Neste projeto, utilizamos algumas tecnologias da informação e comunicação para desenvolver uma estratégia de ensino de Física para o Ensino Médio abordando o tópico da cinemática. A estratégia contou com a utilização de aulas e testes virtuais e também com atividades de modelagem computacional com o programa Modellus. Todas as atividades foram aplicadas no laboratório de informática e mediadas pelo computador. Esta estratégia foi aplicada em duas turmas do primeiro ano do Ensino Médio do Instituto Adventista Cruzeiro do Sul, localizado na cidade de Taquara, RS, entre os meses de março e maio, do ano letivo de 2009, e contou com uma carga horária de 22 horas – aula. O projeto teve como referencial teórico a Teoria dos Campos Conceituais de Gerard Vergnaud, que diz que a conceitualização é o centro do desenvolvimento cognitivo. Todo o material desenvolvido foi colocado em forma de um hipertexto que está disponível na internet de modo que outros professores façam uso destes recursos. Através das observações feitas durante a aplicação desta proposta, vimos que uma estratégia de ensino baseada no uso de tecnologias como estas, permitem um aprendizado mais eficaz, visto que o contato e a interação dos alunos com o objeto de estudo e com as ferramentas educacionais é muito maior quando comparado com as metodologias tradicionais, por isso esta estratégia apresenta um grande potencial como recurso educacional para o ensino de Física. / In this project, we use some of the new technologies of information and communication to develop a strategy for teaching physics to high school addressing the topic of kinematics. The strategy included the use of virtual classes and tests and also with activities of computer modeling with the program Modellus. All activities were computer-mediated implemented in the computer lab. This strategy was applied to two groups: the first year of high school of the Instituto Adventista Cruzeiro do Sul, located in the city of Taquara RS between March and May of the academic year 2009, and had a workload of 22 hours - in class. The project is theoretical based on the Theory of Conceptual Fields by Gerard Vergnaud, which says that the conceptualization is the center of cognitive development. All the material developed was placed in the form of a hypertext that is available on the Internet so that other teachers can make use of these resources. Through observations made during the implementation of this proposal, we saw that a strategy based on the use of technologies like these, allow a more effective learning, as the contact and interaction of students with the object of study and educational tools is greater when compared with traditional methods, so this strategy has great potential as an educational resource for the teaching of physics.

O objetivo deste trabalho de pesquisa foi investigar o desempenho de alunos que trabalharam com atividades de simulação e modelagem computacionais no estudo de circuitos elétricos, utilizando o software Modellus, comparado com alunos expostos apenas ao sistema tradicional de ensino. A fundamentação teórica adotada esteve baseada no referencial de trabalho de Halloun sobre modelagem esquemática e na teoria de Ausubel sobre aprendizagem significativa. O estudo envolveu 193 alunos de cursos de Engenharia, da disciplina de Física-II oferecida pela UFRGS no 2° semestre de 2004. O procedimento didático ocorreu em duas etapas. Na primeira, os alunos do grupo experimental trabalharam com um conjunto de atividades sobre circuitos elétricos simples durante cinco aulas e na etapa seguinte, com um conjunto de atividades sobre circuitos RLC durante quatro aulas. Cada aula teve duração de 1h40min. Os resultados quantitativos mostram que houve melhorias estatisticamente significativas no desempenho dos alunos do grupo experimental, quando comparado aos alunos dos grupos de controle, expostos apenas ao método tradicional de ensino. Os resultados de nossa análise qualitativa sugerem que muitos dos alunos atingiram uma aprendizagem significativa. Nossas observações e o levantamento de opiniões mostraram que o procedimento didático adotado exigiu muita interação dos alunos com as atividades computacionais, dos alunos entre si e com o professor, tornando-se um elemento motivador na aprendizagem dos alunos.