Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-03-06T17:46:11Z No. of bitstreams: 1 carlarezendebarbosabonin.pdf: 3328861 bytes, checksum: 72bd85d272ff7cf9ee9d0cfb275e0d7e (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T20:26:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 carlarezendebarbosabonin.pdf: 3328861 bytes, checksum: 72bd85d272ff7cf9ee9d0cfb275e0d7e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T20:26:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carlarezendebarbosabonin.pdf: 3328861 bytes, checksum: 72bd85d272ff7cf9ee9d0cfb275e0d7e (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Desde 1937 está disponível uma vacina eficaz contra febre amarela. Ainda assim, questões relativas a seu uso permanecem pouco entendidas, como, por exemplo, a necessidade da dose reforço a cada dez anos. O objetivo deste trabalho é demonstrar que ferramentas matemático-computacionais podem ser utilizadas para simular diferentes cenários referentes à vacinação e aos indivíduos a fim de auxiliar a busca pelas respostas de algumas destas questões em aberto. Neste contexto, este trabalho apresenta um modelo matemático-computacional da resposta imune humana à vacinação contra febre amarela. O modelo leva em conta importantes células dos sistemas inato e adaptativo, como células apresentadoras de antígeno, anticorpos, células B e células T (CD4+ e CD8+). Também são consideradas populações de células de memória, importantes na aquisição da imunidade conferida pela vacina. O modelo foi capaz de gerar curvas de anticorpos que estão de acordo com dados experimentais, além de representar o comportamento de diversas populações importantes do sistema imune de acordo com o que é esperado pela literatura. Este é o início de um caminho que, em um cenário ideal, permitirá simular diferentes situações relacionadas ao emprego da vacina contra febre amarela, como sua aplicação em indivíduos com imunodeficiências, diferentes estratégias de vacinação, duração da imunidade e necessidade de dose reforço. / An effective vaccine against yellow fever is available since 1937, but some issues regarding its use remain poorly understood, for example, the need for a booster dose every ten years. The objective of this study is to demonstrate that mathematical-computational tools can be used to simulate distinct scenarios related both to vaccination and individuals in order to assist the search for the answers to some of these open issues. In this context, this study presents a mathematical-computational model of the human immune response to vaccination against yellow fever. The model takes into account important cells of the innate and adaptive systems, such as antigen presenting cells, antibodies, B cells and T cells (CD4 + and CD8 +). Memory cell populations, important on the immunity induced by a vaccine, were also considered in the model. The model was able to generate antibodies curves which are in accordance with experimental data as well as to represent the behavior of several important populations of the immune system according to the results of the literature surveyed. This is the first step towards an ideal scenario where it will be possible to simulate distinct situations related to the use of yellow fever vaccine, as its application in immunodeficient individuals, different vaccination strategies, duration of immunity and the need for a booster dose.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-05-25T13:52:08Z No. of bitstreams: 1 danielaschimitzdecarvalho.pdf: 5044623 bytes, checksum: 7bd83afb9efa8bcad933dd398237160a (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-25T14:47:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 danielaschimitzdecarvalho.pdf: 5044623 bytes, checksum: 7bd83afb9efa8bcad933dd398237160a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-25T14:47:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 danielaschimitzdecarvalho.pdf: 5044623 bytes, checksum: 7bd83afb9efa8bcad933dd398237160a (MD5) Previous issue date: 2016-03-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O câncer mamário acomete milhões de mulheres no mundo a cada ano, sendo considerado um problema de saúde pública mundial. Esta doença apresenta uma alta mortalidade e uma elevada incidência entre os tipos de câncer na população feminina. No Brasil, esta patologia também se estaca como a primeira nas taxas de incidência e mortalidade entre os cânceres no sexo feminino. O comportamento evolutivo do câncer em um indivíduo, sua origem, sua composição e expansão são características ainda não bem elucidadas. A eficiência dos diferentes tratamentos está relacionada com vários fatores referentes ao comportamento tumoral, e principalmente com o estadiamento clínico. Neste trabalho, descrevem-se as principais características biológicas e clínicas do câncer mamário e investigam-se alguns modelos matem áticos disponíveis na literatura que representam o seu crescimento. Particularmente, são abordados modelos empíricos clássicos que consideram a popula