A degradação do ambiente natural, principalmente do solo e da água, tem causado alterações na paisagem devido ao uso e ocupação do solo desordenados, principalmente pela retirada da vegetação nativa para a entrada de culturas mais rentáveis. Devido à necessidade de se conservar os recursos naturais verifica-se que o planejamento do uso e ocupação solo em uma determinada região é uma tarefa importante e indispensável. A implantação das Áreas de Preservação Permanente (APPs) e a Reserva Legal (RL) são as principais ferramentas de proteção ambiental, principalmente contra a erosão do solo. O objetivo geral deste trabalho foi a aplicação do modelo MEUPS associado a técnicas de geoprocessamento para caracterizar o aporte de sedimentos em uma microbacia hidrográfica mediante implementação de APP e RL. O trabalho foi realizado na microbacia hidrográfica do Ribeirão dos Marins, na região de Piracicaba, SP. Em busca do melhor resultado foram simulados cenários de implementação de APP e RL em diferentes pontos e condições para a obtenção do aporte de sedimentos para a microbacia e também para cada propriedade rural pertencente à microbacia. Pode ser observado que tanto a APP quanto a RL apresentaram resultados positivos para contenção da perda de solo, tendo a RL apresentado os melhores resultados. Verificou-se também que a vazão de pico e o volume acumulado na superfície após um evento de precipitação têm influência no aporte de sedimentos, principalmente em locais de declividade mais acentuada. Verificou-se que a implantação de mata (APP e RL) diminuiu os valores de vazão de pico e de volume acumulado. Com isso concluiu-se que a implantação de APP e RL, principalmente a RL, tem forte contribuição contra a perda de solo, diminuição da vazão de pico e volume acumulado. / Environmental degradation due to unplanned land use and occupation, has caused several changes in the landscape. Given the need to preserve natural resources, the right planning for land use and occupation is an important and indispensable task. Permanent Preservation Areas (PPA) and Legal Reserve (LR) are the main tools for environment protection, particularly against soil erosion. The main goal of this research was to apply the MULSE model associate to geoprocessing techniques to evaluate the sediment contribution in a watershed by the implementation of PPA and LR. The work employed data from the Ribeirão dos Marins watershed, located in the Piracicaba municipality, state of São Paulo. In order to attain the better outcomes, several scenarios for PPA an LR implementation were simulated, trying different locations and area coverage and evaluating sediment contribution, both for the watershed and for each private property that surrounds it. It was found that PPA and LR implementation presented positive effects regarding soil loses with LR giving the best result. Also, it was possible to determinate that peak flow values and total aggregate volume on the surface after a precipitation event impact the sediment amount, with a stronger relation in places where a higher slope is observed. Moreover, PPA and LR implementation were found to decrease peak flow value and aggregate volume. It was thus established that PPA and LR, especially LR, give a strong contribution against soil loses and minimize peak flow value and aggregate surface volume.