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-18T16:35:32Z No. of bitstreams: 1 EDNA DIAS CANEDO - DISSERATAÇÃO PPGCC 2002..pdf: 967964 bytes, checksum: aee05fbebc2049f4cd9fb4dea8a9aa1d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-18T16:35:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EDNA DIAS CANEDO - DISSERATAÇÃO PPGCC 2002..pdf: 967964 bytes, checksum: aee05fbebc2049f4cd9fb4dea8a9aa1d (MD5) Previous issue date: 2002-08-29 / A integração da teoria de redes de Petri com os conceitos da Orientação Objetos surgiu como uma solução para a decomposição e estruturação de modelos em Redes de Petri. Neste trabalho é apresentado um estudo e experimentação de uma linguagem de modelagem baseada em redes de Petri e Orientação a Objetos (RPOO). RPOO foi definida integrando esses dois formalismos em uma perspectiva ortogonal, permitindo que o sistema modelado tenha duas visões: uma visão do ponto de vista de redes de Petri e uma visão do ponto de vista da Orientação a Objetos. O estudo e experimentação da notação RPOO é efetuado através da sua aplicação na modelagem de sistemas de software real. Para tanto, foram desenvolvidos alguns experimentos de modelagem. Assim, os experimentos desenvolvidos serão utilizados na validação da linguagem RPOO como alternativa para a estruturação e decomposição de modelos em redes de Petri, quando da modelagem de sistemas de software distribuídos e concorrentes. / The integration of Petri nets theory and object oriented-object concepts has emerged as a solution to decompose and structure Petri net models. In this work it is presented a study and experimentation of a modeling language based on Petri nets and oriented-object concepts(RPOO). RPOO was defined by integrating these two formalisms on an orthogonal perspective, allowing that the modeled system has two visions: one Petri net visionand one OO vision. The study and experimentation of RPOO notation is accomplished through its application on the modeling of real software systems. Some experiments of modeling had been developed. These experiments will be used to validate RPOO as an alternative for the structure and decomposition of Petri nets models, when modeling distributed and concurrent software systems.

Com o advento das tecnologias que propiciaram os seqüenciamentos e as análises de genomas completos em tempo relativamente curto, muitos dados sobre vias metabólicas de procariotos e eucariotos puderam ser gerados. Análises comparativas de vias metabólicas de diferentes genomas podem auxiliar no entendimento das relações organizacionais dentre e fora das espécies. Com base em tais perspectivas, este trabalho tem como finalidade implementar um sistema que permita comparar, através de diferentes critérios, vias metabólicas de bactérias. O sistema SAMPA (System for comparative Analysis of Metabolic PAthways) é composto por um banco de dados, com informações sobre vias metabólicas de diversos organismos, e um conjunto de 5 ferramentas utilizadas para comparar estas vias metabólicas e agrupar os organismos que possuam vias metabólicas relacionadas. Como estudo de caso para teste da ferramenta, foi utilizada a família Mycoplasmataceae. / The advent of genome sequencing technology and complete genome analysis has provided new data on prokaryote and eukaryote metabolic pathways. The comparative analysis of metabolic pathways from different organisms can help us understand inter and intra species organizational relationships. Having this in mind, this work focused on building a system that allows for comparing the bacterial metabolic pathways, according to a set of pre-established criteria. SAMPA (System for comparative Analysis of Metabolic PAthways) comprises a database containing information on metabolic pathways in many organisms, and a set of five tools that can be used to compare these metabolic pathways and to group organisms carrying metabolic pathways that are related. As a case study to validate the tool, we the Mycoplasmataceae family of organisms was used.

