Made available in DSpace on 2017-07-21T20:31:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DANIELE REGINA PENTEADO.pdf: 1026108 bytes, checksum: bfb0978eb7c87c49bf7eb870d7d57c28 (MD5) Previous issue date: 2015-05-18 / This research was carried out from the subject Mathematical Modeling, with the main objective of making available to view aspects considered relevant on mathematical modeling practices within the State of Parana Basic Education. The study objective was to analyze the practices in Mathematical Modeling constant at 65 Experiences Reports presented in meetings Paranaenses Modeling and Mathematics Education (EPMEM) conducted between 2004 and 2012, totaling five editions. Before the events shown in these reports, the main question about the Mathematical Modeling it long answer can be expressed in the following question: What is evident practices Mathematical Modelling developed in the State of Parana Basic Education, from the reports presented in EPMEM ? Of the 65 reports presented in five editions of the EPMEM and contained in the Annals of events, 28 reports dealing with the Paraná State Basic Education came to constitute the corpus of research and thus were analyzed in detail. Methodological aspects undertaken in this research are qualitative, with meta-analytic design and processing of data according to content analysis from the perspective of Bardin (2011). Reading and coding of all materials were made with the assistance of the software Atlas / Ti. The methodological and theoretical frameworks used basically include Bardin (2011), Franco (2005), Alves- Mazzotti & Gewandsznajder (2004), Larocca (2005 ), Bicudo (2014), D'Ambrosio (2004), Fiorentini (1995), Kluber (2007, 2010), Burak (1992) and Paraná (2008),among others. The results of this research point to some reflections and considerations regarding analyzed practices, which have shown that mathematical modeling is being inserted in the school context in different ways, because of the diversity of modeling concepts, but, in general, impressions of teachers and students are very favorable. After the categorization and analysis performed, we arrive at an overview of how these practices are taking place in classrooms and what the motivations that lead teachers to develop them believe that these elements that can serve as a starting point for further research to be conducted in the area of Mathematical Modeling. / Esta investigação foi realizada a partir do tema Modelagem Matemática, com o objetivo principal de colocar à vista aspectos considerados relevantes sobre as práticas de Modelagem Matemática no âmbito da Educação Básica do Estado do Paraná. O objeto da pesquisa consistiu em analisar as práticas em Modelagem Matemática constantes nos 65 Relatos de Experiências apresentados nos Encontros Paranaenses de Modelagem e Educação Matemática (EPMEM) realizados entre 2004 e 2012, totalizando cinco edições. Diante dos relatos apresentados nestes eventos, a principal indagação a respeito da Modelagem Matemática que almejamos responder pode ser expressada na seguinte pergunta: O que se evidencia das práticas em Modelagem Matemática desenvolvidas na Educação Básica do Estado do Paraná, a partir dos relatos apresentados nos EPMEM? Dos 65 relatos apresentados nas cinco edições do EPMEM e constantes dos Anais dos eventos, 28 relatos que tratavam da Educação Básica do Estado do Paraná passaram a constituir o corpus da pesquisa e deste modo foram analisados detalhadamente. Os aspectos metodológicos empreendidos nesta pesquisa são de natureza qualitativa,com delineamento meta-analítico e de tratamento dos dados conforme a análise de conteúdo na perspectiva de Bardin(2011). A leitura e a codificação de todo o material foram efetuadas com o auxílio do software Atlas/T.i.. Os referenciais Metodológico e Teórico utilizados contemplam basicamente Bardin (2011), Franco (2005), Alves-Mazzotti & Gewandsznajder (2004), Larocca (2005), Bicudo (2014), D'Ambrósio (2004), Fiorentini (1995), Klüber (2007, 2010), Burak (1992) e Paraná (2008), entre outros. Os resultados dessa investigação apontam para algumas reflexões e considerações a respeito das práticas analisadas, as quais demonstraram que a Modelagem Matemática está sendo inserida no contexto escolar de diferentes modos, em virtude da diversidade de concepções de Modelagem existentes, mas que, no geral, as impressões dos professores e dos estudantes são bastante favoráveis. Após as categorizações e análises realizadas, chegamos a um panorama de como estas práticas estão sendo realizadas nas salas de aula e quais as motivações que levam os professores a desenvolvê-las Consideramos que estes elementos podem servir de ponto de partida para outras pesquisas a serem realizadas na área da Modelagem Matemática.