Os objetivos desta dissertação são comprovar empiricamente os benefícios da modelagem matemática como uma ferramenta de apoio ao processo decisório e apresentar uma forma de minimizar o custo do transporte marítimo de matérias-primas a granel, atendendo aos prazos e às demandas de quantidade de uma indústria química do ramo de fertilizantes em sua operação no Brasil. Isso será possível mediante o desenvolvimento de um modelo de programação linear inteira mista com as características do Vehicle Routing Problem with Pickup and Delivery with Time Windows (VRPPDTW) para representar as características do problema. O VRPPDTW é uma subclasse do clássico Vehicle Routing Problem que encontra grande aderência aos desafios industriais, ao poder encontrar soluções para o transporte de bens e pessoas. Para essa aplicação, diversas restrições de roteamento de navios heterogêneos, de agendamento das coletas e descargas das matérias-primas, de oferta e demanda por diferentes tipos de insumos e de capacidade de cargas de portos e navios foram elaboradas e implementadas para caracterizar situações às quais o processo de planejamento de entregas está atualmente submetido. Diferentes instâncias com dados cedidos pela companhia foram processadas e resolvidas em tempos aceitáveis, a partir da utilização do solver IBM ILOG CPLEX© 12.1.0. Resultados econômicos mais eficazes dos que aqueles atualmente percebidos pela empresa foram encontrados. / This thesis purposes are to prove empirically the mathematical modeling benefits as a support tool to the decision-making process and to present a way to minimize bulk raw materials maritime transport costs, attending to deadlines and quantity demand of a chemical fertilizer industry in its operations in Brazil. This will be possible through the development of a mixed linear and integer programming model with the characteristics of the Vehicle Routing Problem with Pickup and Delivery with Time Windows (VRPPDTW) to represent the problem characteristics. The VRPPDTW is a subclass of the classic Vehicle Routing Problem that finds great adhesion to industrial challenges, to be able to find solutions for the transport of goods and people. For this application, several constraints for heterogeneous ship routing, scheduling for raw material charges and discharges, supply and demand for different types of products and ports’ and ships’ cargo capacity were elaborated and implemented to characterize situations to which the delivery planning process is currently submitted. Different instances with data provided by the company were processed and solved in acceptable times, using the IBM ILOG CPLEX © 12.1.0 solver. Economic results more effective than those currently perceived by the company were found.

Um parâmetro físico essencial na modelagem matemática de qualidade de água visando a análise do impacto causado pelo lançamento de efluentes nos corpos d\'água superficiais é o coeficiente de dispersão longitudinal (DL). Portanto, a devida quantificação desse parâmetro é de grande importância para garantir a confiabilidade dos resultados de um modelo matemático de qualidade de água. Sendo assim, o presente trabalho propôs a quantificação de tal parâmetro. Para isso foram efetuados ensaios de campo de estímulo-resposta com traçador salino (cloreto de sódio) em dois cursos d\'água de pequeno porte localizados no município de Uberaba - MG. Após a realização dos ensaios de campo foram utilizados métodos diretos para a quantificação do parâmetro a partir dos dados experimentais. Os valores de DL mais confiáveis derivaram do método da convolução (routing procedure), variando de 0,70 a 10,44 m2/s. Também foi desenvolvido um modelo matemático de previsão do coeficiente de dispersão longitudinal a partir dos resultados experimentais com base em análise dimensional e a técnica de regressão linear múltipla. O r2 da equação gerada foi de 0,87, o que sugere que esta equação é adequada para a estimativa do coeficiente de dispersão longitudinal para os cursos d\'água estudados. Foi efetuada também a validação da aplicabilidade do modelo matemático desenvolvido a outras condições de campo diferentes daquelas utilizadas em sua dedução, com base em resultados experimentais obtido por outros autores. Por fim foi obtida, para os trechos dos cursos d\'água estudados, os coeficientes de dispersão longitudinal pelas equações empíricas e semi-empíricas de previsão mais conhecidas na literatura, comparando-se o desempenho de tais equações com a equação desenvolvida no trabalho através de análise estatística. A equação produzida no presente trabalho gerou melhores estimativas do coeficiente de dispersão longitudinal para os cursos d\'água estudados do que as equações utilizadas para comparação. / An essential parameter in the mathematical modeling of water quality in order to analyze the impact caused by the release of effluents into surface water bodies is the longitudinal dispersion coefficient (DL) . Therefore, proper quantification of this parameter is of great importance to ensure the reliability of the results of a mathematical model of water quality. Thus, this paper proposed to quantify this parameter. For this, field tests were conducted with stimulus-response tracer salt (sodium chloride) in two small streams located in Uberaba - MG. After completion of the field tests, direct methods to quantify the parameter from experimental data were used. The most reliable DL values derived from the routing procedure method, with valuer between 0.70 to 10.44 m2/s. Also we developed a mathematical model to predict the longitudinal dispersion coefficient from the experimental results based on dimensional analysis and multiple linear regression technique. The equation r2 generated was 0.87, suggesting that this equation is suitable for the estimation of longitudinal dispersion in the studied streams. We also performed the validation of the applicability of the developed mathematical model to other field conditions different from those of your deduction, based on experimental results obtained by other authors. Finally we obtained in the literature for the sections of the studied streams, the longitudinal dispersion coefficients by the best known empirical and semiempirical equations, comparing the performance of such equations with the equation developed in this work through statistical analysis. The equation produced in this study gave better predictions of the longitudinal dispersion coefficient for the studied streams than the equations used for comparison.