ção tumoral com constituição celular homogênea; e modelos mais recentes mecanicistas que incluem características da heterogeneidade celular e a hipótese das células tronco cancerígenas. Além disso, foram propostas e implementadas computacionalmente duas alternativas para a consideração da atuação de fármacos no crescimento tumoral. Simulações numéricas foram realizadas empregando estes modelos e os resultados obtidos discutidos. Através destas simulações foi possível entender as limitações dos modelos frente a complexidade do crescimento tumoral. / Breast cancer a ects millions of women worldwide each year and is considered a problem of world public health. The disease presents a high mortality and incidence rates among cancer types in the female population. In Brazil, this patology is also associated with the highest incidence and mortality rates among cancers in women. The evolutionary behavior of cancer cells are not well elucidated, such as their origin, composition and expansion characteristics. The e ciency of the distinct treatments is related to several factors involving the tumor behavior, and especially with the clinical staging. In this work, the biological and clinical characteristics of breast cancer were described and relevant mathematical models of tumor growth were investigated. Particularly, the empirical models that consider the tumor population with the homogeneous cells; and the latest mechanistic models including cellular heterogeneity characteristics and the hypothesis of cancer stem cells. Furthermore, two alternatives were proposed and computationally implemented in order to simulate the e ects of the drug in the tumor growth. Numerical simulations were achieved using these models and the results discussed. From these simulations, it was possible to understand the limitations of these models compared with the complexity of the tumor growth.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-07-04T17:30:00Z No. of bitstreams: 1 raphaelpereiracordeiro.pdf: 17027543 bytes, checksum: 91ef68c2021ff4c93dc8b4fe66217cf2 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-08T13:42:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 raphaelpereiracordeiro.pdf: 17027543 bytes, checksum: 91ef68c2021ff4c93dc8b4fe66217cf2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-08T13:42:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 raphaelpereiracordeiro.pdf: 17027543 bytes, checksum: 91ef68c2021ff4c93dc8b4fe66217cf2 (MD5) Previous issue date: 2017-03-10 / A modelagem computacional é uma ferramenta útil no estudo de diversos fenômenos complexos, como o comportamento eletro-mecânico do coração em condições normais e patológicas, sendo importante para o desenvolvimento de novos medicamentos e métodos de combate às doenças cardíacas. A alta complexidade de processos biofísicos se traduz em complexos modelos matemáticos e computacionais, o que faz com que simulações cardíacas necessitem de um grande poder computacional para serem executadas. Logo, o estado da arte em simuladores cardíacos é implementado para ser executado em arquiteturas paralelas. Este trabalho apresenta a implementação e avaliação de um método com dados e kernel agregados, método este utilizado para reduzir o tempo de computação de códigos que executam em ambientes computacionais compostos de múltiplas unidades de processamento gráfico (Graphics Processing Unit ou simplesmente GPUs). Este método foi testado na computação de uma importante parte da simulação da eletrofisiologia do coração, a resolução das equações diferenciais ordinárias (EDOs), resultando em uma redução pela metade do tempo necessário para a sua resolução, quando comparado com o esquema onde este método não foi implementado. Com o uso da técnica proposta neste trabalho, o tempo total de execução das simulações cardíacas foi reduzido em até 25%. / Computational modeling is a useful tool to study many distinct and complex phenomena, such as to describe the electrical and mechanical behavior of the heart, under normal and pathological conditions. The high complexity of the associated biophysical processes translates into complex mathematical and computational models. This, in turn, translates to cardiac simulators that demand a lot of computational power to be executed. Therefore, most of the state-of-the-art cardiac simulators are implemented to run in parallel architectures. In this work a new coalesced data and kernel scheme is evaluated. Its objective is to reduce the execution costs of cardiac simulations that run on multi-GPU environments. The new scheme was tested for an important part of the simulator, the solution of the systems of Ordinary Differential Equations (ODEs). The results have shown that the proposed scheme is very effective. The execution time to solve the systems of ODEs on the multi-GPU environment was reduced by half, when compared to a scheme that does not implemented the proposed data and kernel coalescing. As a result, the total execution time of cardiac simulations was 25% faster.