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:31:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marines Kaviatkovski.pdf: 1777734 bytes, checksum: ce916eb6a3804f76027cd3605a84cd89 (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / This work presents and enables an analysis of how the Mathematical Modeling is being inserted in the scholar context, on the ambit of an investigation that seeks to answer which contributions the insertion of Mathematical Modeling, as a methodology of teaching and learning, can offer in the early years of elementary school? The delimitation of this research is predominantly of qualitative nature. The data presented was obtained using an exploratory research. The objectives of the research were: a) Contribute with the insertion of Mathematical Modeling as a methodology of teaching and learning in the ambit of the early years of elementary school; b) Point, after analytical reflections, the clarifications made by the teachers related to the perspectives of utilizing the Mathematical Modeling in the early years of elementary school. It was utilized as theoretical fundamentation the contributions from Miorim (1998) who discusses the History of the Mathematical Education, from authors who discuss the nature and methodology of the Mathematical Education (Rius, 1989a, 1989b; Kilpatrick 1996), authors who underlie the aspects and analysis of data from a qualitative research (Bogdan; Biklen, 1994; Bardin, 2011), authors who discuss the Mathematical Modeling in the ambit of the Mathematical Education (D’Ambrosio, 1999; Burak, 1992, 2010; Barbosa 2001; Meyer, 2007; Burak; Klüber, 2008, 2010), as well as authors who discuss the Education and formation of the teacher (Freire, 1981, 2005; Libâneo, 2006; Nacarato; Mengali; Passos, 2009). The research involves the analysis from teacher manifestations after concluding a formation course in service involving the Mathematical Modeling, as well as the analysis of works developed with students from the early years of elementary school, according to a Mathematical Modeling perspective. The results of the research indicate that in the ambit of early years: a) Modeling is a methodological tendency that offers contributions to the process of teaching; b) teachers explicit different perspectives of the use of Modeling. / Este trabalho apresenta e possibilita uma análise de como a Modelagem Matemática vem sendo inserida no contexto escolar, no âmbito de uma investigação que busca responder que contribuições a inserção da Modelagem Matemática, como uma metodologia de ensino e aprendizagem, pode oferecer ao ensino da Matemática nos anos iniciais do Ensino Fundamental? O delineamento da pesquisa é de natureza qualitativa. Os dados apresentados foram obtidos por meio de uma pesquisa exploratória. Os objetivos da pesquisa foram: a) Contribuir com a inserção da Modelagem Matemática como uma metodologia de ensino e aprendizagem no âmbito dos anos iniciais do Ensino Fundamental; b) Apontar, após reflexões analíticas, as explicitações dos professores relacionadas às perspectivas de utilização da Modelagem Matemática nos anos iniciais do Ensino Fundamental. Utilizaram-se como fundamentação teórica as contribuições de Miorim (1998), que discute a História da Educação Matemática, de autores que discutem a natureza e metodologia da Educação Matemática (Rius, 1989a, 1989b; Kilpatrick 1996), autores que fundamentam os aspectos e análise dos dados de uma pesquisa qualitativa (Bogdan; Biklen, 1994; Bardin, 2011), autores que discutem a Modelagem Matemática no âmbito da Educação Matemática (D’Ambrosio, 1999; Burak, 1992, 2010; Barbosa 2001; Meyer, 2007; Burak; Klüber, 2008, 2010), bem como autores que discutem a Educação e a formação do professor (Freire, 1981, 2005; Libâneo, 2006; Nacarato; Mengali; Passos, 2009). A pesquisa envolveu a análise de manifestações de professores após concluírem um curso de formação em serviço envolvendo a Modelagem Matemática, assim como a análise de trabalhos desenvolvidos com estudantes dos anos iniciais do Ensino Fundamental, segundo uma perspectiva de Modelagem Matemática. Os resultados da pesquisa indicam que no âmbito dos anos iniciais: a) a Modelagem é uma tendência metodológica que oferece contribuições ao processo de ensino da Matemática; b) os professores explicitam diferentes perspectivas de uso da Modelagem.