Este trabalho propõe uma abordagem de ensino de tópicos de estatística no ensino médio técnico, tendo como referência os procedimentos adotados pela modelagem matemática e inseridos num ambiente investigativo, contextualizado e interdisciplinar. Previamente, para viabilizar estas relações, apresenta as definições dos principais temas estatísticos abordados pela componente curricular matemática no ensino médio, fundamentando o objeto de estudo. Em seguida, de forma sintética, descreve as habilidades e competências designadas pelos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) para o ensino de estatística, complementada por uma análise dos conteúdos de livros didáticos, que mostram ser insuficientes na formação básica técnica. Neste, encontra uma pesquisa sobre modelagem matemática, seu histórico, conceitos e processos. E ainda, contribuições para o ensino de estatística, sendo considerada uma ferramenta metodológica na orientação e direcionamento do ensino, por meio das etapas de interação do conteúdo abordado, matematização da situação e avaliação dos resultados. Tem-se como proposta uma aplicação na criação de frangos caipiras, que conduziu à análise de dois modelos de regressão para representar a relação entre as variáveis envolvidas, sendo estes: modelo linear e modelo quadrático. A avaliação dos modelos permitiu a escolha da regressão mais adequada, optando pelo modelo quadrático por apresentar maior coeficiente de explicação (R-quadrado). A culminância do trabalho reflete na utilização da “tríplice”: planejamento de ações, inserção dos conteúdos à realidade dos discentes e na associação estabelecida entre as diversas disciplinas, como tendência na promoção de um efetivo aprendizado. / This work proposes an approach to teaching statistical topics in secondary technical education, taking as reference the procedures adopted by mathematical modeling and inserted in a investigation environment, contextualized and interdisciplinary. Previously, to make feasible these relationships, it presents the definitions of the main statistical themes approached by the mathematics curriculum component in secondary education, based on the object of study. Then, in a synthetic way, it describes the ability and competences designated by the National Curricular Parameters (NCP) for the teaching of statistics, complemented by an analysis of the contents of textbooks, which demonstrate to be insufficient in basic technical education. In this, find a research on mathematical modeling, its history, concepts and processes. Also, contributions to the teaching of statistics, being considered a methodological tool in the orientation and direction of teaching, through the stages of interaction of the content approached, mathematization of the situation and evaluation of the results. An application in the caipira broiler has been proposed, which conducted to the analysis of two regression models to represent the relationship between the variables involved, being: linear model and quadratic model. The evaluation of the models allowed the choice of the most adequate regression, opting for the quadratic model because it presented a higher coefficient of explanation (R-squared). The culmination of the work reflects in the use of the “triple”: planning of actions, insertion of the contents to the reality of the students and in the established association between the several disciplines, as a tendency in the promotion of an effective learning.