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-02-15T18:53:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Cinthya Valeska Chianca da Silva.pdf: 2780664 bytes, checksum: 6254459484571e92eca2c9372931a17e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T18:53:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_Cinthya Valeska Chianca da Silva.pdf: 2780664 bytes, checksum: 6254459484571e92eca2c9372931a17e (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, estudamos sistemas com características diferentes mas que apresentam comportamento crítico. Na primeira parte, a partir de modelos que estudam avalanches usando blocos e molas e utilizando cadeias de bits simulamos estes sistemas de maneira simples e conseguimos obter resultados que são compatíveis com os já mostrados na literatura. A seguir, descrevemos um método para analisar séries temporais com tendências que serve para retirar tendências de baixas frequências da mesma. Finalmente, descrevemos a realização de uma experiência de fragmentação em gotas de mercúrio que repetimos para tentar obter melhores resultados. / In this work we study critical behaviour in systems with different characteristics. In the first part, beginning with block and spring models for avalanches, we use bit chains for simple simulations of these models and obtain results compatible with those published in the literature. Next, we describe a new method to analyse temporal series which is useful to extract the low frequency tendencies. Finally, we describe the realisation of an experiment using mercury drops, which we repeated to obtain bettes results.

Small disturbances occur continuously in electrical systems mainly due to load and generation variations. This ends up causing low frequency voltage fluctuations that are usually observed in systems whose lines have weak connections. In addition to damaging loads connected to the same bus, they can even damage equipment and incurring in costs to the energy distributors. Moreover, such oscillations can resonate with the system parameters and cause a general collapse in energy supplies. In the literature, there are methods for the development of stabilizers for power systems that are implemented to counteract these perturbations. In this dissertation, we compared some objective functions and identified points that can be optimized for parameterization of power system stabilizers IEEE models: PSS2B, PSS4B and conventional Delta w PSS, by computer simulations. The adjustment methodology used in this dissertation is based on the genetic algorithm (GA) held in Simulink® with the aid of the Matlab toolbox Gatool®. The effectiveness of the suggested technique and stabilizers are checked using simulation results, where it is noticeable that the PSSs managed to dampen oscillations in almost all cases. The only one who did not realize the optimization was the Delta W PSS with ITSE objective function in the hydraulic turbine, which failed to dampen oscillations even for the best results. Moreover, it was also possible to notice that the same Delta W PSS with ITAE objective function had the best results for the two types of turbine. / Pequenas perturbações ocorrem continuamente em sistemas elétricos principalmente devido às variações de cargas e da geração. Isto acaba acarretando oscilações de tensão de baixa frequência que são normalmente observadas em sistemas cujas linhas possuem conexões fracas. Além de prejudicar as cargas conectadas no mesmo barramento, elas podem até danificar aparelhos e incorrer em ônus para as distribuidoras de energia. Além do mais, tais oscilações podem entrar em ressonância com os parâmetros do sistema e causar um colapso geral no abastecimento de energia. Na literatura encontram-se metodologias para o desenvolvimento de Estabilizadores para Sistemas de Potência que são implantadas para se contrapor a estas perturbações. Nesta dissertação, foram comparadas algumas funções objetivo para a parametrização dos estabilizadores de sistemas de potência modelos IEEE: PSS2B, PSS4B e convencional Delta w PSS, a partir de simulações computacionais. A metodologia de ajuste utilizada nesta dissertação é baseada no algoritmo genético (AG) realizada em Simulink® com auxílio do toolbox Gatool® do Matlab®. A eficácia da técnica sugerida e dos estabilizadores é verificada com os resultados de simulação, em que é possível perceber que os PSSs conseguiram amortecer oscilações em quase todos os casos. O único que não realizou a otimização foi o Delta W PSS com a função objetivo ITSE na turbina hidráulica, o qual não conseguiu amortecer as oscilações com seu melhor resultado encontrado. Por outro lado, foi possível perceber também que o mesmo Delta W PSS com a função objetivo ITAE teve o melhor resultado para os dois tipos de turbina.

