Com o mercado dos dispositivos móveis em expansão, a necessidade de desenvolver tecnologias que atendam a demanda por energia se intensi cou. Geralmente, estes dispositivos móveis são alimentados por uma bateria que deve ser recarregada a cada intervalo de tempo. Por esta razão, é importante conhecer o tempo que a bateria mantém o dispositivo operacional, isto é, seu tempo de vida. Um dos métodos para realizar a predição do tempo de vida de baterias de dispositivos móveis é a utilização de modelos matemá- ticos, que simulam o processo de descarga de energia das baterias. Entre os modelos mais referenciados na literatura técnica, destacam-se os modelos eletroquímicos, os modelos de circuitos elétricos, os modelos estocásticos, os modelos analíticos, os modelos via teoria de Identi cação de Sistemas e os modelos híbridos. Os modelos híbridos são vantajosos, pois permitem a união de dois ou mais modelos de características distintas. Inserido nessa categoria, este trabalho tem por objetivo propor a modelagem matemática do tempo de vida de baterias de Lítio Íon Polímero (Li-Po), através do desenvolvimento de um modelo híbrido baseado na união do modelo elétrico para Predizer Runtime e Características V-I de uma bateria e do modelo analítico Lei de Peukert Estendida. O modelo é implementado computacionalmente na ferramenta computacional MatLab. Os dados experimentais são obtidos de uma plataforma de testes que simula o descarregamento de baterias, considerando baterias do tipo Li-Po. A validação ocorre a partir da comparação das simulações realizadas, com os dados da plataforma, utilizando per s de descarga constantes e variáveis. Por m, é realizada a comparação do modelo obtido com outros modelos na literatura. Os resultados das simulações comprovam que o modelo hí- brido proposto é mais simples e computacionalmente exível, quando comparado a outros modelos híbridos, além de apresentar resultados satisfatórios para a predição do tempo de vida de baterias. / 94 f.

A procura por dispositivos móveis tem aumentado significativamente nos últimos anos, devido à praticidade que eles oferecem ao cotidiano dos usuários, tais como, mobilidade, comodidade e fácil acesso à comunicação e à rede sem fio. Contudo, a utilização destes dispositivos depende do tempo de vida das baterias que os alimentam, sendo este tempo finito, necessitando a cada período de uso uma recarga. Desta forma, conhecer o tempo pelo qual a bateria consegue fornecer energia ao dispositivo sem a necessidade de conexão a uma fonte de energia externa tem sido de fundamental importância no desenvolvimento de dispositivos móveis. Uma maneira de realizar esta predição é através do uso de modelos matemáticos que descrevem o processo de descarga das baterias a partir de suas características físicas reais, ou de um conjunto de dados obtidos em ensaios experimentais. Neste contexto, será apresentado um estudo sobre os modelos analíticos – Linear, Lei de Peukert, Lei de Peukert Estendida, cinético de Manwell-McGowan e, o modelo de difusão de Rakhmatov e Vrudhula – utilizados para predizer o tempo de vida de bateria que alimentam dispositivos móveis. A classe de modelos analíticos foi escolhida, pois utiliza um conjunto reduzido de equações para calcular o tempo de vida da bateria, possui menos parâmetros para serem estimados quando comparado aos demais modelos matemáticos, e apresenta simulação computacionalmente flexível e eficiente. Estes modelos são analisados e validados a partir de ensaios reais, objetivando verificar através de uma análise comparativa qual o modelo analítico é mais acurado para a predição do tempo de vida de baterias de Lítio Íon Polímero (LiPo), considerando o mesmo cenário de simulação, e utilizando perfis de descarga constantes e variáveis, baseadas em um conjunto de operações rotineiras realizadas em um telefone celular do tipo smartphone. Os resultados simulados são comparados com os resultados experimentais obtidos a partir de uma plataforma de testes, verificando que o modelo analítico de difusão de Rakhmatov e Vrudhula é o mais acurado no que se refere à predição do tempo de vida de baterias do tipo LiPo. / 122 f.

