Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Jairo.pdf: 2924101 bytes, checksum: 8a9716b369188f13960e4f2bc2fbbacb (MD5) Previous issue date: 2008-10-16 / Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior / The topological derivative provides the sensitivity of a given shape functional with respect to an infinitesimal non-smooth domain pertubation (insertion of hole or inclusion, for instance). Classically, this derivative comes from the second term of the topological asymptotic expansion, dealing only with inifinitesimal pertubations. However, for pratical applications, we need to insert pertubations of finite sizes.Therefore, we consider other terms in the expansion, leading to the concept of higher-order topological derivatives. In a particular, we observe that the topological-shape sensitivity method can be naturally extended to calculate these new terms, resulting in a systematic methodology to obtain higher-order topological derivatives. In order to present these ideas, initially we apply this technique in some problems with exact solution, where the topological asymptotic expansion is obtained until third order. Later, we calculate first as well as second order topological derivative for the total potential energy associated to the Laplace equation in two-dimensional domain pertubed with the insertion of a hole, considering homogeneous Neumann or Dirichlet boundary conditions, or an inclusion with thermal conductivity coefficient value different from the bulk material. With these results, we present some numerical experiments showing the influence of the second order topological derivative in the topological asymptotic expansion, which has two main features:it allows us to deal with pertubations of finite sizes and provides a better descent direction in optimization and reconstruction algorithms. / A derivada topológica fornece a sensibilidade de uma dada função custo quando uma pertubação não suave e infinitesimal (furo ou inclusão, por exemplo) é introduzida. Classicamente, esta derivada vem do segundo termo da expansão assintótica topológica considerando-se apenas pertubações infinitesimais. No entanto, em aplicações práticas, é necessário considerar pertubação de tamanho finito. Motivado por este fato, o presente trabalho tem como objetivo fundamental introduzir o conceito de derivadas topológicas de ordem superiores, o que permite considerar mais termos na expansão assintótica topológica. Em particular, observa-se que o topological-shape sensitivity method pode ser naturalmente estendido para o cálculo destes novos termos, resultando em uma metodologia sistemática de análise de sensibilidade topológica de ordem superior. Para se apresentar essas idéias, inicialmente essa técnica é verificada através de alguns problemas que admitem solução exata, onde se calcula explicitamente a expansão assintótica topológica até terceira ordem. Posteriormente, considera-se a equação de Laplace bidimensional, cujo domínio é topologicamente pertubado pela introdução de um furo com condição de contorno de Neumann ou de Dirichlet homogêneas, ou ainda de uma inclusão com propriedade física distinta do meio. Nesse caso, são calculadas explicitamente as derivadas topológicas de primeira e segunda ordens. Com os resultados obtidos em todos os casos, estuda-se a influência dos termos de ordem superiores na expansão assintótica topológica, através de experimentos numéricos. Em particular, observa-se que esses novos termos, além de permitir considerar pertubações de tamanho finito, desempenham ainda um importante papel tanto como fator de correção da expansão assintótica topológica, quanto como direção de descida em processos de otimização. Finalmente, cabe mencionar que a metodologia desenvolvida neste trabalho apresenta um grande potencial para aplicação na otimização e em algoritimos de reconstrução.

