Submitted by Israel Vieira Neto (israel.vieiraneto@ufpe.br) on 2015-03-06T16:39:04Z No. of bitstreams: 2 TESE POLLYANA JUCÁ SANTANA.pdf: 2545887 bytes, checksum: 1182c9de023e52ba6a89cb5fca4b3afe (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T16:39:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE POLLYANA JUCÁ SANTANA.pdf: 2545887 bytes, checksum: 1182c9de023e52ba6a89cb5fca4b3afe (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-09-20 / O primeiro objetivo desta pesquisa é analisar a atual estrutura brasileira de tributação/transferências direta, estimando alíquotas efetivas (médias e marginais). A metodologia adotada consiste em utilizar o modelo de microssimulação de tributos/benefícios desenvolvido para o Brasil, o BRAHMS, Brazilian Household Microsimulation System que é uma programação computacional que aplica as regras do sistema de tributação direta e de transferências individuais às pessoas da amostra (PNAD/2009), e através de interações entre as normas fiscais e as características individuais e familiares é possível calcular a renda disponível. Os resultados sugerem que o trabalhador brasileiro enfrenta tributação direta muito baixa, com alíquotas efetivas bem menores que as observadas em estimações para outros países. O segundo objetivo é estimar o comportamento das famílias brasileiras com relação à oferta de trabalho, empregando um modelo microeconômico de escolha discreta e o modelo de microssimulação de tributos/transferências desenvolvido para o Brasil, e a partir do modelo estimado, avaliar o impacto de reformas na tributação e no sistema de benefícios sociais sobre o bem-estar individual e social. Assim como observamos em outras pesquisas, a elasticidade-hora e elasticidade-participação apresentam valores reduzidos, menores que a unidade, sugerindo que a oferta de trabalho não responde com grande intensidade a mudanças fiscais que provocam alteração da renda líquida. São realizadas cinco simulações distintas, com o objetivo de exemplificar o uso da ferramenta aqui apresentada para avaliação de políticas públicas. Como esperado, as variações de oferta de trabalho não são muito elevadas, mas cada simulação apresenta uma particularidade em relação a alterações do bem-estar social e do orçamento público.

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-03-07T18:35:27Z No. of bitstreams: 1 TESE.pdf: 797081 bytes, checksum: 36b77c687969ac7b12aeef2589d1d766 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-07T18:35:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE.pdf: 797081 bytes, checksum: 36b77c687969ac7b12aeef2589d1d766 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O confinamento de quarks e glúons continua sendo um dos maiores problemas da Física atual, mesmo depois de passados 50 anos da criação da cromodinâmica quântica. Existem diversas abordagens que procuram uma explicação para este comportamento. Um destes cenários consiste na supercondutividade dual, proposta por G. t’Hooft em 1978. Aqui, ele discute como a condensação de objetos cromomagnéticos poderia originar um potencial linear entre cargas cromoelétricas. Este mecanismo é um dos mais aceitos atualmente e nos dirige à algumas perguntas cruciais: como estes objetos poderiam se tornar relevantes em teorias de Yang-Mills puras? quais os tipos de objetos que devemos levar em consideração para gerar as propriedades do potencial confinante? Embora a primeira pergunta seja difícil de responder, a segunda pode ser atacada por técnicas diferentes, suportadas pelas descrições na rede e por descrições efetivas de ensembles 1. Nesta tese, me dedico a estudar uma classe de objetos que s˜ao bons candidatos a resolverem a segunda questão: monopólos e vórtices de centro. Quando estamos lidando com as teorias de Yang-Mills puras SU(N), o problema consiste que, em nível clássico, estes defeitos são singulares. Porém, recebendo suporte da rede (nosso laboratório em teoria quântica de campos), podemos imaginar que, devido a flutuações quânticas do vácuo, estes objetos poderiam adquirir algumas propriedades dimensionais, como tensão,rigidez e interações que ajudariam a caracterizar o ensemble magnético nos levando a descrições de campos efetivas, que podem ser utilizadas para extrair a corda elétrica confinante. Utilizando técnicas oriundas da física de polímeros obtivemos equações de difusão que representam objetos unidimensionais, como vórtices de centro em 3D ou monopólos em 4D. O surgimento de uma derivada covariante abeliana, no caso do ensemble de vórtices de centro e instantons correlacionados em 3D, e de uma derivada covariante não abeliana, no caso do