A utilidade, comodidade e facilidade presentes no uso de dispositivos eletrônicos mó- veis, como celulares, tablets e notebooks, fez com que o mercado destes aparelhos expandisse. Além das vantagens citadas, estes dispositivos também fornecem aos seus usuários a possibilidade de mobilidade durante seu uso, pois são alimentados por baterias recarreg áveis. Deste modo, a funcionalidade destes aparelhos está diretamente ligada a suas baterias, o que torna importante o estudo do tempo de vida das mesmas. Uma alternativa para tal estudo é o emprego da modelagem matemática. Na literatura técnica há várias categorias de modelos matemáticos utilizados para realizar essa predição, entre eles estão os modelos analíticos, que são caracterizados por equações fundamentadas em leis físicas ou empíricas, possuem compreensão e implementações computacionais acessíveis, além de serem considerados de boa acurácia, podendo ser adaptados a diferentes tipos de baterias. Neste sentido, a presente pesquisa tem por objetivo avaliar cinco modelos analíticos, o modelo Linear, a Lei de Peukert, a Lei de Peukert Estendida, o modelo Ki- BaM e o modelo de Rakhmatov e Vrudhula, utilizando a teoria Estatística, estabelecendo critérios e considerando diferentes conjuntos de dados para a estimação dos parâmetros empíricos dos modelos. Critérios para a validação também foram estabelecidos. Além disto, investigou-se qual a metodologia mais indicada para a estimação dos parâmetros do modelo KiBaM, e qual a medida de tendência central é mais adequada para determinar a imprecisão nal dos modelos a partir dos erros obtidos para os per s de descarga utilizados na validação. Para validar os modelos, os tempos de vida simulados foram comparados com os tempos de vida obtidos de uma plataforma de teste, considerando oito baterias novas de Lítio Íon Polímero (Li-Po) modelo PL-383562-2C. Por m, é observado que a Lei de Peukert e o modelo de Rakhmatov e Vrudhula possuem maior acurácia que os demais quando seus parâmetros empíricos são estimados pelo método dos Mínimos Quadrados não linear, observa-se também que os modelos obtiveram melhores resultados quando seus parâmetros empíricos foram estimados com conjuntos de 4 e 6 dados, e que todos os modelos apresentaram boa acurácia, pois todos os erros foram inferiores a 5%. / 99 f.

As baterias são componentes fundamentais para o funcionamento de qualquer avião, desde a partida elétrica dos motores de propulsão até o fornecimento de energia nos casos de emergência elétrica. Portanto é importante que o projetista conheça o comportamento das baterias que poderão ser selecionadas para uso no avião nas suas várias condições de operação - temperatura ambiente, corrente de operação e profundidade de descarga. Tipicamente os fornecedores de baterias aeronáuticas, através de um software proprietário, disponibilizam as curvas de tensão da bateria no tempo assumindo que a corrente de descarga e a temperatura são constantes e que a bateria está plenamente carregada. Este trabalho mostra como as curvas de tensão da bateria disponibilizadas pelo seu fabricante podem ser usadas para gerar um modelo de descarga da bateria e como esse modelo pode ser validado. De posse desse modelo o projetista pode simular o comportamento da bateria em várias condições de operação que não são possíveis com o software fornecido pelo fabricante, como por exemplo, temperatura ambiente, corrente de descarga variáveis e bateria parcialmente carregada. Como estudo de caso este trabalho gera o modelo de descarga para uma certa bateria aeronáutica de níquel-cádmio, valida esse modelo usando as curvas fornecidas pelo fabricante e simula o comportamento dinâmico da bateria em uma emergência elétrica para diferentes tipos de carga - resistência constante, potência constante e corrente constante. Os resultados da simulação são coerentes com os resultados esperados.