[pt] Com o objetivo de demonstrar as possibilidades oferecidas pelas tecnologias tridimensionais, no entendimento das doenças cardíacas e testar tratamentos inovadores, o presente estudo obteve imagens da região torácica de um paciente utilizando tomografia computadorizada multi-fatias. Essas imagens foram tratadas, para selecionar apenas a região de interesse, obtendo-se um modelo tridimensional digital da aorta torácica e tóraco-abdominal. A partir daí, foram confeccionados uma serie de modelos físicos, com a utilização da manufatura aditiva, e testados com diversos materiais para simular a estrutura elástica deste vaso. Após a construção dos modelos físicos, as imagens obtidas foram processadas e renderizadas e um modelo de simulação virtual foi criado para testar procedimentos minimamente invasivo. O uso de imagens da Tomografia Computadorizada, transformadas em modelos matemáticos virtuais e posteriormente em representação física, através da tecnologia aditiva, expande as possibilidades didáticas do ensino medico e possibilitam simular práticas e procedimentos cardiológicos minimamente invasivos. / [en] In order to demonstrate the possibilities provided by three-dimensional technologies, to understand disease states and test innovative treatments, this study obtained images of the thoracic region of a patient using multi-slice Computerized Tomography (CT). These images were handled to select only the region of interest, obtaining a three-dimensional digital model of thoraco-abdominal and thoracic aorta. Thereafter, a series of physical models were made using additive manufacturing and thoroughly tested on materials to simulate the elastic structure of the vessel. After building up physical models, the images were processed and rendered, and a virtual simulation model was created to test minimally invasive procedures. The CT s images transformed into virtual mathematical models and later in physical representation, by additive technology, expand educational opportunities and enable simulation of minimally invasive cardiological procedure.

[pt] O efeito da protensão pode ser introduzido sobre estruturas de aço em forma de arco, de tal modo que é adicionado um estado de tensões oposto ao estado proveniente da ação de sucção do vento. Dentro deste escopo, o presente trabalho de pesquisa visa apresentar os resultados obtidos com a modelagem numérica, através do Método dos Elementos Finitos (MEF), sobre o comportamento estrutural de treliças de aço utilizadas no projeto de coberturas protendidas. Para tal, a modelagem numérica é realizada com base em formulações não lineares, com o uso do programa computacional ANSYS, avaliando-se o comportamento estrutural de modelos de treliças de aço em forma de arco até o regime de ruptura. Considerando-se a complexidade do comportamento das treliças em estudo, foram feitas análises com inclusão do efeito da não linearidade física. Com base nos resultados obtidos por meio de uma análise paramétrica, no que tange a comparações entre os valores de resistência das treliças protendidas investigadas, são estabelecidas conclusões e recomendações de projeto. Cabe ressaltar que a economia de material obtida na solução estrutural com base no uso da protensão é resultante do aumento dos níveis de forças de tração nas barras da estrutura, diminuindo-se os de compressão que são menos eficientes. Assim, as soluções estruturais com protensão apresentam diversas vantagens que compensam o seu custo adicional. / [en] Prestressing forces can be introduced on arched steel structures in such a way that a state of tensile stresses is added which to the existing state counteract the state introduced by the wind negative pressures. Within this scope, the present research aims to present the results obtained with the numerical modeling through the Finite Element Method (FEM) on the structural behavior of steel trusses used in the design of prestressed roof structures. For this purpose, the numerical modeling is performed based on non-linear formulations using the ANSYS software in order to evaluate the structural behavior of arched steel trusses modelled up to failure. Considering the complexity of the behavior of the trusses studied, some structural analysis were carried out including the effects of physical nonlinearities. Based on the results obtained through an extensive parametric analysis, with respect to comparisons between the resistance values of the investigated prestressed trusses, conclusions and design recommendations are established. It should be noted that the material savings achieved by the use of prestressing is the resultant from the increase of tensile state of stresses in the bars of the structure, thus reducing the compression stresses, which are less efficient. In this sense, the structural solutions with prestressed trusses have several advantages that compensate for the additional cost of prestressing.