A zidovudina (AZT) ainda é o fármaco mais empregado no tratamento da AIDS, isoladamente ou em associação a outros antirretrovirais, porém é um fármaco administrado em altas doses e que apresenta efeitos adversos que comprometem a adesão do paciente ao tratamento. Assim, um novo sistema de liberação de zidovudina composto por nanopartículas de poli (n-butil-cianoacrilato) (PBCA) revestidas por ácido hialurônico (AH) foi desenvolvido e caracterizado com o objetivo de prolongar a liberação do fármaco e diminuir sua toxicidade. As nanopartículas têm sido amplamente estudadas como veículo para fármacos por permanecer na circulação por um tempo maior e, portanto, liberar o fármaco de forma prolongada. Para polimerização e, portanto, obtenção das nanopartículas, n-butil-cianoacrilato e Dextran® foram adicionados a HCl 0,1 M (pH 2,5), sob agitação a 800 rpm, por 1 h. O AZT foi adicionado e o processo foi neutralizado com adição de NaOH 0,1M após mais 3 h de agitação. Após filtração as partículas foram revestidas pela adição de uma dispersão aquosa de ácido hialurônico (AH) a baixa rotação. O diâmetro hidrodinâmico médio das nanopartículas não revestidas foi de 152,3 nm, com um índice de polidispersividade médio igual a 0,055. O potencial zeta médio dessas partículas foi -0,678 mV. O diâmetro hidrodinâmico médio das nanopartículas revestidas com AH obtido foi de 196,9 nm, com um índice de polidispersividade médio igual a 0,440. O potencial zeta médio dessas partículas foi de -25,6 mV. Os valores resultantes dessas análises são indicativos da estabilidade das nanopartículas obtidas e da boa reatividade dos monômeros dos cianoacrilatos. Ainda, pelos resultados é possível confirmar a ocorrência do revestimento. Assim, a eficiência do processo de revestimento das nanopartículas pode ser comprovada por meio dos resultados das análises de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e pelos resultados das análises de espectroscopia de absorção na região do infravermelho. Para quantificar o fármaco associado às nanopartículas, um método empregando espectrofotometria derivada (ED1) no UV aplicando a técnica do ponto de anulação foi desenvolvido e validado. Tal método possibilitou a eliminação da interferência dos excipientes, o que permitiu a quantificação do AZT na suspensão de nanopartículas com precisão e exatidão adequadas. A porcentagem de fármaco associado às nanoestruturas obtidas pelo método foi de 64%, considerado satisfatório. As nanopartículas foram incorporadas a uma formulação base de gel de Carbopol® 940 que, apresentou estabilidade após ser submetida a diferentes condições de armazenamento, com incidência de luz e variação da temperatura. / Zidovudine (AZT) is still the most widely used drug in the treatment of AIDS, alone or in combination with other antiretroviral drugs, however it is indicated in high doses and has adverse effects that compromise patient compliance to treatment. Thus, a new zidovudine delivery system made of poly (n-butyl-cyanoacrylate) nanoparticles coated with hyaluronic acid (HA) was developed and characterized in order to extend the drug release and reduce its toxicity. The nanoparticles have been widely studied as drug carriers once they remain in circulation for a longer period and, consequently, release the drug gradually. For the polymerization, and, therefore synthesis of nanoparticles, n-butyl-cyanoacrylate and Dextran® were added to 0.1 M HCl (pH 2.5) and stirred at 800 rpm for 1 hour. AZT was added and the reaction was neutralized by the addition of 0.1 M NaOH after 3 more hours of agitation. After filtration the particles were coated by addition of an aqueous dispersion of hyaluronic acid (HA) at low revs. The mean hydrodynamic diameter of non-coated nanoparticles was 152.3 nm with an average polydispersity index of 0.055. The average zeta potential of these particles was -0.678 mV. The average hydrodynamic diameter of the coated nanoparticles was 196.9 nm, presenting an average polydispersity index of 0.440. The average zeta potential of these particles was -25.6 mV. The resulting values of these tests are indicative not only of the stability of the obtained nanoparticles but also the good reactivity of the monomers of cyanoacrylates. Moreover, the results can confirm the occurrence of coating. Thus, the efficiency of the coating process of the nanoparticles can be demonstrated by the results of the analysis of differential scanning calorimetry (DSC) and the results of the absorption spectroscopy in the infrared region. In order to quantify the drug associated with the nanoparticles, a method employing derivative spectrophotometry (ED1) UV applying the zero-crossing technique was developed and validated. This method allowed the elimination of interference of excipientes, allowing the quantification of AZT nanoparticles in suspension with adequate accuracy and precision. The percentage of the drug associated with the obtained nanostructures by the method was 64%. The nanoparticles were incorporated into a Carbopol® 940 gel formulation, which was stable after being subjected to different storage conditions, with incidence of light and temperature variation.