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo Roberto Batista.pdf: 2161905 bytes, checksum: 9b7930538ba1a3b0a7952ca6651fe0ad (MD5) Previous issue date: 2013-04-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Statistics is considered a science that provides methods for the collection, organization, description, analysis and interpretation of data, in order to draw conclusions about the object of study and, therefore, assist in decision making. It plays a fundamental role as a basis for practical resolutions of problems in various areas of knowledge, in this way, directly or indirectly, it is present in the daily lives of all citizens without distinction. Thus, increasingly, the statistic should contribute to the citizenship of our students and the entire society which critically and consciously need to make accurate and appropriate decisions for every problem they face. In this context, mathematics teachers have the important task of creating a connection between the statistical concepts and realities of students, using existing technologies and methodologies that lead to a consistent better learning. In view of the above, this study has the objective to investigate what the consequences of Mathematical Modeling environment can provide to the teaching and learning of statistics in high school. Therefore, the research objectives are characterized as: recommend the study of Statistics through Mathematical Modeling Methodology juncture in high school and so research and discuss the results that this learning environment can provide to the teaching and learning of statistics; defend and give value to the development of the student, with regard to the critical aspects, awareness of the seriousness of their participation in society and the competence to integrate academic content with their day-to-day life. In order to accomplish all of that, we try to base the research in relation to Education Statistics, as well as present the design of mathematical modeling through literature review and practical application of a problem situation that summarizes the process of statistical investigation. / A Estatística é considerada uma ciência que fornece métodos para a coleta, organização, descrição, análise e interpretação de dados, com o objetivo de tirar conclusões sobre o objeto de estudo e; consequentemente, auxiliar nas tomadas de decisões. Desempenha papel fundamental como embasamento para resoluções práticas de problemas nas mais diversas áreas do saber; dessa forma, de maneira direta ou indireta, está presente no dia a dia de todos os cidadãos indistintamente. Assim, cada vez mais, a Estatística deve contribuir para a formação da cidadania dos nossos alunos e de toda a sociedade, que de forma crítica e consciente precisam tomar decisões precisas e adequadas a cada problema que se apresente. Nesse contexto, os professores de Matemática têm a importante missão de criar a conexão entre os conceitos estatísticos e as realidades dos alunos, utilizando-se das tecnologias existentes e metodologias que melhor conduzam ao aprendizado consistente. Em face do exposto, este estudo tem como escopo pesquisar quais as decorrências o ambiente da Modelagem Matemática pode proporcionar para o processo de ensino e aprendizagem da Estatística do ensino médio. Portanto, os objetivos da pesquisa se configuram como: recomendar o estudo de Estatística por meio da Metodologia Modelagem Matemática na conjuntura do ensino médio e assim pesquisar e discutir os resultados que tal ambiente de aprendizagem pode proporcionar para o ensino e a aprendizagem da Estatística; defender e dar valor ao desenvolvimento, do discente, no que se refere aos aspectos críticos, da consciência da seriedade de sua participação na sociedade e da competência de integrar conteúdo escolar com o seu dia-a-dia. Para tanto, procura-se basear a investigação no que se refere à Educação Estatística, bem como apresentar a concepção de Modelagem Matemática por meio de revisão da literatura e aplicação prática de uma situação problema que sintetiza o processo de investigação estatística.