É proposta a implementação de um procedimento de modelagem computacional para baterias de lítio-íon de aplicação aeronáutica, levando em consideração as principais variáveis que afetam o seu desempenho: temperatura, estado de carga e corrente de descarga. A escolha da tecnologia de bateria foi motivada pela grande tendência do uso de baterias de lítio-íon nas novas aeronaves, bem como os seus aspectos energéticos. A caracterização deste componente permite prever o comportamento do mesmo sob várias condições de operação, auxiliando a identificação antecipada de problemas de desempenho quando integrado ao sistema elétrico da aeronave, caso em que é possível simular e avaliar os efeitos da aplicação de cargas de alta demanda no desempenho da bateria. No trabalho são modelados dois tipos de bateria de lítio-íon: níquel cobalto óxido de alumínio (LiNiCoAlO2) e fosfato de ferro (LiFePO4). As curvas simuladas com o modelo implementado serão validadas segundo as curvas de catálogos disponibilizadas pelos fabricantes. Como entradas do modelo são usadas a corrente de descarga e a temperatura de operação e como saídas são consideradas a tensão da bateria e o estado de descarga. Todas as simulações são realizadas considerando a descarga em corrente constante e temperatura constante. Os resultados permitem entender o comportamento da bateria em diversas condições de operação e a exatidão do procedimento na caracterização do comportamento da bateria de lítio-íon em descargas de alta intensidade.

O trabalho apresenta uma proposta de estudo de um modelo estatístico capaz de prever, a partir de valores extraídos de uma rápida medição de impedância, o estado de carga de uma bateria chumbo-ácido. Os dados foram levantados em um experimento que contou com dez medições de impedância em uma bateria nova nos estados de carga de 100% a 10%, sendo as medições realizadas através do método da espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). As curvas características, resultantes das medições, foram ajustadas com o auxílio de um circuito elétrico equivalente, tal qual fora proposto por Randles em 1947. Os dados foram linearizados e uma tabela de correlação foi estruturada para a definição das variáveis independentes que melhor explicam a relação entre o estado de carga e a alteração de parâmetros internos da bateria. Ferramentas estatísticas, como regressão linear e teste de hipóteses, foram utilizadas para elaboração do modelo de previsão que consta de três variáveis independentes, uma relacionada à resistência pura, devido principalmente à formação do sulfato de chumbo nas placas e a combinação das resistências ôhmicas nas conexões, nos separadores das placas e no eletrólito, outra devido à variação da capacitância da dupla camada e a terceira que é função da difusão de íons no eletrólito. Os resultados mostraram-se satisfatórios, considerando o caso específico da bateria utilizada nos testes, os objetivos propostos foram atingidos, podendo ser utilizados como base para trabalhos futuros, como a associação da previsão do estado de carga ao estado de saúde da bateria, o desenvolvimento de equipamentos de medição da impedância mais baratos e modelos de previsão que possam compensar as variações de temperatura nos ambientes de medição.

Orientador: Carlos Eduardo Di Stasi / Banca: Eliana Gulglielmetti Sulpício / Banca: Alberto Tsuyoshi Ikeda / Resumo: Esse trabalho discute a função musical e social do Repinique na Bateria do Grêmio Recreativo e Cultural Escola de Samba (GRCES) Império de Casa Verde na cidade de São Paulo, bem como a situação daquele que o executa, objetivando um melhor entendimento das dinâmicas existentes dentro deste contexto social específico e do próprio instrumento, o qual carece de trabalhos significativos a seu respeito. É mostrado, através da sistematização de um novo método notacional, algumas características referenciais do instrumento dentro da linguagem do samba enredo - estilo em que ele está envolvido naquilo que se refere às suas variações, padrões rítmicos, timbres, sonoridades e funções musicais e sociais, ligadas diretamente à sua importância nesse aspecto. Analisamos o que ocorre socialmente com o seu executante dentro e fora de sua comunidade. Por fim, observamos em que nível a posição adquirida neste contexto específico corresponde a um real reconhecimento na sua comunidade como um todo e em outros setores sociais / Abstract: This work intents to discuss the musical and social function of the instrument Repinique within the Bateria do Grêmio Recreativo e Cultural Escola de Samba (GRCES) Império de Casa Verde in São Paulo, Brazil, as well as the position of those who play it, aiming a better understanding of the existing dynamics within the specific social context and the instrument itself, about which there is little significant work written. Through a new systematic notation method, we show some referential characteristics of the instrument within the language of samba enredo - style in which it is involved concerning its variations, rhythm patterns, timbre, sounds and musical and social functions, all connected to its importance in this latter aspect. It was analyzed what socially occurs to its player inside and out his community. At last, it was observed at what level the social status within this specific context corresponds to a real recognition in his community as a whole and in other social sectors / Mestre