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:18:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissert Paulo Francisco.pdf: 4045114 bytes, checksum: 8738bedf378cfe88c98e7e3880fd9007 (MD5) Previous issue date: 2010-04-06 / Structural masonry is one of the oldest building systems used by man. With technological advance, its use has become more and more frequent for providing rationality and economy to the building. For that reason, the research centers have tried to get to know it more precisely, especially in Brazil, where the system differs from other countries, prevailing the use of not armed or partially armed masonry. The studies conducted aim to know, primarily, the materials used and the analysis of their structural behavior. Even though, there are still masonry structural aspects that haven t been totally clarified. Based on that principle, the purpose of this work was to accomplish an investigation about the influence of grouting segments in the interaction between walls, with the utilization of isolated panels of three, five and seven walls and a multiple pavement structure, developed by computational modeling in finite elements. For the analysis of the results, check the profile of the distribution of normal vertical tensions and the absorption of applied loading. In this way, it is realizable that in some cases the grout causes significant interference, as in the holes of the bricks, while in others, its participation is almost despicable. An example is the grouting of the braces. / A alvenaria estrutural é um dos sistemas construtivos mais antigos usado pelo homem. Com o avanço tecnológico, o seu uso passou a ser cada vez maior por proporcionar racionalidade e economia para a construção. Por isso, os centros de pesquisas têm buscado conhecê-la de maneira precisa, principalmente no Brasil, onde o sistema utilizado difere de outros países, prevalecendo o uso da alvenaria não armada ou parcialmente armada. Os estudos feitos visam conhecer, primordialmente, os materiais empregados e a avaliação do seu comportamento estrutural. Mesmo assim, ainda há aspectos estruturais da alvenaria que ainda não foram totalmente esclarecidos. A partir deste princípio, a proposta do trabalho foi realizar uma investigação sobre a influência de segmentos grauteados na interação entre paredes, com a utilização de painéis isolados de três, cinco e sete paredes e uma estrutura de múltiplos pavimentos, desenvolvido por modelagem computacional em elementos finitos. Para análise dos resultados, avaliou-se o perfil da distribuição de tensões verticais normais e absorção do carregamento aplicado, que é transferido às paredes. Nesse sentido, percebe-se que em alguns casos o graute causa interferência significativa, como nos furos dos blocos, enquanto que em outros, a sua participação é praticamente desprezível. Exemplo disso são os grauteamentos das cintas.

The crop productivity increase is often associated with an increase in the use of agricultural products, including herbicides. When these products are applied in an untidy way, leaching may occur and cause environmental contamination either at the soil or at the groundwater. Regarding herbicides, atrazine is widely used in Brazil and around the world. It is also considered as the main organic pollutant, and a potential contaminant of the water table. According to that, it is necessary to build a detailed knowledge about the dynamics of these molecules through the soil with the objective to better control the contamination risks. Thus, the main goal of this research was to simulate the atrazine\'s movement through both tropical and temperate soils under corn cultivation using HYDRUS package models, and to obtain equation parameters to transform electromagnetic induction (EMI) signal data in atrazine\'s movement parameters. Thus, the research was conducted in two different places: 1 - \"Luiz de Queiroz\" College of Agriculture (ESALQ/USP) at the Biosystems Engineering Department and at the Ecotoxicology Laboratory (CENA/USP) both in Piracicaba, SP (Brazil), and 2 - at the Meat Animal Research Center (MARC/ARS) from the United States Department of Agriculture (USDA) in Clay Center, NE (US). In Brazil, a corn crop using three treatments of atrazine was conducted in a greenhouse to obtain the herbicide concentration data from the soil solution. Then, soil samples were collected to run breakthrough curves (BTC) to obtain atrazine\'s movement parameters through STANMOD model. After that, atrazine\'s movement simulations were taken through the HYDRUS 2D model. In the end, statistical indexes were used to compare observed and modeled data aiming the evaluation of HYDRUS 2D model for the movement of atrazine. In US, EMI data were collected in a corn field before atrazine application. Then, soil samples from this field were collected for BTC\'s to obtain atrazine\'s movement parameters. After obtaining such parameters, models were generated correlating EMI signal data with atrazine\'s movement parameters. Subsequently, statistical comparison indexes were used to compare the actual data obtained with the data obtained by the new model generated. Finally, simulations of the movement of atrazine were made with the purpose of evaluating the contamination of the subsoil. In addition, maps with interpolated data were generated, facilitating the visualization of sites most susceptible to contamination. In Brazil, the atrazine\'s movement parameters were R = 1.604, β = 0.82 