ensemble de monopólos coloridos em 4D, foi fundamental paragerar os modelos efetivos correspondentes. Acreditamos que estas equações de difusão poderão ser úteis, no futuro, para relacionar as propriedades do potencial entre quarks e aquelas de seus possíveis ensembles correspondentes. / Nowadays, quark and gluon confinement continues to be one of the most important problems in Physics. It remains unsolved, although 50 years have passed since the foundations of quantum chromodynamics. There are various approaches aimed at explaining this behaviour. One of them is the dual superconductor scenario proposed by G. t’Hooft in 1978. The general idea is that the condensation of chromomagnetics objects could originate a linear potential between chromoelectric charges. This is a promising mechanism that posses some crucial questions: how could these objects be relevant in pure YangMills? what type of object would be needed in order to generate the properties of the confining potential? While the first question is very difficult, the second one can be approached by different techniques, guided by the lattice and effective ensemble descriptions. In this thesis, I’ve been working on some good candidates to solve the second question: monopoles and center vortices. When dealing with pure SU(N) Yang-Mills theory, the problem is that at the classical level these magnetic defects are singular. Nevertheless, supported by the lattice (our laboratory in quantum field theory), we can imagine that, due to quantum vacuum fluctuations, they could acquire dimensionful properties. The tension, stiffness, as well as possible interactions that characterize the magnetic ensemble lead to effective field descriptions, that could be used to extract the corresponding confining electric string. Based on techniques borrowed from the physics of polymers, we obtained diffusion equations that describe magnetic one-dimensional objects, such as center vortices in 3D and monopoles in 4D. The appearance of an Abelian covariant derivative, for an ensemble of chains in 3D, and a non Abelian one, in the case of coloured loops in 4D, was essential to generate the corresponding effective descriptions. We believe that these diffusion equations could be helpful in the future, to relate the properties of the interquark potential and those of the possible underlying ensembles.

O estudo das estruturas de bandas de energia representa um ponto fundamental no entendimento de alguns fenômenos no âmbito da física do estado sólido, tais como luminescências e transporte, entre outros. Estas estruturas podem ser obtidas de diversas formas: através de medidas experimentais, tais como ARPES,1 ou por modelos teóricos.24 Os modelos teóricos se dividem entre métodos ab initio, como o cálculo DFT,5 e métodos efetivos, como o k.p.6, 7 A abordagem DFT é viável para sistemas que vão de poucos átomos (como por exemplo, materiais bulk ) até centenas de átomos (ou mesmo milhares, com restrições quanto às aproximações necessárias). Para sistemas confinados, por ser necessária uma grande quantidade de átomos, o custo computacional torna-se inviável. No método k.p, por outro lado, as interações são descritas por parâmetros em um Hamiltoniano na forma matricial, geralmente fazendo uso de conceitos de simetria e da Teoria de Grupos. Esses parâmetros, entretanto, são obtidos de forma externa à teoria, através de estruturas de bandas pré-calculadas por outros métodos teóricos ou medidas experimentais. A literatura, porém, não apresenta um método de obtenção dos parâmetros k.p para qualquer estrutura cristalina, inviabilizando a construção de novos Hamiltonianos k.p. Outro detalhe é que, mesmo para os Hamiltonianos existentes, a literatura não apresenta parâmetros para todos os materiais, limitando o número de sistemas que podem ser estudados aos materiais cujos parâmetros foram publicados. Neste trabalho propomos um método geral para obter os parâmetros k.p, que consiste em realizar um fitting entre funções originadas na equação secular do Hamiltoniano e combinações das energias provenientes das estruturas de bandas pré-calculadas. Aplicamos o método a estruturas de bandas calculadas via DFT para o GaAs na fase zinc blende e para o InAs na fase wurtzita, obtidas por meio de colaborações. Utilizamos o GaAs zinc blende para testar o método desenvolvido, comprovando sua eficiência e confiabilidade. Devido aos bons resultados obtidos com o mesmo, aplicamos o método ao InAs wurtzita, que não possui parâmetros k.p na literatura, obtendo-os com sucesso. / The study of energy band structures is a key point in the understanding of some phenomena