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SantosMSc2012.pdf: 586000 bytes, checksum: 66672450ad446038f75498b0d43aaab5 (MD5) Previous issue date: 2012-11-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico / The topological derivative measures the sensitivity of a given shape functional with respect to an infinitesimal singular domain perturbation, such as the insertion of holes, inclusions or source-terms. The topological derivative has been successfully applied in obtaining the optimal topology for a large class of physics and engineering problems. In this work a methodology for the topology optimization of structures under plane strain assumption is presented. The idea is to minimize the structural compliance under volume constraint. Since we are dealing with multiple load-cases, a multi-objective optimization problem is proposed, where the topological sensitivity is obtained as a sum of the topological derivatives associated with each load-case. The volume constraint is imposed through the Augmented Lagrangian Method. The obtained result is used to devise a topology optimization algorithm based on the topological derivative together with a level-set domain representation method. Finally, the proposed methodology is illustrated in a set of finite element-based numerical examples of structural optimization. / A derivada topológica mede a sensibilidade de um dado funcional com respeito a uma perturbação singular infinitesimal no domínio, como a inserção de furos, inclusões ou até mesmo termos fonte. A derivada topológica vem sendo utilizada com sucesso na obtenção da topologia ótima para uma grande classe de problemas da física e da engenharia. Neste trabalho é apresentada uma metodologia de otimização topológica para o problema de elasticidade linear em estado plano de deformação, minimizando a flexibilidade da estrutura submetida a múltiplos casos de carregamentos e atendendo a uma restrição de volume. Para tratamento dos múltiplos casos de carregamento é proposto um problema de otimização multiobjetivo em que a sensibilidade é obtida como a soma das derivadas topológicas para cada caso de carregamento. O método do Lagrangeano Aumentado é utilizado no controle de volume. O resultado obtido é então empregado na construção de um algoritmo de otimização topológica baseado na derivada topológica conjuntamente com uma representação do domínio por função level-set. Finalmente, a metodologia proposta é validada através de diversos experimentos numéricos.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CinthiaMsc2012.pdf: 994277 bytes, checksum: 013909f014a68637b4dd646de35291cc (MD5) Previous issue date: 2012-11-08 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico / The topological derivative measures the sensitivity of a given shape functional with respect to an infinitesimal singular domain perturbation, such as the insertion of holes, inclusions or source-terms. The topological derivative has been successfully applied in the treatment of a wide range of problems such as topology optimization, inverse analysis and image processing. In this work the topological derivative is applied in the context of topology optimization of structures under plane stress assumptions and subject to multiple load cases. In particular, the structural compliance is minimized under volume constraint imposed through the Augmented Lagrangian Method. Since we are dealing with multiple load cases, a multi-objective optimization problem is proposed and the topological sensitivity is obtained as a sum of the topological derivatives associated with each load case. The obtained result is used to devise a topology optimization algorithm based on the topological derivative together with a level-set domain representation method. Finally, several finite element-based examples of structural optimization are presented. / A derivada topológica é um campo escalar que mede a sensibilidade de um dado funcional de forma quando o domínio de definição do problema sofre uma perturbação singular infinitesimal, como a inserção de furos, inclusões ou termos fontes. Este conceito tem sido reconhecido como uma poderosa ferramenta na obtenção da topologia ótima em diversos problemas da física e da engenharia; e vem sendo objeto de estudo em áreas de