Simbiose é a associação permanente entre dois ou mais organismos de espécies distintas, pelo menos durante uma parte do ciclo de vida. Existe uma grande diversidade de casos de simbiose, os quais são frequentemente classificados de acordo com os benefícios ou deficits no valor adaptativo do hospedeiro, i.e., mutualismo, comensalismo ou parasitismo. Outras características importantes são a localização, a dependência e o modo de transmissão dos simbiontes. O conjunto de organismos selecionado para este trabalho consiste de 58 bactérias que foram agrupadas segundo características das associações simbióticas que elas estabelecem. A análise comparativa das redes metabólicas foi realizada de forma sistêmica, analisando toda a rede sem fazer a partição em vias metabólicas selecionadas a priori. Duas maneiras de comparação foram utilizadas: (i) análise dos conjuntos de compostos e de reações, e (ii) análise da topologia das redes metabólicas modeladas como grafos de compostos. Como fruto dessas análises foi possível observar o contraste entre a conservação de um núcleo metabólico nas bactérias extracelulares, de vida livre e associadas à célula, e a ausência de partes comuns da rede metabólica nas intracelulares estritas. Nota-se que o grupo das mutualistas (MIV) foi o que especialmente contribuiu para os valores baixos de interseção para os conjuntos de compostos e de reações. Esses endocitobiontes apresentam uma proporção maior dos seus genomas dedicada ao metabolismo. Além disso, partes distintas do metabolismo foram conservadas em diferentes subconjuntos dessas bactérias intracelulares mutualistas. / Symbiosis is the permanent association between two or more organisms that are distinct, at least during a part of the life cycle. Cases of symbiosis are widely diverse and are often classified based on the benefits or the deficits on the host fitness, e.g., mutualism, commensalism or parasitism. Location, type of dependency and transmission of the symbionts are also important features. The data set is composed of 58 bacteria which were grouped according to the features of the symbiotic associations established by them. The metabolic network comparison was carried out in a systematic way, taking into account the whole network without previously selecting metabolic pathways. The comparison was performed by analysing: (i) the sets of compounds and reactions, and (ii) the topology of the metabolic networks modelled as compound graphs. A conserved metabolic core inside the groups of extracellular, free-living and cell-associated bacteria was observed, contrasting with the absence of common parts in the metabolic networks of the obligate intracellular bacteria. The group of mutualists (MIV) specially contributed to the low values of the intersections of sets of compounds and reactions. The portion of the genome dedicated to metabolism is higher in these endocytobionts and distinct parts of the metabolism were conserved in different subsets of the intracellular mutualist bacteria.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4631651 bytes, checksum: 95ccdcc5c995d09a079445300b08fe3d (MD5) Previous issue date: 2010-11-12 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Aiming at protecting the environment in its natural form from the actions, permanent preservation areas were created in order to outline unsuitable areas for land use, in order to maintain or preserve the original vegetation found at these locations. Although the Brazilian environmental law is considered to be quite satisfactory, some issues have contributed to make it somewhat slow-moving. Among such issues one may mention the deficiency on the means and materials to energetically investigate the belligerence against the environment, especially the ones related to the river basins. The functionality and effectiveness of the procedures integrated with the information generated by geoprocessing technologies may yield diagnoses and provide subsides able to to identify identify and measure areas of permanent preservation, strengthening the environmental monitoring actions as a way to support the legal instruments for controlling and monitoring these environments. Among the advantages of adopting automated processes, we highlight the reliability and repeatability of results which can then be organized and easily accessed from the digital databases. Therefore, although there are some methods which are able to automatically outline the permanent preservation areas, such methodologies are not available to the scientific community, as they are under patent processes or even for already having owners, or for the necessity of highly qualified personnel to perform a series of complex procedures. In our study, we developed a methodology for automatic outlining permanent preservation areas based on the conditions established by Resolution 303 of CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente - National Council for the Environment, public domain, with friendly