e ω = 2.5 h-1. Then, HYDRUS 2D simulations were precise (r = 0.9815) and accuracy (d = 0.9906) when the corn plant is not in the system. However, with the presence of the corn, HYDRUS 2D still predicted atrazine with precision (r = 0.8609) but the accuracy was low (d = 0.4449). In US, the atrazine\'s movement parameters were R = 7.45, β = 0.47, and ω = 5.56 h-1. Further, models using EMI signal data to predict atrazine\'s movement parameters were generated. The statistical indexes to these models were R2 = 0.9012, r = 0.9311, and d = 0.9589. Overall, HYDRUS 2D is a model to predict atrazine\'s movement through the soil. However, more researches need to be carried out considering the plant as part of the system and the parameters which account water and solutes absorption need to be improved. The EMI technique to obtain atrazine\'s movement parameters was also well succeeded. Thus, it should be broadly used to monitor atrazine and other contaminants. / O aumento de produtividade dos cultivos, na maioria das vezes, está associado a um aumento na utilização de insumos agrícolas, dentre eles, os herbicidas. Quando esses produtos são aplicados de uma maneira desordenada ao solo, processos de lixiviação podem ocorrer e, dessa forma, provocar algum tipo de contaminação ambiental, alcançando, assim, águas subterrâneas. Nesse sentido, em termos de aplicação de herbicidas, a atrazina é um exemplo dessa classe, que é intensamente utilizada no Brasil e no mundo e é frequentemente considerada como sendo um dos principais poluentes orgânicos, revelando-se, também, como um dos potenciais contaminantes do lençol freático. Visando maior controle de riscos de um possível impacto ambiental aliado à necessidade de aumento de produtividade, faz-se necessário o conhecimento com maior detalhamento sobre a dinâmica desses elementos no perfil do solo. Dessa forma, buscou-se como objetivo principal dessa pesquisa, simular a dinâmica da atrazina em um perfil de solo utilizando-se, para tal, o modelo HYDRUS 2D, sob condições de cultivo de milho, em regiões de solos tropicais e temperados e obter parâmetros de uma equação que transforme dados de indução eletromagnética (EMI) em parâmetros do movimento da atrazina. Deste modo, a pesquisa foi conduzida em dois locais distintos: Local 1 - Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ/USP), junto ao Departamento de Engenharia de Biossistemas e Laboratório de Ecotoxicologia (CENA/USP) ambos em Piracicaba, SP (Brasil) e Local 2 - U.S. Meat Animal Research Center (MARC/ARS/USDA), em Clay Center, Nebraska (EUA). No Brasil, um cultivo de milho usando-se três tratamentos de atrazina foi conduzido em estufa experimental a fim de se obter dados de concentração do herbicida na solução do solo. Em seguida, amostras do mesmo solo foram coletadas para realização de curvas de eluição (BTC) para se obter os parâmetros de movimento da atrazina através do software STANMOD. Após a obtenção de tais parâmetros, simulações de movimento da atrazina no solo foram realizadas através do modelo HYDRUS 2D. Por fim, índices estatísticos de comparação foram utilizados para avaliar este software. Nos Estados Unidos, dados de EMI foram coletados num campo de cultivo de milho antes da aplicação de atrazina. Em seguida, amostras de solo deste campo foram coletadas para realização de BTC\'s para se obter os parâmetros do movimento da atrazina. Após a obtenção de tais parâmetros, foram gerados modelos correlacionando dados de EMI com os parâmetros do movimento do herbicida. Posteriormente, índices estatísticos de comparação foram utilizados com o objetivo de se comparar os dados reais obtidos com os dados obtidos pelo novo modelo gerado. Por fim, simulações do movimento da atrazina foram feitas com o intuito de avaliar a contaminação do subsolo. Além disso, mapas com dados interpolados foram gerados, facilitando a visualização dos locais mais suscetíveis à contaminação. No experimento realizado no Brasil, os parâmetros do movimento da atrazina encontrados foram: R = 1,604, β = 0,82 e ω = 2,5 h-1. Com tais parâmetros, o modelo HYDRUS 2D simulou o movimento da atrazina com precisão (r = 0,9815) e acurácia (d = 0,9906), quando a planta de milho não está inclusa no sistema. Quando a planta é considerada, o modelo prevê o movimento da atrazina com precisão (r = 0,8609), porém sem precisão (d = 0,4449). No experimentos realizado nos EUA, os parâmetros do movimento da atrazina encontrados foram: R = 7,45, β = 0,47 e ω = 5,56 h-1. Modelos para obtenção dos parâmetros de movimento da atrazina utilizando-se EMI como dado de entrada foram gerados e seus índices estatísticos de comparação foram: R2 = 0,9012, r = 0,9311 e d = 0,9589. Deste modo, o modelo HYDRUS 2D é uma ferramenta para simular o movimento da atrazina no solo. No entanto, mais pesquisas devem ser feitas no que se refere à presença da planta no sistema solo-planta-atmosfera, pois os parâmetros que controlam a absorção de água e solutos podem estar obsoletos. A técnica de obtenção de EMI também foi bem sucedida na previsão dos parâmetros do movimento da atrazina e, portanto, deve ser utilizada para monitoramento, não só da própria atrazina, mas também de outros contaminantes.