pesquisa como otimização topológica, processamento de imagens e problemas inversos. No presente trabalho, a derivada topológica é aplicada no contexto de otimização topológica de estruturas em estado plano de tensões, sujeitas a múltiplos casos de carregamento. Em particular,a complacência da estrutura é minimizada com restrição de volume imposta através do método do lagrangeano aumentado. Desde que lida-se com múltiplos casos de carregamento, é proposto um problema de otimização multiobjetivo e a sensibilidade é dada pela soma das derivadas topológicas para cada caso de carregamento. O resultado obtido é então utilizado como direção de descida da função custo em um algoritmo de otimização estrutural baseado na derivada topológica e na representação do domínio por função level-set. Finalmente, são apresentados alguns exemplos numéricos que permitem validar a metodologia proposta.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-05-02T18:47:49Z No. of bitstreams: 1 Tese_Machado.pdf: 522761 bytes, checksum: 871b43ac7f8d7aae60a30b8371cf5898 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-05-02T18:47:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Machado.pdf: 522761 bytes, checksum: 871b43ac7f8d7aae60a30b8371cf5898 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-02T18:48:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Machado.pdf: 522761 bytes, checksum: 871b43ac7f8d7aae60a30b8371cf5898 (MD5) Previous issue date: 2017-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / In structural optimization, the obtained results must be robust in relation to uncertainties, whether they arise from the probabilistic nature of the variables or those inherent to the resistance of the materials, for example. Traditionally, uncertainties in structural design were taken into account by using safety factors. Nevertheless, it is well known that the safety factor approach can be limited in a wide variety of cases or yields to conservative designs. For this reason, several authors proposed different approaches to address optimization problems subject to uncertainties, such as robust topology optimization and reliability-based topology optimization. In this work, we present an alternative approach for robust topology optimization considering a point-wise worst case scenario. We also study reliability-based structural topology optimization problem under stress constraints. In addition, in order to apply an approach for uncertainty based optimization into a non-linear problem, we investigate the deterministic structural topology optimization problem subject to unilateral contact condition. / Em otimização estrutural os resultados obtidos devem ser robustos em relação a incertezas, sejam elas oriundas da natureza probabilística das variáveis de trabalho ou àquelas inerentes à resistência dos materiais, por exemplo. Classicamente, levar em conta incertezas em um projeto de estruturas significa utilizar um fator de segurança. No entanto, tal abordagem pode ser bastante restritiva em uma grande variedade de casos ou ainda conduzir a resultados muito conservadores. Este fato tem levado ao desenvolvimento de diferentes metodologias de otimização estrutural tais como otimização robusta e otimização baseada em confiabilidade. Neste trabalho objetiva-se apresentar uma abordagem alternativa para o problema de otimização robusta de estruturas levando em consideração otimização no pior cenário, além de estudar o problema de otimização topológica estrutural baseada em confiabilidade com restrição em tensão. Além disso, a fim de aplicar técnicas de otimização considerando incertezas num problema não linear é estudado o problema determinístico de otimização topológica de estruturas sujeitas a condição de contato unilatera

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-05-04T14:31:04Z No. of bitstreams: 1 CinthiaLopesTeseVersaoFinal.pdf: 1204191 bytes, checksum: b3284e9c8c1229fa89ebac50ffc465ba (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-05-04T14:31:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CinthiaLopesTeseVersaoFinal.pdf: 1204191 bytes, checksum: b3284e9c8c1229fa89ebac50ffc465ba (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T14:31:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CinthiaLopesTeseVersaoFinal.pdf: 1204191 bytes, checksum: b3284e9c8c1229fa89ebac50ffc465ba (MD5) Previous issue date: 2017-01-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / The topological derivative was rigorously defined by Sokolowski and Zochowski in 1999. Since then it has been shown as an important tool for solving different kind of problems such as: topology optimization, inverse problems, image processing, multiscale constitutive modeling, fracture