interfaces and more intuitive procedures for the analyst. The advantages of automation compared to manual procedures are the increased efficiency of the procedures, fast achievement of results, and the possibility of storing and sharing digital data with the scientific community. It is also worth mentioning that for carrying out this project, the ArcGIS software was used as the basis for implementing the methodological procedures. The software was coupled with the altimetry data, for generating the Digital Elevation Model Watershed Conditioning, hydrographic data, and the map land use, regarding the area of study, which contains an area of 5510 ha. With this methodology adopting the geoprocessing technology, 2154.09 ha of APP were automatically outlined, around 39.09% of the area of study, being the the APP of the upper third of the basin along the ridge lines the category with the highest representation in the study area, totaling about 52.53% of protected areas. Conversely, the areas with slopes greater than the 45º had the lowest share among the categories surveyed, only 0.04% of total APPs. Upon completion of this research, a feasible methodology that can be easily adapted to new situations and basins, having a friendly interface, which does not require a long training operation by users, was achieved. Besides using a simple platform, this methodology will allow interface with other existing databases which will be into the public domain, being able to be customized to meet specific needs of public institutions such as the IEF (Instituto Estadual de Florestas - State Forestry Institute) of the State of Minas Gerais, among others. / Para proteger o meio ambiente das agressões humanas, foram criadas áreas de preservação permanente para delimitar áreas impróprias para o uso da terra, a fim de se manter ou preservar a cobertura vegetal original nestes locais. Embora a legislação ambiental brasileira seja considerada ampla, alguns fatores têm contribuído para torná-la pouco ágil. Dentre esses, destaca-se a deficiência em meios e materiais para apurar com vigor as agressões ao meio ambiente, ligadas principalmente às bacias hidrográficas. A funcionalidade e eficácia de procedimentos integrada às informações produzidas por tecnologias do geoprocessamento podem produzir diagnósticos e fornecer subsídios capazes de identificar e mensurar áreas de preservação permanente, fortalecendo as ações ambientais de monitoramento como suporte para os instrumentos jurídicos de controle e fiscalização desses ambientes. Dentre as vantagens de se adotarem processos automáticos, destacam-se a confiabilidade e a replicabilidade dos resultados, que podem então ser organizados e facilmente acessados sob a forma de bases de dados digitais. Desta forma, apesar de já existirem algumas metodologias capazes de realizar as delimitações das áreas de preservação permanente de forma automática, essas metodologias não se encontram disponíveis para a comunidade científica, ou por estarem em processo de patente, ou mesmo por serem proprietários, ou ainda por necessitar de pessoal altamente qualificado para executar uma série de rotinas complexas. Nesta pesquisa desenvolveu-se uma metodologia para delimitação automática de áreas de preservação permanente, com base nos condicionantes estabelecidos pela Resolução nº 303 do CONAMA, de domínio público, com interfaces amigáveis e rotinas mais intuitivas para o analista. As vantagens na automação em relação aos procedimentos manuais são o aumento da eficiência dos processos, a obtenção de resultados rápidos e a possibilidade de armazenamento e compartilhamento dos dados digitais com a comunidade científica. Assim, é oportuno mencionar que utilizou-se o software ArcGIS como base para implementação dos procedimentos metodológicos, aliado aos dados de altimetria para geração do Modelo Digital de Elevação Hidrograficamente Condicionado, além dos dados da hidrografia, correspondentes à área de estudo de 5.510 ha. Com esta metodologia adotando a tecnologia do geoprocessamento foram delimitados de forma automática 2.154,09 ha de APP cerca de (39,09 %) da área total de estudo, sendo as APPs de terço superior da bacia ao longo das linhas de cumeada a categoria com maior representação na área de estudo, somando aproximadamente (52,53 %), enquanto que as áreas com declividades superiores a 45o apresentaram a menor participação dentre as categorias mapeadas, apenas 0,04 % do total de APPs. Ao término desta pesquisa, obteve-se uma metodologia viável, que facilmente pode ser adaptada para novas situações e bacias, a qual não requer um longo treinamento de operação por parte dos usuários. A metodologia desenvolvida, além de utilizar uma plataforma simples, possibilita interface com outras bases de dados existentes e de domínio público e pode ser utilizada, de forma personalizada para atender às necessidades específicas de instituições públicas, como por exemplo, do Instituto Estadual de Florestas (IEF), em Minas Gerais, entre outras.