Unripe banana flour (UBF) production employs bananas not submitted to maturation process, is an interesting alternative to minimize the fruit loss reduction related to inappropriate handling or fast ripening. The UBF is considered as a functional ingredient improving glycemic and plasma insulin levels in blood, have also shown efficacy on the control of satiety, insulin resistance. The aim of this work was to study the drying process of unripe banana slabs (Musa cavendishii, Nanicão) developing a transient drying model through mathematical modeling with simultaneous moisture and heat transfer. The raw material characterization was performed and afterwards the drying process was conducted at 40 ºC, 50 ºC e 60 ºC, the product temperature was recorded using thermocouples, the air velocity inside the chamber was 4 m·s-1. With the experimental data was possible to validate the diffusion model based on the Fick\'s second law and Fourier. For this purpose, the sorption isotherms were measured and fitted to the GAB model estimating the equilibrium moisture content (Xe), 1.76 [g H2O/100g d.b.] at 60 ºC and 10 % of relative humidity (RH), the thermophysical properties (k, Cp, ?) were also measured to be used in the model. Five cases were contemplated: i) Constant thermophysical properties; ii) Variable properties; iii) Mass (hm), heat transfer (h) coefficient and effective diffusivity (De) estimation 134 W·m-2·K-1, 4.91x10-5 m-2·s-1 and 3.278?10-10 m·s-2 at 60 ºC, respectively; iv) Variable De, it presented a third order polynomial behavior as function of moisture content; v) The shrinkage had an effect on the mathematical model, especially in the 3 first hours of process, the thickness experienced a contraction of about (30.34 ± 1.29) % out of the initial thickness, finding two decreasing drying rate periods (DDR I and DDR II), 3.28x10-10 m·s-2 and 1.77x10-10 m·s-2, respectively. COMSOL Multiphysics simulations were possible to perform through the heat and mass transfer coefficient estimated by the mathematical modeling. / A farinha de banana verde (UBF) produzida de bananas não submetidas ao processo de maturação é uma alternativa interessante para minimizar as perdas dos frutos relacionadas ao manejo inadequado e a alta perecibilidade do produto. A UBF pode ser considerada um ingrediente funcional em formulações alimentícias, pois pode reduzir o índice glicêmico e o nível de insulina plasmática no sangue, demonstrando eficácia no controle da saciedade e da resistência à insulina. O objetivo deste trabalho foi estudar o processo de secagem de fatias de banana verde (Musa cavendishii, Nanicão) e desenvolver um modelo de secagem transiente através da modelagem matemática com transferência de massa e energia simultânea. Inicialmente, foi realizada a caraterização físico-química da matéria prima que foi submetida ao processo de secagem em escala piloto, a 40 ºC, 50 ºC e 60 ºC, com termopares inseridos no produto monitorando sua temperatura, a velocidade do ar de secagem foi de 4 mos-1. Com a cinética de secagem e a temperatura interna da fatia foi possível validar o modelo de difusão baseado na 2a Lei de Fick e Fourier. Para este propósito, foram medidas durante o processo: as isotermas de sorção ajustadas ao modelo do GAB permitindo estimar a umidade de equilíbrio (Xe), 1.76 [g H2O/100g d.b.] a 60 ºC e 10 % de umidade relativa (RH) e as propriedades físicas e termofísicas (k, Cp, ?) para serem inseridas no modelo. Consideraram-se cinco casos: i) Propriedades termofísicas constantes; ii) Variáveis; iii) Estimativa do coeficiente de transferência de massa (hm) de calor (h) e difusividade efetiva (De) parâmetros importantes que controlam a taxa de secagem, 134 Wom-2oK-1, 4.91x10-5 m-2os-1 e 3.278x10-10 mos-2 para uma temperatura de 60 ºC, respectivamente; iv) Estimativa do De como função do teor de umidade (M) apresentando um comportamento polinomial de terceira ordem; v) O encolhimento teve influência no modelo matemático, em especial nas primeiras três horas de secagem, a espessura da banana verde experimentou uma redução de (30.34 ± 1.29) %, encontrando dois períodos de taxa de secagem decrescentes (DDR I e DDR II), os De estimados para estes dois períodos foram 3.28x10-10 mos-2 e 1.77x10-10 mos-2, respectivamente. As simulações no COMSOL Multiphysics foram possíveis de serem realizadas através dos dados estimados pelo modelo matemático.