Neste trabalho, apresenta-se um estudo a respeito de problemas de interação Fluido-Partícula e dos métodos e formulações usados para resolvê-los. Além disso, propõe-se um novo método para resolver problemas acoplados de mecânica dos fluidos e mecânica das partículas. A ideia é baseada em trabalhos anteriores de (Gomes e Pimenta 2015) e (Campello 2016), e o objetivo é desenvolver um modelo computacional adequado e eficiente para simular problemas envolvendo fluidos carregados com partículas sólidas. O problema de fluido é resolvido por uma abordagem Euleriana de elementos finitos, usando elementos mistos locais de velocidade-pressão, os quais satisfazem a condição de compatibilidade LBB. O sistema de equações não linear obtido é resolvido iterativamente pelo método de Newton-Raphson. Uma característica importante é que a malha de fluidos permanece fixa durante a passagem do fluxo, assim como nas abordagens Eulerianas clássicas. O problema das partículas, por sua vez, é resolvido com uma abordagem Lagrangiana de elementos discretos, em que os contatos de partícula com partícula e partícula com paredes (limites fixos) são livremente permitidos e resolvidos. A influência do fluido no movimento das partículas é representada por meio de forças e momentos, que são calculados a partir do escoamento e impostos às partículas de maneira acoplada, iterativa e explícita. As interfaces entre o fluido e as partículas são tratadas por meio da técnica de fronteiras imersas, onde as condições de contorno do fluido nos contatos com partículas são impostas através da interpolação de funções descontínuas e constantes de multiplicadores de Lagrange ao longo das interfaces. É adotado um método explícito, interativo e escalonado para conseguir a convergência dentro de cada passo de tempo do problema. Para ilustrar o potencial do método proposto, são apresentadas simulações de escoamentos carregados de partículas. / In this work, a study is presented on Fluid-Particle interaction problems and the methods and formulations used to solve them. In addition, is proposed a new method for solving coupled problems of fluid mechanics and particle mechanics. The idea is based on previous works by (Gomes e Pimenta 2015) and (Campello 2016), and the goal is to develop an efficient computational model suited to simulate problems involving flowing fluid media laden with solid particles. The fluid problem is resolved by an Eulerian finite element approach using local element velocity-pressure pairs satisfying the LBB compatibility condition, with the resulting nonlinear system of equations being iteratively solved by the Newton-Raphson method. As an important feature, the fluid mesh remains fixed during the flow, just as in classical Eulerian approaches. The particles´ problem, in turn, is resolved in a Lagrangian discrete element approach, wherein both particle-to-particle and particle-to-wall (fixed boundaries) contacts are freely permitted and resolved. The influence of the fluid on the motion of the particles is represented by means of forces and moments, which are computed from the fluid flow and imposed on the particles in a coupled, iterative and explicit way. The fluid-particles´ interfaces are treated by means of immersed boundary technique, in which the fluid interface conditions with the (nonmatching) particles´ boundaries are imposed through discontinuous piecewise constant Lagrange multipliers interpolating functions along the interfaces. An explicit, staggered and interactive scheme is adopted to achieve convergence within each time step of the problem. In order to illustrate the potentialities of the proposed scheme, particle-laden fluid flow simulations are presented.