mechanics sensitivity analysis, damage evolution modeling and contact problems sensitivity analysis. The topological derivative is obtained from the asymptotic analysis of classic solutions to boundary value problems in singularly perturbed domain, together with asymptotic analysis of shape functionals with respect to the parameter that governs the size of the topological perturbation. In this work, the topological derivative concept is applied in the context of compliant mechanisms design with stress constraints and topology optimization of structures subject to contact condition and given friction. Compliant mechanisms are mechanical devices composed by one single peace that transforms simple inputs into complex movements by amplifying and changing their direction. Hence they are easy to manufacture at a very small scale such microtools has been applied in different contexts including microsurgery, cell manipulation and nanotechnology processing. In this work, a new approach based on the topological derivative concept to deal with the design of compliant mechanisms is proposed. This approach consists in introducing a von Mises stress constraint to the problem which naturally avoids hinges and provides mechanisms that satisfy resistance and functionality criteria. Contact problems are naturally nonlinear and their main difficult comes out from the fact that the effective contact area is not known a priori. Since the problem is non-linear, the domain decomposition technique together with the Steklov-Poincaré pseudo-differential boundary operator are used for asymptotic analysis purposes with respect to the small parameter associated with the size of the topological perturbation. As a fundamental result, the expansion of the strain energy coincides with the expansion of the Steklov-Poincar\' operator on the boundary of the truncated domain, leading to the associated topological derivative. Finally, the obtained result is applied in a case study that consists in the topology optimization of an eyebar belonging to an eyebar-chain of the Hercílio Luz Bridge in Florianópolis - SC, Brazil. / A derivada topológica foi rigorosamente definida por Sokolowski e Zochowski em 1999 e, desde então, tem se mostrado uma importante ferramenta para o tratamento de diferentes problemas, dentre os quais destacam-se: otimização topológica, problemas inversos, processamento de imagens, modelagem constitutiva multiescala, análise de sensibilidade à fratura mecânica, modelagem de evolução de dano e análise de sensibilidade para problemas de contato. A derivada topológica é obtida a partir da análise assintótica de soluções clássicas para problemas de valores de contorno em domínios singularmente perturbados, combinada com a análise assintótica de funcionais de forma com relação ao parâmetro que governa o tamanho da perturbação. Neste trabalho, o conceito de derivada topológica é aplicado no contexto de síntese de mecanismos flexíveis com restrição em tensão e otimização topológica de estruturas sujeitas a condição de contato unilateral e atrito dado. Mecanismos flexíveis são estruturas mecânicas compostas por apenas uma peça (estruturas monolíticas) capazes de transformar uma dada força de entrada em um movimento de saída, de acordo com a resposta desejada. Devido à facilidade de produção em escalas milimétricas ou até micrométricas, este tipo de estrutura tem sido utilizada em diferentes aplicações, tais como microcirurgia, manipulação de células, circuitos microeletrônicos. No presente trabalho, uma nova abordagem baseada no conceito de derivada topológica é proposta para tratar o problema de otimização topológica de mecanismos flexíveis. Esta abordagem consiste em introduzir uma restrição na tensão de von Mises ao problema, o que elimina o surgimento de juntas flexíveis, conduzindo a mecanismos que atendem simultaneamente aos critérios de resistência e funcionalidade. Problemas que envolvem condição de contato são naturalmente não lineares e sua principal dificuldade está em não se conhecer, a priori, a área de efetivo contato. Por conta de sua natureza não linear, a técnica de decomposição de domínio em conjunto com o operador pseudo-diferencial Steklov-Poincaré são utilizados para fins de análise assintótica com respeito ao parâmetro que governa o tamanho da perturbação topológica. Como resultado fundamental, a expansão da energia de deformação coincide com a expansão do operador Steklov-Poincaré sobre a fronteira do domínio fictício, o que conduz à derivada topológica associada. Finalmente, este resultado é aplicado em um estudo de caso que consiste na otimização topológica de um olhal pertencente a uma cadeia de olhais da Ponte Hercílio Luz, localizada em Florianópolis - SC.