Made available in DSpace on 2015-03-13T17:08:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DiogoFAG.pdf: 2191451 bytes, checksum: 6e5031fe575d5e606df26028c55163fa (MD5) Previous issue date: 2010-03-05 / The geological modeling allows, at laboratory scaling, the simulation of the geometric and kinematic evolution of geological structures. The importance of the knowledge of these structures grows when we consider their role in the creation of traps or conduits to oil and water. In the present work we simulated the formation of folds and faults in extensional environment, through physical and numerical modeling, using a sandbox apparatus and MOVE2010 software. The physical modeling of structures developed in the hangingwall of a listric fault, showed the formation of active and inactive axial zones. In consonance with the literature, we verified the formation of a rollover between these two axial zones. The crestal collapse of the anticline formed grabens, limited by secondary faults, perpendicular to the extension, with a curvilinear aspect. Adjacent to these faults we registered the formation of transversal folds, parallel to the extension, characterized by a syncline in the fault hangingwall. We also observed drag folds near the faults surfaces, these faults are parallel to the fault surface and presented an anticline in the footwall and a syncline hangingwall. To observe the influence of geometrical variations (dip and width) in the flat of a flat-ramp fault, we made two experimental series, being the first with the flat varying in dip and width and the second maintaining the flat variation in width but horizontal. These experiments developed secondary faults, perpendicular to the extension, that were grouped in three sets: i) antithetic faults with a curvilinear geometry and synthetic faults, with a more rectilinear geometry, both nucleated in the base of sedimentary pile. The normal antithetic faults can rotate, during the extension, presenting a pseudo-inverse kinematics. ii) Faults nucleated at the top of the sedimentary pile. The propagation of these faults is made through coalescence of segments, originating, sometimes, the formation of relay ramps. iii) Reverse faults, are nucleated in the flat-ramp interface. Comparing the two models we verified that the dip of the flat favors a differentiated nucleation of the faults at the two extremities of the mater fault. V These two flat-ramp models also generated an anticline-syncline pair, drag and transversal folds. The anticline was formed above the flat being sub-parallel to the master fault plane, while the syncline was formed in more distal areas of the fault. Due the geometrical variation of these two folds we can define three structural domains. Using the physical experiments as a template, we also made numerical modeling experiments, with flat-ramp faults presenting variation in the flat. Secondary antithetic, synthetic and reverse faults were generated in both models. The numerical modeling formed two folds, and anticline above the flat and a syncline further away of the master fault. The geometric variation of these two folds allowed the definition of three structural domains parallel to the extension. These data reinforce the physical models. The comparisons between natural data of a flat-ramp fault in the Potiguar basin with the data of physical and numerical simulations, showed that, in both cases, the variation of the geometry of the flat produces, variation in the hangingwall geometry / A modelagem geol?gica permite analisar, na escala de laborat?rio, a evolu??o geom?trica e cinem?tica de estruturas geol?gicas. A import?ncia do conhecimento destas estruturas adquire maior relevo considerando a sua influ?ncia na cria??o de condutos ou trapas de fluidos tais como hidrocarbonetos ou ?gua. No presente trabalho simulou-se a forma??o de dobras e falhas em ambiente tect?nico distensional, atrav?s de experimentos de modelagem f?sica, utilizando um aparato do tipo caixa-de-areia , e software de modelagem computacional. A modelagem f?sica de estruturas desenvolvidas no bloco alto de uma falha l?strica, mostrou a forma??o de zonas axiais ativas e inativas, respectivamente em regi?es proximais e distais da falha mestra. Em conson?ncia com a literatura, verificou-se a forma??o de um anticlinal rollover entre as duas zonas axiais. O colapso da crista do anticlinal forma grabens delimitados por falhas secund?rias, de aspecto curviplanar, perpendiculares ? distens?o. Junto ?s falhas secund?rias foi poss?vel registrar o surgimento de algumas dobras transversais, paralelas ? distens?o, caracterizadas por um sinclinal no teto da falha. Foram observadas, tamb?m, dobras de arrasto junto ? superf?cie das falhas. Estas dobras s?o paralelas ? falha mestra e s?o representadas por anticlinais no piso e sinclinais no teto da falha. Para observar a influ?ncia de varia??es (largura e mergulho) na geometria do piso de uma falha flat-ramp realizaram-se duas s?ries experimentais, sendo uma com o piso (flat) variando tanto em inclina??o como em largura e a segunda onde o piso ? horizontal mas conservou-se a varia??o de largura entre um extremo e o outro da falha. Esses experimentos desenvolveram falhas secund?rias, perpendiculares ? dire??o de distens?o, que foram agrupadas em tr?s conjuntos: i) falhas antit?ticas com geometria curviplanar, falhas sint?ticas, com uma geometria mais retil?nea, nucleadas da base para o topo da pilha sedimentar. As falhas normais antit?ticas podem rotacionar durante a distens?o, passando a