in solid state physics, such as luminescence and transport, among others. Among the different ways of obtaining the band structure can be determined experimentally by ARPES,1 or by theoretical models.24 The theoretical models are divided into ab initio methods such as DFT calculations,5 and effective methods such as k.p.6, 7 The DFT approach is feasible for systems ranging from few atoms (such as bulk materials) to hundreds of atoms (or thousands, if the necessary approximations are performed). To treat confined systems, as a consequence the large number of atoms required, the computational cost becomes prohibitive. In k.p method, on the other hand, the interactions are described by parameters in a Hamiltonian in its matrix form, usually making use of concepts of symmetry and Group Theory. These parameters are obtained externally to theory using pre-calculated band structures by other theoretical methods or experimental measurements. The literature, however, does not present a method of determination of k.p parameters for a general crystal structure, preventing the construction of new k.p Hamiltonians. Furthermore, even for existing Hamiltonian, the literature has no parameters for all materials, limiting the number of systems that can be studied to the number of materials whose parameters have been published. In this work, we propose a general method to obtain the k.p parameters, which consists in performing a fitting of the functions originating from the secular equation of the Hamiltonian and the combined energies from the pre-calculated band structures. We applied the method to band structures calculated via the DFT for the zinc blende phase GaAs and for wurtzite phase InAs, obtained through collaborations. We use the zinc blende GaAs to test the developed method, proving its efficiency and reliability. Due to the good results, we applied the same stencil to successfully obtain InAs wurtzite k.p parameters, not listed in the literature.

O osso é um sólido heterogêneo com estrutura bastante complexa que geralmente exige o emprego de múltiplas escalas em sua análise. A análise do comportamento eletromecânico da estrutura óssea tem sido realizada por meio de métodos da mecânica clássica, métodos de elementos finitos e métodos de homogeneização. Procura-se descrever matematicamente a relação entre o comportamento eletromecânico da estrutura óssea e as propriedades efetivas, ou, globais. Assim, muitos esforços têm sido despendidos para desenvolver modelos analíticos rigorosos capazes de predizer as propriedades globais e locais das estruturas ósseas. O propósito deste trabalho é estudar o método de Homogeneização Assimptótica (MHA) com a finalidade de determinar as propriedades eletromecânicas efetivas de estruturas heterogêneas, tais como a estrutura óssea. Inicialmente, são analisados o problema de condução de calor e o problema elástico e demonstra-se que estes problemas estão relacionados entre si. Para o problema de condução de calor, dois métodos para obter as constantes efetivas são apresentados. Além disso, uma aplicação do MHA em osso cortical é apresentada e os resultados estão de muito bom acordo com resultados encontrados na literatura. Em vista disto, verifica-se a possibilidade da aplicação do MHA para determinar as propriedades efetivas da estrutura óssea com estrutura cristalina na classe 622. / The bone is a heterogeneous solid with a highly complex structure that requires a multiple scale type of analysis. To analyze the electromechanical behavior of the bone structure, methods of classical mechanics, finite element methods, and methods of homogenization are being used. This analysis describes mathematically the relationship between the electromechanical behavior of the bone structure and its effective, or, global, properties. Thus, many efforts have been spent to develop rigorous analytical models capable of predicting the global and local effective properties of bone structures. The purpose of this work is to study the Asymptotic Homogenization Method (AHM) in order to determine the electromechanical effective properties of heterogeneous structures, such as the bone structure. The analysis of heat conduction and elastic problem using AHM shows that these problems are related to each other. Furthermore, an application of the AHM in cortical bone is presented and the results are shown to be in very good agreement with results found in the literature. Finally, this work shows great promise in the application of the AHM to determine the effective properties of a bone structure whose constituent material belongs to the crystal class 622.