Os processos de fundição que visam à obtenção de produtos fundidos com formatos e propriedades mais próximos dos necessários ao produto final demandam um conhecimento detalhado das relações entre processo e microestrutura e entre microestrutura e propriedades. Não há dúvida de que aspectos microestruturais como o tamanho, a morfologia e o nível de microssegregação da estrutura dendrítica são importantes em definir as suas propriedades. Por outro lado, as variáveis de processo que afetam a transferência de calor no sistema estão entre as mais importantes em definir as características de microestrutura bruta de fundição. O presente trabalho tem como objetivo principal estudar os efeitos de algumas variáveis do processo de fundição na microssegregação de ligas fundidas em moldes metálicos. Para este fim, escolheu-se a liga Cu-8%Sn, que foi obtida na forma de amostras solidificadas unidirecionalmente. Os efeitos de diferentes sistemas de extração de calor, diferentes temperaturas de vazamento e da adição de inoculante foram investigados. Dois tipos de sistema de extração de calor foram empregados, um utilizando uma base de cobre refrigerada a água, outro uma base maciça de cobre revestida superficialmente com uma tinta isolante térmica. As temperaturas de vazamento escolhidas foram \'1110 GRAUS\'C e \'1270 GRAUS\'C e o inoculante adicionado foi a liga Cu-50%Zr. Modelos matemáticos para a transferência de calor e massa no sistema foram desenvolvidos para auxiliarem noentendimento dos fenômenos importantes envolvidos na solidificação das amostras. As temperaturas em diversos pontos do metal foram medidas durante a sua solidificação através de um sistema digital de coleta de dados. Os resultados foram utilizados para o cálculo de diversos parâmetros, como o coeficiente de transferência de calor entre o metal e a base de cobre. O nível de microssegregação das amostras foi calculado a partir de microanálises conduzidas ) através de uma microssonda acoplada a um microscópio eletrônico de varredura. Imagens de microscopia ótica e de varredura auxiliaram nas medidas de espaçamento entre braços de dendrita e na interpretação da morfologia dendrítica. A partir dos resultados, observou-se que é possível modelar matematicamente a transferência de calor no sistema sem a consideração detalhada de efeitos macro e microestruturais. Notou-se, também, que há um decréscimo no nível de microssegregação próximo à superfície das amostras, efeito este que só pode ser modelado matematicamente quando as curvas experimentais de temperatura durante a solidificação forem conhecidas. Verificou-se que a estrutura colunar apresentou um menor nível de microssegregação do que a estrutura equiaxial, o que parece estar relacionado com a maior facilidade de homogeneização da estrutura colunar durante a solidificação / Casting processes which aim at products of near-net-shape and near-net-properties need a detailed konwledge of the relationship between processing variables and microstructure, and between microstructure and properties. It is well known that microstructural features, such as dendrite size, morphology and microsegregation severity have a tremendous effect on casting product properties. In addition to it, the processing variables on which heat transfer in the system depends arise as the most important ones ti define the characteristics of as-cast microstructures. The main objective of this work is to study the effects of some processing variables on the microsegregation of permanent mould cast alloys. Directionally solidified samples of a Cu-8%Sn alloy were chosen to be studied, and the effects of inoculation, different heat extraction devices and different pouring temperatures were investigated. The pouring temperatures were 1110 ºC and 1270 ºC, and a CU-50%Zr alloy was added for inoculation. Mathematical models of heat and mass transfer for the system were developed to help understand the important phenomena underlying the solidification of the samples. During solidification, temperatures were measured at some points within the samples by means of thermocouples connected to a data acquisition system. The measured temperatures were used to calculate some parameters, such as the heat transfer coefficient between the alloy and a copper chill. Severity of microsegregation was assessed through microanalysis carried out with the microprobe of a scanning electron microscope. Dendrite arm spacing measurements and the examination of dendrite morphology were on optical and scanning electron microscope images. Results have shown that proper mathematical models of heat transfer does not need to account for detailed effects of macro and microstructural features. Severity of microsegregation was noticed to decrease along samples, towards their surfaces. This trend cannot be modelled unless temperature measurements during solidification are provided. Columnar dendrites have shown less microsegregation than equiaxed ones, which seems likely to be effects of a higher homogenization degree of the columnar structures .