apresentar uma cinem?tica pseudo-inversa. ii) Falhas nucleadas no topo da pilha sedimentar. A propaga??o dessas falhas ? feita pela coalesc?ncia de segmentos, ?s vezes originando rampas de revesamento. iii) Falhas reversas, nucleadas na interface piso-rampa da falha mestra. Comparando os dois modelos verifica-se que a III inclina??o do piso favorece uma nuclea??o diferenciada das falhas nos dois extremos do experimento. Al?m das falhas, esses dois modelos com falha flat-ramp geraram um par anticlinal/sinclinal, de primeira ordem e dobras de arrasto e transversais, de segunda ordem. O anticlinal forma-se acima do piso da falha subparalelo ao plano da falha mestra, enquanto o sinclinal desenvolve-se em por??es mais distais ? falha mestra. Com base nas varia??es geom?tricas destas dobras ao longo da extens?o da falha mestra foi poss?vel definir tr?s dom?nios estruturais distintos. Usando os modelos f?sicos como padr?o, foi realizada a modelagem computacional de falhas flat-ramp apresentando mudan?as geom?tricas no piso. Foram geradas falhas secund?rias antit?ticas, sint?ticas e reversas de caracter?sticas semelhantes em ambos os modelos. A modelagem computacional gerou duas dobras, um anticlinal na regi?o acima do piso da falha mestra, e um sinclinal mais distal ? falha. Com base nas varia??es geom?tricas destas dobras ? poss?vel definir tr?s dom?nios estruturais paralelos ? dire??o da distens?o. Esses dados refor?am os resultados obtidos com a modelagem f?sica. A compara??o de dados reais de uma falha com geometria flat-ramp da Bacia Potiguar com dados das simula??es f?sica e computacional, permitiu verificar que, em ambos os casos, uma varia??o na arquitetura do piso produz, tamb?m, varia??o na arquitetura do teto da falha

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diversos pesquisadores têm estudado o comportamento e o emprego de lajes nervuradas de concreto armado em sistemas estruturais na engenharia civil que demonstrem viabilidade sob o ponto de vista técnico e econômico. Por esta razão, inúmeros trabalhos têm sido publicados nos últimos anos respaldados por testes experimentais e análises numéricas. Neste contexto, diversos tipos de sistemas estruturais de lajes nervuradas têm sido desenvolvidos. Assim sendo, o objetivo desta investigação é o de contribuir, no que tange ao estudo do comportamento estrutural estático e dinâmico de lajes nervuradas de concreto armado, tendo em mente o emprego destas em sistemas estruturais na engenharia civil. Este trabalho de pesquisa objetiva também o estudo da resposta dinâmica de lajes nervuradas de concreto armado, sob o ponto de vista de conforto humano, especialmente quando essas estruturas encontram-se submetidas a atividades humanas rítmicas. A definição das ações dinâmicas atuantes sobre os modelos estruturais foi feita com base em resultados experimentais, que consideram grupos de indivíduos desenvolvendo atividades rítmicas correspondentes à ginástica aeróbica (atividade sincronizada). São empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos (MEF), por meio do programa de elementos finitos ANSYS. No presente modelo computacional, as vigas de bordo, nervuras e a laje de concreto armado são simuladas por elementos finitos de casca. Os resultados obtidos ao longo do estudo, em termos das acelerações de pico, são confrontados e comparados com os limites propostos por normas de projeto, sob o ponto de vista do conforto humano. Com base na análise dinâmica das lajes nervuradas investigadas foi possível verificar que as atividades humanas rítmicas podem vir a gerar valores de acelerações de pico elevados e que violam os critérios de conforto humano. Deste modo, foi observado que, as acelerações nos modelos estudados, podem atingir níveis elevados de vibração que comprometem o conforto dos usuários. / Several researchers have studied the use of reinforced concrete ribbed slabs in civil engineering structural systems that can be viable when the technical and economical point of view is considered. For this reason, a lot of papers were published in the last years based on the experimental and numerical analysis of this slab type. In this context, several slab systems were developed and the reinforced concrete ribbed slabs is present among them. This way, this dissertation investigated the static and dynamic structural behaviour of reinforced concrete ribbed slabs used in civil engineering structures. This research work investigated the dynamic response of reinforced concrete ribbed slabs when subjected to the human rhythmic activities, focusing human comfort criteria. The dynamic loads were obtained through experimental tests with individuals carrying out rhythmic activities corresponding to aerobics (stimulated activities). The computational models are developed based on usual mesh refinement techniques present in finite element method simulations (FEM), implemented in the ANSYS program. In this computational model the reinforced concrete ribbed slabs and beams are represented by shell elements. The numerical results, in terms of peak accelerations, are compared with recommended limits proposed by design codes, under the point of view of human comfort. The reinforced concrete ribbed slabs dynamic analysis indicated that the actions produced by human rhythmic activities could generate peak accelerations that surpass design criteria limits developed for ensuring human comfort. Hence it was observed that the acceleration in the models studied, can achieve high levels of vibration that compromise the comfort of users.

