the 2005/2006 harvest. The confirmation of the oil prices currently is contributing intensely to increase the sugar and alcohol industry sector rentability. Moreover, the sales of flex-fuel cars have overcome the expectations promoting a growing demand of alcohol to the next years. In this context, the sugar-cane became one of the more important cultures of the country and very attention have been given to its culture. In this culture is important to evaluate the renew 4 sustainability, aiming to improve the raw destined to the sector including all the production system since the soil prepare, raw extraction until its final utilization. Due to the dimension and complexity, the sugar-cane productive chain comes across with several problems. Thus, all the tools for aid in the resolution of these problems have been accepted and one very important is the mathematical modeling. This work shows some problems existing in the sugar-cane production detaching the energy efficiency indicators since the sugar-cane culture until it is final utilization. Shows too a raising of mathematical models that can assist in the problems resolution and to obtain estimates to aid in taking of decisions inside of the sugar and alcohol industry. It is proposed the use of the mathematical models to planning of the sugar-cane production. / Mestre