Submitted by Filipe dos Santos (fsantos@pucsp.br) on 2016-10-04T17:33:33Z No. of bitstreams: 1 Douglas Borreio Maciel dos Santos.pdf: 1997077 bytes, checksum: 931723ace2c652d3c1226b1796b4eaf5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T17:33:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Douglas Borreio Maciel dos Santos.pdf: 1997077 bytes, checksum: 931723ace2c652d3c1226b1796b4eaf5 (MD5) Previous issue date: 2016-06-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This thesis presents a survey conducted under the Master Academic Program of Postgraduate Studies in Mathematics Education from PUC-SP. It is a bibliographic theoretical research of the type state of the art that targets develop a Panorama Research whose theme is the use of mathematical modeling in high school: in the period 2010 to 2014. The objective of Panorama is to systematize the two main elements of a modeling: the phenomenon to be modeled and the mathematical concept modeler. The data were selected from the search of dissertations and articles in the thesis database of CAPES, the Digital Library of PUC-SP and on the Internet (using the Google search engine). The study included the analysis of twenty-one dissertations and seven articles. It was observed that the 28 most studies analyzed, 18 of them used as the modulator function concept, still showing complex numbers, arithmetic progressions, geometric progressions three rule and proportionality constant spatial geometry and redemption system. And they were presented as a phenomenon to be modeled for example semidesintegração cesium and iodine; the study of the automobile supply due to the movement, optimizing the use of alcohol or petrol in a car race; study the advantages and disadvantages in the use of nuclear power plant to the environment; the apparent movement of the sun and the length of shadows among others / Nessa dissertação é apresentada uma pesquisa realizada no âmbito do Mestrado Acadêmico do Programa de Estudos Pós-Graduados em Educação Matemática da PUC-SP. É uma pesquisa teórica bibliográfica do tipo estado da arte que tem por alvo elaborar um Panorama de Pesquisas que tem por tema o uso da modelagem matemática no Ensino Médio: no período 2010 a 2014.O objetivo do Panorama é sistematizar os dois elementos principais de uma modelagem: o fenômeno a ser modelado e o conceito matemático modelador. Os dados foram selecionados a partir da busca de dissertações e artigos no Banco de Teses da CAPES, na Biblioteca Digital da PUC-SP e na Internet (utilizando o buscador Google). O estudo abrangeu à análise de vinte e uma dissertações e sete artigos. Observou-se que dos 28 trabalhos analisados a maioria, 18 deles utilizaram função como conceito modelador, aparecendo ainda números complexos, progressões aritméticas, progressões geométricas, regra de três e proporcionalidade, geometria espacial e sistema de amortização constante. E foram apresentados como fenômeno a ser modelado, por exemplo, a semidesintegração do césio e iodo; o estudo do abastecimento do automóvel em função do movimento, a otimização do uso do álcool ou gasolina numa corrida de automóvel, o estudo das vantagens e desvantagens na utilização da usina nuclear para o meio ambiente; o movimento aparente do Sol e o comprimento das sombras entre outros

Submitted by Filipe dos Santos (fsantos@pucsp.br) on 2016-11-29T11:25:22Z No. of bitstreams: 1 Carlos Willians Paschoal.pdf: 3019426 bytes, checksum: e3288d4fbd7054a639ed1029f451317e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-29T11:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Willians Paschoal.pdf: 3019426 bytes, checksum: e3288d4fbd7054a639ed1029f451317e (MD5) Previous issue date: 2016-08-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research had as aim investigates how and if the Mathematical Model can be a facilitator of teaching Probability of Exponential Distribution to engineering. We had as an aim answer the follow question: Will Mathematical Model be a favorable teaching methodology to learn Probability of Exponential Distribution in an engineering course? We Used the methodology, Mathematical Model, as described by Bassanezi (2004), Biembengut and Hein (2008), Almeida, Silva and Vertuan (2012), and others who showed the steps to create activities sequence. The theoretical framework was based on the Theory of Didactic Situations from Brousseau (2008), Silva (2008), Freitas (2008), and Teixeira and Passos (2013), which was organized in parallel with the Mathematical Model and the Theory of Didactic Situations based on the work of Dias and Santo (2014), the intention was built an analysis grid to analyze the activities sequence. This sequence was applied to 2º year students from Chemistry Production Engineering from a private institution at São Paulo state. It was realized two meetings, one to organize the experiment and other to obtain the mathematical model from Exponential Distribution. From the data collected we realized its validation in the source problem and in questions from the didactic book proposed in the amendment. This sequence was divided in four activities, which steps of mathematical model, typology of didactics situations and the means structures were identified and analyzed in each of them. This analysis found that the steps foreseen were met, but the students did not achieve a general model, therefore it was needed a step of institutionalization on the validation step. The use of the model was assimilated by the participants’ students who understood the methodology as helpful and motivating. They were able to apply the Exponential Distribution in other problems from didactic