Nowadays, the pedestrian footbridges present greater slenderness and have been constructed with increasingly daring structures. This fact have generated very slender footbridges and consequently changed the serviceability and ultimate limit states associated to their design. Therefore, in this investigation, the walking loading was modelled based on a probabilistic approach, in order to describe the walking force in a given pedestrian population, aiming a human comfort analysis. The pedestrian walking dynamic action is modelled considering the random nature of the following parameters: pedestrian weight, step frequency and dynamic coefficients. The mathematical model is then applied to calculate the probability of having the structure dynamic response in a particular acceleration range. The investigated structural model is associated to a steel-concrete composite footbridge, built in the campus of the Institute of Traumatology and Orthopaedics (INTO), at the city of Rio de Janeiro, Brazil. Based on the use of probabilistic methods, it was possible to determine whether the footbridge peak accelerations exceed or not the human comfort criteria established in the design standards and recommendations. The results have indicated that the peak accelerations calculated based on the deterministic methods may be overestimated in some design situations / Passarelas de pedestres com arquitetura moderna, esbeltas e leves são uma constante nos dias atuais, apresentando grandes vãos e novos materiais. Este arrojo arquitetônico tem gerado inúmeros problemas de vibrações excessivas, especialmente sobre passarelas mistas (aço-concreto). As normas e recomendações de projeto consideram, ainda, que as forças induzidas pelo caminhar humano são determinísticas. Todavia, o caminhar humano e as respectivas forças dinâmicas geradas apresentam comportamento randômico. Deste modo, o presente trabalho de pesquisa objetiva contribuir com os projetistas estruturais, a partir do emprego de uma abordagem probabilística para avaliação do estado limite de utilização deste tipo de estrutura, associado a vibrações excessivas que podem vir a causar desconforto humano. Para tal, utiliza-se como modelo estrutural uma passarela de pedestres mista (aço-concreto) construída no campus do Instituto de Traumatologia e Ortopedia (INTO), na cidade do Rio de Janeiro. Com base na utilização dos métodos probabilísticos, torna-se possível determinar a probabilidade dos valores das acelerações de pico da estrutura ultrapassarem ou não os critérios de conforto humano estabelecidos em normas e recomendações de projeto. Os resultados apontam para o fato de que os valores das acelerações de pico calculadas com base exclusivamente nos métodos determinísticos podem ser superestimados em algumas situações de projeto.

Uma potencial alternativa para o transplante de tecidos é a engenharia de tecidos. Células-tronco mesenquimais e scaffolds eletrofiados são comumente utilizados nesta área devido à capacidade multipotente de diferenciação destas células e à rede de poros interconectados destas estruturas fibrosas. Além disso, bioreatores de perfusão podem ser utilizados para melhorar o transporte de nutrientes e reduzir o acúmulo de metabolitos tóxicos. Neste contexto, uma maneira de estudar e otimizar o sistema de cultivo é utilizar técnicas de modelagem para descrever interações ou processos individuais envolvidos no crescimento celular. Deste modo, o objetivo geral deste estudo é realizar o cultivo de células-tronco mesenquimais da polpa de dente decíduo (DPSCs) utilizando scaffolds tridimensionais eletrofiados de policaprolactona (PCL), biorreatores e técnicas de modelagem. Inicialmente foram testadas diferentes misturas de solventes (clorofórmio e metanol), a fim de produzir scaffolds com poros adequados ao cultivo tridimensional. Os diâmetros de fibra e de poro foram determinados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). O crescimento e o metabolismo das células foram avaliados através da determinação da atividade metabólica e das concentrações de glicose e lactato do meio de cultivo, e a infiltração celular foi observada com a marcação do núcleo celular. Depois de estabelecidos os parâmetros de eletrofiação, o efeito da perfusão direta no desprendimento de DPSCs de scaffolds eletrofiados de PCL foi estudado. A atividade metabólica das células foi determinada para diferentes tempos de adesão, vazões e densidades de semeadura, e a tensão de cisalhamento na parede do poro foi calculada para cada vazão. A morfologia das células foi avaliada através de imagens de microscopia confocal e