Em todo o mundo, as redes aéreas de distribuição de energia elétrica levam energia a todos os consumidores. Parte destas redes utilizam cruzetas como meio de sustentação mecânica para cabos. Estas cruzetas podem atualmente ser produzidas em fibra de vidro, plásticos reciclados (Polietileno, Polipropileno de primeira produção) e outros materiais híbridos, usando polímeros e barras de aço para inserir resistência mecânica. Os custos destes materiais ainda são elevados e o seu processo de reciclagem ainda apresenta problemas no processo de logística reversa, impondo custos elevados. Alguns países, como Noruega e Estados Unidos, usam cruzeta de madeira laminada com sucesso, como material alternativo em suportes de linhas de transmissão e de distribuição. A cruzeta tradicional de madeira nativa é ainda empregada no Brasil, com uso restrito às redes de distribuição de energia elétrica. A aplicação contínua da madeira é atribuída principalmente ao baixo custo comparado com o de outros materiais empregados nos elementos do sistema de energia elétrica. Entretanto, considerações ambientais e baixa estimativa de vida da madeira têm mudado esta situação, conduzindo ao aumento de pesquisa nesta área. Neste trabalho foram discutidas duas espécies de madeira de reflorestamento, Pinus elliottii e Eucalyptus citriodora, impregnadas com resinas poliuretanas derivadas do óleo de mamona e revestidas com manta geotêxtil. Durante a execução dos trabalhos, foi detectada fragilidades mecânicas na madeira Pinus elliottii. Apenas a madeira Eucalyptus citriodora atende plenamente as necessidades do produto final. É importante observar que a resina empregada é uma matéria prima totalmente nacional, e que esta pesquisa contribui para a sua aplicação no desenvolvimento de um novo produto (cruzetas de madeiras resinadas revestidas com geotêxtil), com tecnologia totalmente brasileira, utilizando-se madeiras de reflorestamento, tipo Eucalyptus Citriodora. Estas cruzetas, além de respeitarem as leis ambientais, também apresentaram um excelente desempenho mecânico e elétrico, com ótimas perspectivas de instalações na rede de distribuição de energia elétrica, a um custo competitivo. Este trabalho apresenta avanço significativo no aumento da vida útil destas madeiras, ampliando o tempo para substituições de cruzetas nas redes de distribuição de energia e contribuindo com a preservação da natureza. / Aerial distribution networks take energy to consumers worldwide. Part of these networks use cross arms as a means of mechanical support for cables. These cross arms can be currently produced on glass fiber, recycled plastics (polyethylene, polypropylene first production) and other hybrid materials, using polymers and inserting steel bars for mechanical strength. The costs of these materials are still elevated and its recycling process also presents problems in the reverse logistics process, imposing high costs. In some countries, like Norway and USA, wood laminated cross arms have been used as an alternative material to support transmission and distribution lines with success, whereas traditional native wood cross arms are still used in Brazil restricted to energy distribution networks. Wood application is continued mainly due to its low cost compared to other materials applied in the electric energy system. However, environmental considerations and low wood life time estimate have changed this situation leading to increased research in this area. In this work we discussed two types of wood reforestation, Pinus elliottii and Eucalyptus citriodora, impregnated with polyurethanes resins derived from castor oil and coated with a geotextile blanket. It is important to observe that the resin employed is a national raw material, and that this research contributes to its application in the development of a new product (cross arms of resinous woods lined with a geotextile blanket) with complete Brazilian technology, using reforested wood, type Eucalyptus citriodora. These cross arms not only comply with environmental laws, but also present an excellent mechanical and electrical performance with great installation perspectives in the electricity distribution network at a competitive cost. This paper presents a significant step forward in increasing the life of these woods, extending time to cross arm replacements in power distribution networks, and contributing to nature preservation.