books. This research was limited to analyze how the Exponential Distribution can be taught by the Mathematical Model methodology, presenting as future perspective the possibility of reproduction the activity in several topics that include teaching random variable beyond the surveys from types of state of art or metaanalysis about what was researched on the topic / Essa pesquisa teve como objetivo investigar se a Modelagem Matemática pode ser um facilitador do ensino da Distribuição de Probabilidade Exponencial para Engenharias. Tivemos como objetivo responder à seguinte questão de pesquisa: Será a Modelagem Matemática, uma metodologia de ensino favorável à aprendizagem da Distribuição de Probabilidade Exponencial, em um curso de Engenharia? Utilizamos a metodologia Modelagem Matemática, conforme descrita por Bassanezi (2004), Biembengut e Hein (2008), Almeida, Silva e Vertuan (2012) entre outros, que nos inspiraram nos passos para criação de uma sequência de atividades. O referencial teórico está fundamentado na Teoria das Situações Didáticas de Brousseau (2008), Silva (2008), Freitas (2008) e Teixeira e Passos (2013). Foi organizado uma comparação entre a Modelagem Matemática e a Teoria das Situações didáticas com base no trabalho de Dias e Santo (2014), com o intuito de criar uma grade de análise da sequência de atividades. Esta foi aplicada para alunos do 2º ano de Engenharia de Produção Química de uma instituição de ensino particular do Estado de São Paulo, em dois encontros, um para a organização da experimentação, e outro para obtenção do modelo matemático da Distribuição Exponencial. A partir dos dados coletados efetuamos sua validação no problema de origem e em questões retiradas de um livro didático proposto na ementa do referido curso. Esta sequência, foi dividida em quatro atividades, sendo que as etapas da Modelagem Matemática, a Tipologia das Situações Didáticas e as estruturas do meio foram identificadas e analisadas em cada uma. Nesta análise constatou-se que as etapas previstas foram cumpridas, mas que os alunos não chegaram a um modelo geral, sendo necessária uma etapa de institucionalização no meio da etapa de validação. O uso do modelo foi assimilado pelos alunos participantes que entenderam a metodologia como útil e motivadora, sendo capazes de aplicar a Distribuição Exponencial em outros problemas, retirados de livros didáticos. Esta pesquisa se limitou à análise de como a Distribuição Exponencial pode ser ensinada por meio da metodologia da Modelagem Matemática, apresentando como perspectiva futura a possibilidade de reprodução da atividade em diversos tópicos que englobam o ensino de variáveis aleatórias, além de levantamentos de estados da arte ou metanálises sobre o que já foi pesquisado no tema

O mecanismo Plataforma de Stewart é um manipulador do tipo paralelo, com seis graus de liberdade, boa relação peso/carga e alta rigidez. Tais características conferem a este tipo de manipulador propriedades superiores de precisão em relação aos manipuladores seriais. Neste trabalho, o controle de um Manipulador Plataforma de Stewart (MPS) acionado por atuadores hidráulicos é estudado com o objetivo de compensação de movimentos para viabilização de transferência de cargas e pessoas em ambiente naval.Visando ao desenvolvimento de um protótipo experimental, o manipulador é estudado considerando a situação em que se encontra sobreposto a um segundo MPS que tem por objetivo simular o movimento da maré, sendo ambos MPS considerados desacoplados dinamicamente. Neste contexto, o estudo envolve a análise cinemática e dinâmica do manipulador incluindo, também, a dinâmica dos cilindros hidráulicos. Além disso, são estudadas unidades de medição inercial (IMU) utilizando-as como instrumento para medição do movimento da base a ser compensado. O projeto do controlador do sistema de atenuação de movimento faz uso da técnica de Torque Computado (TC). A análise de estabilidade, feita separadamente para o sistema mecânico e hidráulico, baseou-se da teoria de Lyapunov. Simulações realizadas considerando trajetórias similares às do movimento de um navio são utilizadas. Para compensação do movimento são utilizados, também, sinais provenientes de uma IMU. Por meio de simulação, comprova-se que o sistema proposto é capaz de compensar adequadamente os movimentos da base estudados. / The Stewart platform mechanism is a parallel manipulator with six degrees of freedom, high load/weight ratio and high stifness. These properties give them a better accuracy when compared to serial manipulators. This work focuses on study of electrohydraucally Stewart Platform Manipulators (MPS) to enable compensation of vessels motions for load and personell transfer in sea. Aimed at developing an experimental prototype, a second MPS is placed underneath the rst MPS to simulate vessels motions and so both manipulators are considered dynamically decoupled. In this sense, the kinematics and dynamics of this manipulator are presented, as well as a mathematical model of the hydraulic actuator. Furthermore, special attention is given to the study of inertial measurement units (IMU) which is used as an instrument for measuring the motion to be compensated. Controller design for the compensation system is developed considering compute torque theory which consider the system separated in two: mechanical and hydraulic. The Lyapunov criteria is used to guarantee closed loop stability for each subsystem. Simulations are performed considering similar vessel motions. Signals provided from a comercial IMU are used for motion compensation. The control compensation performance is veri ed by means of computer simulations.

Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma pesquisa, acompanhada de experimentação, no curso de Costureira que faz parte do programa Mulheres Mil - PRONATEC no Instituto Federal Sul-rio-grandense sobre Matemática Básica por meio de tarefas de Modelagem Matemática. O objetivo deste trabalho é investigar como é possível despertar o senso crítico das educandas, buscando encontrar a importância da Matemática na sociedade a partir de tarefas que lhes permitam refletir e interferir na realidade em que vivem. Os referenciais teóricos são a Educação Matemática Crítica segundo Skovsmose (2012) e a Modelagem Matemática em uma perspectiva Sócio-crítica de Barbosa (2001). Para analisar as contribuições/ reflexões das alunas, nos apoiamos na Análise do Conteúdo de Bardin (2006). A análise dessas contribuições aponta indicativos de reflexões e reações das alunas alinhadas com os interesses da Educação Matemática Crítica. / This dissertation shows the development of a research, followed by experimentation, in the Seamstress Course which is part of Mulheres Mil - PRONATEC Program offered by Sul-rio-grandense Federal Institute about Financial Mathematics using mathematical modeling tasks. The aim of this study is to investigate how it is possible to awake the students‟ critical sense, seeking to find the importance of Mathematics in the society using tasks that allow to think and interfere in the reality where they live. The theoretical frameworks are Critical Mathematic Education according to Skovsmose (2012) and the Mathematical Modelling by Barbosa‟s Socio-critical perspective (2001). To analyze the students‟ contribuitions/reflections, we were based on the Content Analysis, according to the model of Bardin (2006). The analysis of theses contribuitions shows indicatives of the students‟ reflections and reactions aligned with the Critical Mathematics Education‟s interest.

No presente trabalho são empregadas ferramentas de fluidodinâmica computacional (CFD) como base à criação de uma rede de reatores equivalente para o estudo de um reator de leito fluidizado borbulhante em escala piloto pertencente à CIENTEC-RS, empregado para a gaseificação de carvão das minas de Candiota-RS. Inicialmente, foram conduzidas simulações fluidodinâmicas em meio reacional gasoso (utilizando metano e ar) para análise do comportamento do escoamento no gaseificador. A partir de medições do equipamento real e dados de projeto do mesmo foi implementada no software CFX 13.0 a geometria do reator e foram realizados testes de convergência de malhas computacionais, de forma a escolher a mais apropriada para a realização das simulações em CFD. A avaliação de parâmetros como perfis de velocidade e concentrações ao longo do reator serviram para a escolha das malhas para a continuidade do estudo. Diferentes variações na geometria foram propostas, de modo a simplificá-la, reduzindo o custo computacional das simulações, porém mantendo a qualidade dos resultados. Foram, ainda, avaliados os padrões de escoamento típicos do reator, operando em fase gasosa e na presença de um leito fluidizado. De posse dos padrões de escoamentos obtidos foi proposta uma rede de reatores equivalentes – ERN (equivalent reactor network) a fim de modelar o reator da CIENTEC, empregando um modelo cinético detalhado para determinação das taxas de reação na fase gasosa. Para fins de avaliação da metodologia, conduziram-se simulações envolvendo a combustão de metano, analogamente ao estudo em CFD, e envolvendo o processo de gaseificação de carvão, com as características do obtido nas minas de Candiota. O objetivo do estudo foi avaliar os pontos cruciais no desenvolvimento de um modelo ERN e prever as características dos produtos obtidos para diferentes condições operacionais. Espera-se que este modelo seja aprimorado e usado para o melhoramento e otimização do processo, com o propósito de obter um gás de potencial energético e com características adequadas à utilização como insumo para processos carboquímicos. / In this dissertation, computational fluid dynamics (CFD) simulations were applied to develop equivalent reactor networks (ERN) for the study of a bubbling fluidized bed reactor from CIENTEC-RS, used for coal gasification. Initially, the computational geometry of the gasifier was created using the software CFX 13.0, based on field measurements and design data. Mesh convergence tests were carried out in order to choose the most appropriate for obtaining accurate solutions, using gas-phase reactions. Different variations in geometry were proposed in order to reduce the computational cost of the simulations, while maintaining the quality of the results. The simulations also evaluated the typical flow patterns of the reactor operating in the gaseous phase and in the presence of a fluidized bed. The flow patterns were used as a basis for proposing equivalent reactor networks for the CIENTEC reactor, using a detailed kinetic model to determine the reaction rates in the gas phase. For methodology evaluation purposes, simulations involving the combustion of methane were conducted, similar to the study in CFD, as well as the coal gasification process. The aim of the study was to evaluate the crucial points in the development of an ERN model and to predict the characteristics of the gaseous product streams obtained for different operating conditions. It is expected that this model can be used for the improvement and optimization of the gasification process, in order to obtain a gas with energetic potential and suitable for using it as a feedstock for carbochemical processes.