Lignin is the second most abundant biopolymer on Earth, right after cellulose, with a highly complex chemical structure that hinders its possible utilizations. Applications that utilize lignin in different manners are of great interest, due to its inexpensive nature. Present work is based on the notion of converting lignin into different biofuels that have only a few, however important, advantages over lignin as a direct energy source. The first part of current work (pyrolysis) details the analysis of lignin from a relatively new lignin isolation process called LignoBoost. It is obtained from the pulp and paper industry via CO₂ precipitation of lignin from black liquor (BL). This method is environment friendly, results lignin with minimal oxidation, eliminates the main bottleneck of the Kraft cycle (recovery boiler capacity), and yet leaves enough lignin in the process stream to recover pulping chemicals and generate energy for the pulp mill. Pyrolysis had converted this lignin into bio-oil with high aliphatic content and low oxidation level, all advantageous for application as liquid fuel. The second part of this dissertation proved the theory that lignin degradation and lipid accumulation metabolic pathways can be interconnected. Gram-positive Rhodococcus opacus species, DSM 1069 and PD630 were used to evaluate lignin to lipid bioconversion, starting with ethanol organosolv and Kraft lignin. This conversion is a first step in a multistep process towards biodiesel production, which includes transesterification, after lipids are extracted from the cells. Results clearly indicated that the lignin to lipid bioconversion pathway is viable, by cells gaining up to 4 % of their weight in lipids, while growing solely on lignin as a carbon and energy source.

This study was designed to investigate if the Batería Woodcock-Muñoz: Pruebas de Habilidad Cognitiva- Revisada is a valid cross-cultural tool to measure the cognitive ability students of three Spanish-speaking groups from two different Spanish-speaking countries. One group is represented by culturally diverse bilingual Spanish dominant students in Tucson, Arizona since there is an overrepresentation of bilingual students receiving special education services in all school districts in this area. The second group consists of monolingual Spanish-speakers from Costa Rica referred for special education. The third group constitutes monolingual Spanish speakers from Costa Rica performing at grade level.This research analyzed whether or not Memory for Sentences, a sub-test of Short Term Memory, Visual Integration and Picture Recognition sub-tests of Visual Processing in the Psycho-educational Batería Woodcock-Muñoz, is more difficult for the special education Spanish/bilingual population in Tucson than for the monolingual Spanish-speaking special education and grade level individuals in Costa Rica. Item p-value differences in each subtest were estimated and compared for all items for each subtest to detect if a major item difficulty order difference existed between Spanish-speaking groups that could be indicative of internal criteria of test bias. Results show that the item order of difficulty affects the tests' established cut off rules for both Costa Rican populations in the Memory for Sentences test, making it invalid for these populations; and that the Tucson sample group's performance is lower than that of both Costa Rican groups. In addition, both Visual Processing subtests are invalid for all groups compared since the item order of difficulty does not match the test item order, thus affecting the enforcement of the cut off rules and making these subtests invalid for these populations.Standardized assessments and intelligence trait are considered the results of mathematical and statistical expressions built on test developers' own cultural views and minds. They follow along the lines of the traditional reductionist assessment or scientific/medical models. As a result, it is concluded that bilingual populations will be at disadvantage because standardized assessment neither links assessment to familiar language, cultural relevant information, and experiences nor considers how the bilingual mind processes information.