Foram realizados experimentos de homopolimerização de estireno e copolimerização de estireno-divinilbenzeno em solução e suspensão aquosa pelos métodos convencional (FRP) e mediado por nitróxido (NMRP). Objetivou-se atingir um maior grau de entendimento sobre estes sistemas em relação ao que se tem na literatura. Para isto, três modelos matemáticos foram avaliados através de validação com os dados obtidos nos experimentos. Os experimentos foram conduzidos em reator de batelada isotérmico. As principais variáveis exploradas neste trabalho foram: temperatura de reação, concentração inicial de divinilbenzeno, diluição inicial da mistura de monômeros e técnicas de polimerização (FRP e NMRP). Os modelos matemáticos foram intitulados: Modelo A, Modelo B e Modelo C. O Modelo A consiste de um balanço de espécies não poliméricas e grupos poliméricos. A determinação das massas moleculares médias e da fração de gel foi feita através de balanços populacionais em termos de função geradora em conjunto com o método das características. Os modelos B e C consistiram de balanços de massa para espécies não poliméricas e método dos momentos para radicais ativos, radicais dormentes e polímero morto. A obtenção das massas moleculares médias e da fração de gel foi feita através do método do fracionamento numérico. Nestes dois modelos, foram consideradas as reações de ciclização através do método dos caminhos. Este método consiste num balanço de segmentos de cadeia que conectam grupos poliméricos. O número máximo de unidades monoméricas, considerado para estes segmentos foi 100 e o valor da constante cinética de ciclização do menor segmento ciclizável (3 unidades monoméricas) foi 450 s-1 para a temperatura de 90°C. O Modelo C leva em conta a redução da reatividade das ligações cruzadas em função do tamanho médio das cadeias em cada geração. Os resultados mostraram que, quando comparado com a FRP, a polimerização NMRP permite somente um controle limitado sobre o processo de reticulação, produzindo distribuições largas de tamanhos de cadeia. Micro e nanoestruturas foram identificadas em produtos obtidos por FRP e NMRP lineares e não lineares. Estas estruturas parecem ser consequência do processo de síntese (ex.: operação em temperatura de reação acima da temperatura de transição vítrea) e do tratamento dos produtos. Massa molecular média mássica e fração de gel foram afetadas consideravelmente pelas reações de ciclização em copolimerizações FRP, porém apresentaram pouca sensibilidade a estas reações em copolimerizações NMRP. A inclusão do mecanismo de ciclização, por si só (no Modelo B), não foi suficiente para produzir bons ajustes modelo/experimentos em termos de massa molecular média mássica (Mw) e fração de gel (Wg). No entanto, o Modelo C é capaz de fornecer boas previsões de Mw e Wg simultaneamente para os experimentos realizados a 90°C. O presente estudo mostrou uma análise na qual os modelos podem se complementar e fornecer subsídios para o desenvolvimento de um modelo unificado. / Homopolymerizations of styrene and copolymerizations of styrene-divinylbenzene were carried out in solution and aqueous suspension through conventional (FRP) and nitroxide-mediated (NMRP) techniques. The aim of the work was to reach a higher level of understanding in comparison to what is found in literature. In order to reach this goal, three mathematical models were assessed through validation using experimental data. The experiments were conducted in isothermal batch reactor. The main variables explored in this work were: reaction temperature, divinylbenzene initial concentration, initial dilution of monomers and polymerization techniques (FRP and NMRP). The mathematical models were named: Model A, Model B and Model C. The Model A consists of a balance of non-polymeric species and polymer groups. The average molecular weights and gel fraction were calculated through population balances in terms of generation function together with the method of characteristics. The models B and C were built using mass balance for non-polymeric species and the method of moments for active radicals, dormant radicals and dead polymer. The average molecular weights and gel fraction were calculated through the numerical fractionation technique. In these two models, cyclization reactions were considered through the method of paths. This method consists of a balance of chain segments which connect polymer groups. The maximum number of monomeric units considered for these segments was 100 and the value of the kinetic constant of cyclization for the smaller cyclizable path (3 monomeric units) was 450 s-1 at 90°C. The Model C takes into account the reduction of reactivity of the crosslink reactions in function of the average size of the chains in each generation. The results showed that, when compared with FRP, NMRP allows only a limited control over the crosslinking process, producing broad chain length distributions. Micro and nanostructures were identified in products obtained by linear and non-linear FRP and NMRP. These structures seem to be consequence of the synthesis process (e.g.: operation in reaction temperatures above the glass transition temperature) and of the products treatment. Weight average molecular weight and gel fraction were affected considerably by the cyclization reactions in FRP, however they presented few sensibility to these reactions in NMRP. The inclusion of the mechanism of cyclization, itself (in Model B), was not enough to obtain good model/experiments fittings in terms of weight average molecular weight (Mw) and weight fraction of gel (Wg). Although, the Model C is capable of providing good predictions of Mw and Wg simultaneously for the experiments carried out at 90°C. The present study showed an analysis in which the models can complement each other, providing subsidies for the development of a unified model.