MEV. Paralelamente, foram realizadas simulações utilizando o software OpenFOAM para estudar como os parâmetros e variáveis de entrada (concentração inicial de glicose, porosidade e espessura do scaffold) afetam as saídas (fração volumétrica de células e concentração de substrato) de um modelo de proliferação celular que considera a difusão e o consumo de glicose. As contribuições do teor de oxigêno na cinética de crescimento de Contois e da variação da porosidade com o tempo devido à degradação do polímero também foram avaliadas. Inicialmente, foi observado que apenas um tamanho de poro maior que o diâmetro da célula permitiu a infiltração das células no scaffold. Então, observou-se que o aumento do tempo de adesão acarretou em maior espalhamento das células e, assim como a diminuição da densidade de semeadura e da tensão de cisalhamento, resultou em uma redução do desprendimento das células sob perfusão. Quanto ao modelo fenomenológico, observou-se maior sensibilidade à concentração inicial de glicose e à porosidade do scaffold, e aos parâmetros adimensionais relacionados à proliferação e morte celular e ao consumo de nutrientes. Além disso, o número inicial de células apresentou maior impacto no transporte de massa do que no crescimento celular. Neste estudo, foi possível obter scaffolds eletrofiados e conduções de cultivo dinâmico adequadas ao cultivo tridimensional de DPSCs, e elucidar os efeitos da limitação do transporte de massa e do oxigênio no crescimento celular, e da degradação do polímero no transporte de massa. / A potential alternative to tissue transplant is tissue engineering. Mesenchymal stem cells and electrospun scaffolds are commonly used in this field due to the multipotent differentiation capacity of these cells and the interconnected pore network of these fibrous structures. In addition, perfusion bioreactors can be used to enhance nutrient transport and reduce the accumulation of toxic metabolites. In this context, one way to study and optimize the culture system is to use modeling techniques to describe interactions or individual processes involved in cell growth. Thus, the objective of this study is to perform the three-dimensional culture of mesenchymal stem cells of dental pulp (DPSCs) using electrospun polycaprolactone (PCL) scaffolds, bioreactors and modeling techniques. Initially, different solvent mixtures (chloroform and methanol) were tested to produce scaffolds with pores suitable to three-dimensional culture. Fiber and pore diameter was determined using a scanning electron microscope. Cell growth and metabolism were evaluated through the metabolic activity and the culture medium concentration of glucose and lactate, and the cell infiltration was observed with cell nuclei staining. After the establishment of the elesctrospinning parameters, the effect of direct perfusion on DPSCs detachment from PCL electrospun scaffolds was investigated. The metabolic activity of the cells was determined for different adhesion times, flow rates and seeding densities and the pore wall shear stress was calculated for each flow rate. The cell morphology was evaluated through scanning electron and confocal microscopy imaging. In parallel, simulations with the software OpenFOAM were performed to study how parameters and inputs (initial glucose concentration, porosity and thickness of the scaffold) affect the outputs (cell volume fraction and substrate concentration) of a model of cell proliferation and glucose diffusion and consumption. The contribution of the oxygen in the Contois growth kinetics and the porosity variation with time due to polymer degradation was also evaluated. Initially, it was observed that only a pore size higher than the cell diameter allowed the infiltration of the cells through the scaffold. Then, it was observed that a higher adhesion time leaded to higher cell spreading in static conditions and, similar to smaller seeding densities and shear stresses, reduced cell detachment under perfusion. Regarding the phenomenological model, it was observed that the model is more responsive to the initial glucose concentration and scaffold porosity, and to the dimensionless parameters related to cell proliferation, death and nutrient uptake. Furthermore, the initial cell number had a more significant impact on mass transport than on cell growth. In this study, it was possible to obtain an electrospun scaffold and dynamic culture conditions suitable for the three-dimensional culture of DPSCs, and to elucidate the effects of transport limitations and of oxygen on cell growth, and of polymer degradation on mass transport were elucidated.