El objetivo de la siguiente investigación fue analizar las demandas fisiológicas del hockey hierba de competición y del perfil funcional y condicional de jugadores de diferentes categorías. Un primer estudio se centró en la valoración cineantropométrica y funcional de jugadores de alto nivel nacional e internacional. En un segundo estudio se analizaron las demandas fisiológicas y energéticas del hockey, mediante la caracterización de la frecuencia cardíaca (FC), la lactatemia, el consumo de oxígeno ( O2) estimado y medido por telemetría y el gasto energético en partidos de competición oficial y amistosa. Finalmente, se llevó a cabo una valoración de la condición física de dos equipos de primera división y división de honor mediante pruebas genéricas (batería Eurofit). Los jugadores de nivel nacional e internacional estudiados (n= 31) pueden describirse como sujetos jóvenes ( = 22,7 años), de altura y peso medios ( = 175,5 cm; 72,3 kg), poco adiposos ( = 8,7 % de grasa corporal estimada) y musculados ( = 50,5 % de masa muscular estimada), con un somatotipo medio mesomófico equilibrado ( = 2,3 - 4,8 - 2,3). Su nivel de potencia aeróbica máxima fue elevado ( = 65,7 mL·kg-1·min-1), así como su nivel de resistencia aeróbica. No se observaron diferencias significativas en función de la demarcación táctica, ni, en términos generales, entre jugadores de distinta categoría. La frecuencia cardíaca media en partidos oficiales fue muy variable (99-199 lat·min-1; = 165 lat·min-1; s= 5,6), permaneciendo una media del 50 % del tiempo de juego por debajo del umbral aeróbico, un 43 % del tiempo en la zona de transición aeróbico-anaeróbica y sólo un 7,3 % por encima del umbral anaeróbico. Los valores de lactatemia en competición oficial se situaron entre 1,2 y 10,8 mmol·L-1 ( = 5,1 mmol·L-1; s= 1,5) confirmando la variabilidad de la intensidad del esfuerzo durante el juego y la discreta activación global del metabolismo anaeróbico láctico. El consumo de oxígeno medio estimado durante las partes de un partido de competición oficial de hockey hierba fue de 3,591 L·min-1, correspondiente a un consumo de oxígeno relativo de 48,5 mL·kg-1·min-1 (70,7 % del O2max individual). Dichos resultados nos llevan a considerar como muy relevante la contribución del metabolismo aeróbico en las competiciones de hockey hierba. El consumo de oxígeno medio -medido por telemetría- en partidos amistosos de entrenamiento resultó netamente inferior al estimado en competición oficial. La estimación del consumo de oxígeno en base a la relación entre frecuencia cardíaca y consumo de oxígeno (FC- O2) en la prueba de laboratorio, significo una sobreestimación mucho mayor (34 % sobre los valores reales) que la derivada de la estimación en base a los registros durante la propia actividad competitiva. El gasto energético medio global estimado durante los partidos de competición oficial fue de 1.345 kcal (5.628 kJ), y la potencia energética media estimada fue de 18,1 kcal·min-1 (75,7 kJ·min-1). Los valores medios de potencia energética en partidos amistosos de entrenamiento en base al consumo de oxígeno directo fueron inferiores a los estimados en competición oficial. Concluimos que la potencia energética requerida es similar o algo superior a la de otros deportes intermitentes. Las pruebas de condición física (batería Eurofit) no discriminaron entre jugadores de distinta demarcación táctica, pero si pusieron de manifiesto mejores resultados en los jugadores del equipo de superior categoría en las pruebas de potencia aeróbica, velocidad (30 y 50 m), resistencia y potencia muscular abdominal y potencia de piernas. Consideramos de gran interés el uso de los diferentes protocolos estudiados como instrumentos de control sistemático y longitudinal del entrenamiento en jugadores de hockey hierba. La homogeneidad en los resultados funcionales y condicionales obtenidos en las diferentes posiciones tácticas en jugadores de alto nivel nos induce a plantear la aplicación de sistemas homogéneos de entrenamiento físico.RESUM EN CATALÀ:L'objectiu d'aquesta investigació va ser analitzar les demandes fisiològiques de l'hoquei herba en competició i el perfil funcional i condicional dels jugadors de les diferents categories. Un primer estudi es va centrar en la valoració cineantropomètrica i funcional