Em um tratamento de águas de abastecimento ou residuárias, a coagulação/floculação é um processo de grande importância. A determinação dos agentes coagulante/floculante e a quantidade necessária de cada um deles são problemas rotineiros para os profissionais e podem influenciar na qualidade do tratamento. Determinar o tamanho dos flocos é fundamental para que a operação de floculação ocorra com melhor eficiência. Ainda, variáveis hidrodinâmicas, como a velocidade, volume das partículas e do recipiente, também têm a mesma importância nesta finalidade. No presente trabalho, a modelagem do processo de floculação via balanço populacional foi estudada com o objetivo de prever a formação de agregados/flocos em relação com o tempo até atingir o estado estacionário e em condições de operação distintas. Assim, um modelo de balanço populacional pela técnica de discretização por pivô fixo foi implementado no software EMSO. Um estudo foi realizado através de processamento/análise de imagens capturadas em um experimento de coagulação/floculação. As imagens obtidas do processo de floculação foram analisadas e foi verificado a distribuição do tamanho dos flocos. Com os dados de volume e concentração inicial de partículas foi possível a simulação no modelo matemático. Assim tornou-se possível observar o crescimento, a estabilização, o comportamento dos flocos em comparação com o modelo matemático e a frequência desses flocos em cada tamanho em diferentes condições, como o gradiente de velocidade e a concentração inicial de partículas. Os resultados obtidos em comparação com os dados experimentais e a simulação do modelo matemático foram possíveis verificar comportamento semelhante de distribuição de tamanho de flocos. A partir dessa análise, o modelo matemático mostrou-se satisfatório em prever o comportamento experimental. Em diferentes condições pode-se verificar que o gradiente de velocidade e a concentração inicial de partículas influenciam na formação e estabilização dos flocos. Este estudo teve a utilização de softwares de livre acesso para trazer a proposta de implementação a fim de trazer economia de agentes químicos utilizados e melhoria nos processos de operação da estação tratamento de efluentes. / In a wastewater treatment, coagulation / flocculation is a process of great importance. The determination of coagulant / flocculant agent and the required amount of each problems are routine for professional and can influence the quality of treatment. Determination the flocs size is essential for flocculation operation to occur with greater efficiency. Still, hydrodynamic variables, such as speed, particles volume and the container also have the same importance in this purpose. In the present work, modeling of flocculation process by population balance was studied in order to predict the formation of aggregates / flocs in relation to time to reach steady state and at different operating conditions. Thus, a population balance model by discretization technique for fixed pivot was implemented in EMSO software. A study was conducted through the processing / analysis of images captured on an experiment coagulation / flocculation. Images obtained in the flocculation process were analyzed and it was found the size distribution of flocs. With the volume and initial particle concentration values, simulation was possible in mathematical model. Thus it became possible to observe the growth, establization and behavior of flocs in comparison with the mathematical model, and the frequency of such flocs in each size in different conditions, such as the velocity gradient and the initial particle concentration. The results obtained in comparison to experimental data and simulation of the mathematical model we observed behavior flocs size distribution similar. From this analysis, mathematical model was satisfactory to predict the experimental behavior. Under different conditions can be seen that the velocity gradient and the initial concentration of particles influence the formation and stabilization of flocs. This study was the use of software-free access to bring the implementation of proposal in order to bring savings of chemicals used and improvement in operating processes of wastewater treatment station.