Atualmente, tem aumentado o uso de dispositivos móveis nas mais diversas áreas, tais como, na indústria, na educação, na saúde e no lazer. São exemplos de dispositivos móveis: telefones celulares, câmeras digitais, tablets, ipods, ipads, laptops, entre outros. Estes dispositivos são alimentados energeticamente por uma bateria recarregável, assim o seu uso está condicionado ao tempo de vidada bateria, que é por definição o tempo que a mesma demora para atingir o nível mínimo de capacidade de carga , denominado nível de cutoff. Neste contexto, é importante possuir algum método para realizar a predição do tempo de vida da bateria e assim determinar o tempo que o dispositivo poderá se manter operacional sem a necessidade de recarga. Uma das formas é através da utilização de modelos matemáticos que descrevem o consumo de energia dos aparelhos. Dentre os modelos da literatura destaca-se o modelo de Rakhmatov e Vrudhula que considera as características não-lineares que ocorrem em uma bateria, tais como o efeito de recuperação e a taxa de capacidade. Neste modelo as principais propriedades da bateria são descritas pelas Leis de Fick a partir de Equações Diferenciais Parciais. Observa-se que o Modelo Rakhmatov e Vrudhula possui dois parâmetros empíricos, que dependem da bateria utilizada, e portanto precisam ser estimados, o α que está relacionado a capacidade de bateria, e o ß que está relacionado ao comportamento não-linear da bateria. Até o presente momento, considerando os trabalhos que utilizam o modelo de Rakhmatov e Vrudhula verificou-se que todos usam o método de estimação de parâmetros Mínimos Quadrados, em batelada, isto é, os parâmetros são estimados de uma única vez. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho é a resolução do modelo de Rakhmatov e Vrudhula para o cálculo do tempo de vida de baterias, considerando a proposição de um método de estimação de parâmetros denominado Método da Procura em Rede Melhorado, que é uma extensão do Método Procura em Rede Modificado. A partir da aplicação deste novo método no problema de estimação de parâmtros associado ao Modelo de Rakhmatov e Vrudhula foi possível obter uma implementação fácil e intuitiva, melhorar os resultados obtidos pelo modelo nas simulações, bem como reduzir o seu tempo de execução. / 64 f.

A presente dissertação tem como objetivo principal a validação do modelo matemá- tico PI a partir da avaliação do seu desempenho tanto a nível de representação elétrica, como também nas transmissões de sinal de comunicação em alta frequência, usualmente utilizadas em tráfego conhecido como Power Line Communication (PLC). Para atingir este objetivo, inicialmente, foi realizado o estudo e avaliação dos modelos matemáticos utilizados para representar um segmento de distribuição de energia. Depois foi utilizado um emulador em escala de potência reduzida, validado para baixa frequência, objetivando avaliar o modelo matemático escolhido. Como o foco do trabalho é a rede de distribuição em baixa tensão, foi realizada a construção de um circuito elétrico representativo de um trecho real de uma concessionária de energia, no caso deste trabalho o DEMEI, que foi implementado computacionalmente utilizando a ferramenta matemática Matlab e sicamente em um dos laboratórios do Grupo de Automação Industrial e Controle (GAIC). Foi realizado um conjunto signi cativo de medições, de corrente e tensão, no circuito real e os resultados foram comparados com os dados obtidos a partir das simulações computacionais do modelo escolhido para representar o circuito real utilizando uma transmissão PLC, no caso o modelo PI. A partir da análise dos resultados reais com os obtidos das simulações computacionais foi possível comprovar que o modelo PI representa satisfatoriamente o trecho simulado em relação a transmissão em altas frequências, uma vez que o sinal PLC transmitido no trecho simulado no Matlab em relação ao trecho real teve um erro inferior a 1%. / 128 f.