Made available in DSpace on 2016-04-27T16:57:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rogerio dos Santos Lobo.pdf: 30981826 bytes, checksum: 1fcb2335837c2d0c9a6bf2295b1ca8ba (MD5) Previous issue date: 2012-10-23 / Research has shown that there are huge difficulties when it comes to the teaching and learning of Derivative and Integral Calculus, particularly Derivative. They have already pointed out some of the causes for such difficulties. The usage of the didactic book, for many times as a guide for the Calculus classes, may shorten the study of the Derivative to algorithms, without highlighting the core of this concept. For that reason, a research seeking to look into how didactic books approach this content has been chosen to be carried out. For such a task, support was both found on Duval s records of Semiotics Representation, and on Bardin s Content Analysis. The analysis about the approach given to this theme was revamped, by taking into account three didactic books, focusing on their texts, enunciations of solved exercises, proposed exercises and other activities. An investigation was done on whether the authors articulate among the records of Semiotics Representation leading to the understanding of Derivative and verifying if there is emphasis on the Variation Rate. It is relevant to point out that these books are used as bibliographical references at several prominent Brazilian universities as part of their syllabus and that is why they were chosen as corpus for both analysis and reflection. By means of these analyses one might state that out of the three books which were analyzed, only one provides emphasis to the expression Variation Rate, since there is vast practical application of this Variation in several areas of knowledge, such as: Engineering, Physics and Biology, among others. It must be pointed out that the referred book is aimed at students at the Economy and Business Administration Courses and whose contents are approached in questions such as: cost, revenue, profit .margins that manipulate the Derivative directly as Variation Rate. The other two books, though not approaching the expression Variation Rate, lend the Derivative some treatment right from the Variation / Pesquisas revelam que existem grandes dif iculdades no ensino e aprendizagem do Cálculo Diferencial e Integral e, em part icular, da Derivada. Elas já têm apontado algumas causas de tais dif iculdades. A ut ilização do livro didát ico, mui tas vezes como um guia das aulas de Cálculo, pode reduzir o estudo da Der ivada a algoritmo s que levam a uma aplicação imediata de resultados, sem destacar o cerne desse conceito. Dessa forma escolhemos real izar uma pesquisa buscando invest igar como l ivros didát icos abordam esse conteúdo. Para tal apoiamos nos regist ros de Representação Semiót ic a de Duval e também nos princípios metodológicos da Análise de Conteúdo de Bardin. Alavancamos a análise sobre o t ratamento dado a este tema, por t rês livros didát icos, focando nos seus textos, enunciados de exercícios resolvidos, exercícios propostos e out ras at ividades. Procuramos levantar se os autores art iculam os regist ros de Representação Semiót ica de modo a levar a compreensão da Derivada e verif icando se há ênfase no aspecto da Taxa de Variação. É importante ressaltar que estes livros f iguram como r eferências bibl iográf icas de grades curr iculares de universidades brasi leiras e por isso foram escolhidos como corpus para anál ise e ref lexão. Por meio destas análises pode-se constatar que dos t rês livros analisados apenas um dá destaque reiterado a expressão Taxa de Var iação, uma vez que há grande apl icação prát ica dessa Variação em diversas áreas de conhecimento, tais como: Engenhar ia, Economia, Administ ração, Biologia, etc. Ressaltamos que o livro referenciado é voltado para os estudantes dos cursos de Economia e Administ ração e cujos conteúdos são abordados questões como: custo, receita, lucro, . . .marginais que manipulam diretamente a Derivada como Taxa de Variação. Os out ros dois livros embora não abordam explicitamente a expressão Taxa de Variação, dão a Derivada um t ratamento a part ir da Variação

Submitted by Filipe dos Santos (fsantos@pucsp.br) on 2016-10-04T17:17:29Z No. of bitstreams: 1 Jayme do Carmo Macedo Leme.pdf: 2250748 bytes, checksum: 2ae7e03aa0d8c8057f0dcb3624011c98 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T17:17:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jayme do Carmo Macedo Leme.pdf: 2250748 bytes, checksum: 2ae7e03aa0d8c8057f0dcb3624011c98 (MD5) Previous issue date: 2016-06-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This thesis has as main theme the learning of the derivative. The research was motivated by the questioning: What are the different thoughts related to the learning process of a concept? Thus, the theory of the Three Worlds of Mathematics proposed by David Tall was used as basis, what brought elements that allow us to understand how humans learn to think mathematically. From this framework, was developed nine thought flows involved in learning a mathematical concept. A study of the derivative is also held to compose the material analyzed in this research