de jugadors d'alt nivell nacional i internacional. En un segon estudi es van analitzar les demandes fisiològiques i energètiques de l'hoquei, mitjançant la caracterització de la freqüència cardíaca (FC), la lactatèmia, el consum d'oxigen (O2) estimat i mesurat per telemetria, i la despesa energètica en partits de competició oficial i amistosa. Finalment, es va fer una valoració de la condició física de dos equips de primera divisió i divisió d'honor mitjançant proves genèriques (bateria Eurofit).Els jugadors de nivell nacional e internacional estudiats (n= 31) es poden descriure com individus joves, d'alçada i pes mitjà, poc adiposos i musculats ( = 50,5 % de massa muscular estimada), amb un somatotip mitjà mesomòrfic equilibrat. El seu nivell de potència aeròbica màxima va ser elevat ( = 65,7 mL·kg-1·min-1), així com el seu nivell de resistència aeròbica. La freqüència cardíaca mitjana en partits oficials va ser molt variable (99-199 bat·min-1; = 165 bat·min-1). Els valors de lactatèmia en competició oficial es van situar entre 1,2 i 10,8 mmol·L-1 ( =5,1 mmol·L-1). El consum d'oxigen mitjà estimat durant les parts d'un encontre de competició oficial d'hoquei herba va ser de 3,591 L·min-1, corresponent a un consum d'oxigen relatiu de 48,5 mL·kg-1·min-1. L'estimació del consum d'oxigen en base a la relació entre freqüència cardíaca i consum d'oxigen en la prova de laboratori, va significar una sobreestimació més gran (34 % sobre els valors reals) que la derivada de l'estimació en base als registres durant la pròpia activitat competitiva. La despesa energètica mitjana global estimada durant els partits de competició oficial va ser de 1.345 kcal, i la potència mitjana estimada va ser de 18,1 kcal·min-1 (75,7 kJ·min-1). Les proves de condició física (bateria Eurofit) no van discriminar entre jugadors de diferent demarcació tàctica, però sí que es van manifestar millors resultats en els jugadors de l'equip de categoria superior. / The objective of this investigation was to analyse the physiological demands of competitive field hockey, and the physiological and physical profile of competitors of different levels. A first study was focused on the kinanthropometrical and physiological evaluation of players of high national and international level. In a second study the physiological demands and energy requirements of field hockey were analysed, characterising the heart rate (HR) and blood lactate response, the oxygen uptake ( O2) both estimated and measured by telemetryand the energy expenditure during official competitions and friendly match playing. Finally, we carried out an evaluation of the physical fitness level of players belonging to two high level teams Spanish first division and "honour" division by means of fitness tests (Eurofit test battery).The national and international players studied (n=31) can be described as young subjects, of average height and weight ( =175.5 cm; 72.3 kg), lean ( = 8.7 % estimated body fat), muscular ( = 50.5 % of estimated muscle mass), with a balanced mesomorphic mean somatotype. Their maximal aerobic power was found to be high ( = 65.7 mL·kg-1·min-1), as was their aerobic endurance level. During official matches, the average heart rate varied within a wide range (99-199 beats·min-1; = 165 beats·min-1). Blood lactate concentration levels during official competition varied between 1.2 and 10.8 mmol·L-1 ( = 5.1 mmol·L-1). The estimated mean oxygen uptake during an official competitive match was 3.591 L·min-1,corresponding to a relative oxygen uptake of 48.5 mL·kg-1·min-1. The estimated oxygen uptake, based on the relationship between heart rate and oxygen uptake in a laboratory test, meant a much greater overestimation (34 % above real values) than that derived from measurements during the actual competitive activity. The estimated overall energy expenditure during an official competition was 1.345 kcal, and the estimated energy power was 18.1 kcal·min-1 (75.7 kJ·min-1). The average energy power rates in friendly training competition based on direct oxygen measurements were lower than during an official competition.The physical fitness tests did not discriminate among players of different tactical positioning in the field, but the players of the higher category level performed better in the tests.