Com os próximos grandes projetos the observação do Universo, a cosmologia entrará em uma era de alta precisão de medidas. Novos dados trarão um novo entendimento da evolução do Universo, seus principais componentes e do comportamento da gravi- dade. Sendo assim, é fundamental também ter uma boa predição teórica para a formação de estrutura de larga escala em regime não-linear. A melhor maneira de resolver as equações hidrodinâmicas que descrevem o nosso universo é por meio de simulações cosmológicas na rede. Entretando, estas contém desafios, como a correta inclusão de física bariônica e a diminuição do alto tempo computacional. Uma outra abordagem muito usada é o cálculo das funções de cor- relação por meio de métodos perturbativos (em inglês, Standard Perturbation Theory, ou SPT). Entretanto, esta contém problemas variados: pode não convergir para algu- mas cosmologias e, caso convirja, não há certeza de convergência para o resultado correto. Além disso, há uma escala privilegiada nos limites integrais que envolvem o método perturbativo. Nós calculamos o resultado por esse método até terceira ordem e mostramos que o termo de terceira ordem é ainda maior que o de 2-loops e 3-loops. Isso evidencia alguns problemas descritos com o método perturbativo. O método de Teorias Efetivas de Campo aplicado ao estudo de LSS busca corrigir os problemas da SPT e, desta forma, complementar os resultados de simulações na rede. Em outras áreas da física, como a Cromodinâmica Quântica de baixas energias, EFTs também são usadas como um complemento a essas simulações na rede. EFTs melhoram a predição do espectro de potência da matéria por meio da inclusão dos chamados contra-termos, que precisam ser fitados em simulações. Estes contratermos, que são parâmetros livres, contém importante informação sobre como a física em pequenas escalas afeta a física nas escalas de interesse. Explicaremos os resultados para a predição em 3-loops de EFT, trabalho inédito. É possível usar as EFTs também no problema de conectar a campo de matéria com outros traçadores, como os halos e as galáxias, chamado de bias. Com as EFTs podemos construir uma base completa de operadores para parametrizar o bias. Será explicado como utilizar esses operadores para melhorar a predição do bias em escalas não-lineares. Serão calculados esses termos de EFT em simulações. Também será mostrado como renormalizar o bias em coordenadas de Lagrange. Por fim, será explicada outra importante aplicação das EFTs em cosmologia, mais especificamente em teorias de inflação. EFTs parametrizam desvios nas teorias de um campo único no chamado regime de slow-roll. / With future cosmological surveys, cosmology will enter in the precision era. New data will improve the constraints on the standard cosmological model enhancing our knowledge about the universe history, its components and the behavior of gravity. In this context, it is vital to come up with precise theoretical predictions for the formation of large-scale structure beyond the linear regime. The best way of solving the fluid equations that describe the large-scale universe is through lattice simulations, which faces difficulties in the inclusion of accurate baryonic physics and is very computationally costly. Another approach is the theoreti- cal calculation of the correlation statistics through the perturbative approach, called Standard Perturbation Theory (SPT). However, SPT has several problems: for some cosmologies, it may not converge and even when it converges, we cannot be sure it converges to the right result. Also, it contains a special scale that is the loop momenta upper-bound in the integral. In this work, we show results for the 3-loop calculation. The term of third order is larger than the terms of 2-loops and 3-loops, making explicit SPT problems. In this work, we describe the recent usage of Effective Field Theories (EFTs) on Large Scale Structure problems to correct SPT issues and complement cosmological simulations. EFTs are used in other areas of physics, such as low energy QCD, serving as a complement to lattice calculations. EFT improves the predictions for the matter power spectrum and bispectrum by adding counterterms that need to be fitted. The free parameters, instead of being a problem, bring relevant information about how the small-scale physics affects the scales for which we are trying to make statistical predictions. We show the calculation of the 3-loop EFT counterterms. EFTs are also used to explain main points connecting the matter density field with tracers like galaxies and halos. EFTs highlighted how to construct a complete basis of operators that parametrize the bias. We explain how we can use EFT to improve the bias prediction to non-linear scales. We compute the non-linear halo-bias by fitting the bias parameters in simulations. We also show the EFT renormalization in Lagrangian coordinates. Finally, we explain another critical EFT application to cosmology: in primordial physics. It can be used to parametrize deviations to the slow-roll theory within the inflationary paradigm.