Os MEMS (MicroElectroMechanical Systems) fazem parte de uma tecnologia que vem conquistando o mercado mundial. Seu desempenho, confiabilidade e economia de energia são suas principais características. O interesse comercial nesta tecnologia movimenta bilhões de dólares ao ano. Esta crescente demanda de MEMS exige que cada dispositivo seja testado, garantindo a qualidade de todos os dispositivos que vão para o mercado. Porém o custo dos testes é elevado, podendo chegar a 50% do custo dependendo da complexidade da estrutura. Os sensores MEMS, principalmente os de ação inercial, necessitam diversos testes baseados em estímulos físicos. Com a finalidade de reduzir os custos dos testes, a simulação fornecida pela modelagem matemática se apresenta como uma ferramenta de baixo custo. Porém os conhecimentos físicos da escala micrométrica são limitados. Uma alternativa para superar estes problemas é a identificação de sistemas. A identificação é uma técnica não invasiva que obtém o modelo matemático que explica de forma aproximada, a relação de causa e efeito entre dados observados. Por isso, este trabalho propõe o uso da identificação de sistemas para representar o modelo comportamental de MEMS baseados em deformação elástica. São identificados dois conjuntos de modelos: ARX para sistemas sem ruído e ARMAX para sistemas com ruído. Na maioria dos casos os modelos apresentaram desempenho eficiente. Apenas um dos casos do modelo ARMAX apresentou desempenho abaixo do esperado. Os resultados são validados através da análise do desempenho comportamental e análise do erro percentual. Logo, as técnicas utilizadas se mostram práticas e validas na identificação do modelo de um dispositivo MEMS. / 101 f.

Na agricultura, dois processos são importantes após a colheita: secagem e armazenamento. Antes do armazenamento de grãos como a soja, é necessário realizar a sua secagem até uma taxa de umidade apropriada. Embora existam inúmeras pesquisas realizadas sobre aspectos energéticos e de transferência de calor, o problema de conceber secadores adequados e relacionar o fluxo de grãos em um secador com fluxo misto do ar de secagem pouco tem sido estudado. O fluxo de grãos tem uma função importante em alguns aspectos do processo de secagem, sua irregularidade pode produzir uma secagem não uniforme do grão, e, em alguns casos, aumentar o risco de incêndio no interior do secador. Apesar da modelagem do fluxo de grãos ser um problema difícil de ser modelado, dada a natureza discreta do meio, algumas pesquisas recentes estão sendo direcionadas para a análise do escoamento de materiais granulares em silos e secadores de grãos. Pesquisadores tem se dedicado a estudar a modelagem do fluxo de grãos, através de simulações numéricas, entre algumas técnicas de simulação está o Método dos Elementos Discretos (MED). Com a finalidade de investigar de maneira mais detalhada o fluxo de grãos, o objetivo principal deste trabalho é modelar matematicamente o fluxo de grãos de soja em um secador com calhas com fluxo misto de ar. De maneira a confrontar e validar os dados gerados pelas simulações foi construído um aparato experimental idêntico ao modelo usado nas simulações. Os resultados foram muito satisfatórios, especialmente considerando-se que os parâmetros do material utilizado foram os mesmo que outros pesquisadores têm utilizado em outros softwares que implementam o MED. Os resultados das simulações concordam com os experimentos não apenas sobre o tempo de descarga, mas também sobre os padrões de escoamento da massa de grãos ao longo do processo de descarga. Por fim conclui-se que o MED implementado no pacote de software Yade modelou corretamente o fluxo de soja dentro de uma geometria não-trivial, análogo ao usado no secador de fluxo misto. Também se conclui que os grãos têm distintas velocidades verticais, resultando em diferentes tempos de permanência no corpo do secador. Fato este que pode resultar em uma secagem não uniforme da massa de grãos e risco de incêndio do secador, ocasionado pelos grãos que ficariam tempo excessivo no secador sob a ação do ar quente. / 87 f.