and, from the perspective of thought flows, specific flows that allow us to observe learning elements of derivative were highlighted, as in the embodied world, which presents sensitive and noticeable aspects, when it is treated as the tangent line slope, place of righteousness instant variation curve or rate. In the symbolic world, it’s possible to observe routines and tacit processes to this concept, which are run in order to create their own symbols; and in the formal world, it was observed the axiomatic structure that a derivative can be designed. This thesis follows the exploratory theoretical proposal, because it is a research that relies only on documents to build its own concepts and arguments, using the accuracy and logical consistency to produce a base material for further research. Another result observed, which resulted in a breakthrough among the theories discussed, refers to noticeable feature of the derivative, belonging to the embodied world as this unlinked is procedural characteristics, providing thus provide a reference basis for further investigations in the process teaching and learning derivative / A presente tese tem como temática a aprendizagem da derivada. A pesquisa foi motivada pelo problema: Quais são os diferentes pensamentos relacionados ao processo de aprendizagem de um conceito? Assim, buscou-se na teoria dos Três Mundos da Matemática, proposta por David Tall, elementos que permitem compreender, como os humanos aprendem a pensar matematicamente. A partir desse referencial, foram desenvolvidos nove fluxos de pensamento envolvidos na aprendizagem de um conceito matemático. Também foi realizado um estudo da derivada para compor o material de análise desta pesquisa e, na perspectiva dos fluxos de pensamento, destacou-se os fluxos que permitem observar elementos de aprendizagem da derivada, como no mundo corporificado, que apresenta aspectos sensíveis e perceptíveis aos sentidos, ocasião em que é tratado como a inclinação da reta tangente, a retidão local de uma curva ou a taxa de variação instantânea; no mundo simbólico, são observadas rotinas e processos tácitos a esse conceito, que são executados a fim de se criar simbologias próprias; e no mundo formal, observou-se a estrutura axiomática que a derivada pode ser concebida. Esta tese apresenta uma proposta teórica exploratória, pois se trata de uma pesquisa que utiliza apenas documentos para construir os próprios conceitos e argumentos, utilizando o rigor e a coerência lógica, para produzir um material de base para novos estudos. Outro resultado observado, que resultou em um avanço dentre as teorias discutidas, refere-se a característica perceptível da derivada, pertencente ao mundo corporificado, pois esta desvincula-se de características processuais, propiciando dessa forma, oferecer um referencial base para novas investigações no processo de ensino e aprendizagem da derivada

Este trabalho visa ao estudo da aplicação da madeira de reflorestamento, da espécie Pinas Taeda, impregnada com resina poliuretana derivada do óleo de mamona, como um novo material para a fabricação de isoladores elétricos híbridos. Esta pesquisa possui um grande apelo ecológico, pois o compósito madeira-resina poliuretana é derivado de madeira de reflorestamento e óleo de mamona. Estudos com cruzetas de madeira mostraram que este material apresenta excelente desempenho em ensaios de Nível Básico de Isolamento (NBI). A madeira apresenta boas características elétricas quando seca e também algumas boas propriedades mecânicas, como a tenacidade que minimiza os estragos causados pelo vandalismo, um dos grandes problemas do setor. A resina poliuretana atribui hidroscopicidade à madeira e proteção contra os ataques de agentes biológicos, além de melhorar suas propriedades mecânicas e elétricas. O processo para a impregnação de resina na madeira foi inovador, devido à utilização de vácuo tanto para o processamento da resina quanto para a impregnação; a pressão atmosférica expulsa o ar da resina, tornando-a mais homogênea, e força-a a preencher as cavidades da madeira. / This work aims at the study of the application of reforestation wood, of Pinus Taeda species, impregnated with polyurethane resin derived from the castor-oil plant as a new product for the manufacture of hybrid electric insulators. This research possesses a great ecological appeal, as the wood-polyurethane resin composite derived from reforestation wood and castor-oil plant. Studies with wood squares have shown this material presents excellent performance in assays of Basic Level of Isolation (NEI). The wood shows good electric characteristics when dried and also some good mechanical properties, as tenacity, which minimizes the vandalism damage, one of the great problems in this sector. The polyurethane resin attributes hydrocospicity to the wood and protection against the attack of biological agents, improving its mechanical and electrical properties. An innovative process was used for the impregnation of the wood with resin, utilizing vacuum for both processing impregnation of the resin. The atmospheric pressure expels the air out of the resin, which becomes more homogeneous, and obliges it to fill the cavities of the wood.