Com os próximos grandes projetos the observação do Universo, a cosmologia entrará em uma era de alta precisão de medidas. Novos dados trarão um novo entendimento da evolução do Universo, seus principais componentes e do comportamento da gravi- dade. Sendo assim, é fundamental também ter uma boa predição teórica para a formação de estrutura de larga escala em regime não-linear. A melhor maneira de resolver as equações hidrodinâmicas que descrevem o nosso universo é por meio de simulações cosmológicas na rede. Entretando, estas contém desafios, como a correta inclusão de física bariônica e a diminuição do alto tempo computacional. Uma outra abordagem muito usada é o cálculo das funções de cor- relação por meio de métodos perturbativos (em inglês, Standard Perturbation Theory, ou SPT). Entretanto, esta contém problemas variados: pode não convergir para algu- mas cosmologias e, caso convirja, não há certeza de convergência para o resultado correto. Além disso, há uma escala privilegiada nos limites integrais que envolvem o método perturbativo. Nós calculamos o resultado por esse método até terceira ordem e mostramos que o termo de terceira ordem é ainda maior que o de 2-loops e 3-loops. Isso evidencia alguns problemas descritos com o método perturbativo. O método de Teorias Efetivas de Campo aplicado ao estudo de LSS busca corrigir os problemas da SPT e, desta forma, complementar os resultados de simulações na rede. Em outras áreas da física, como a Cromodinâmica Quântica de baixas energias, EFTs também são usadas como um complemento a essas simulações na rede. EFTs melhoram a predição do espectro de potência da matéria por meio da inclusão dos chamados contra-termos, que precisam ser fitados em simulações. Estes contratermos, que são parâmetros livres, contém importante informação sobre como a física em pequenas escalas afeta a física nas escalas de interesse. Explicaremos os resultados para a predição em 3-loops de EFT, trabalho inédito. É possível usar as EFTs também no problema de conectar a campo de matéria com outros traçadores, como os halos e as galáxias, chamado de bias. Com as EFTs podemos construir uma base completa de operadores para parametrizar o bias. Será explicado como utilizar esses operadores para melhorar a predição do bias em escalas não-lineares. Serão calculados esses termos de EFT em simulações. Também será mostrado como renormalizar o bias em coordenadas de Lagrange. Por fim, será explicada outra importante aplicação das EFTs em cosmologia, mais especificamente em teorias de inflação. EFTs parametrizam desvios nas teorias de um campo único no chamado regime de slow-roll. / With future cosmological surveys, cosmology will enter in the precision era. New data will improve the constraints on the standard cosmological model enhancing our knowledge about the universe history, its components and the behavior of gravity. In this context, it is vital to come up with precise theoretical predictions for the formation of large-scale structure beyond the linear regime. The best way of solving the fluid equations that describe the large-scale universe is through lattice simulations, which faces difficulties in the inclusion of accurate baryonic physics and is very computationally costly. Another approach is the theoreti- cal calculation of the correlation statistics through the perturbative approach, called Standard Perturbation Theory (SPT). However, SPT has several problems: for some cosmologies, it may not converge and even when it converges, we cannot be sure it converges to the right result. Also, it contains a special scale that is the loop momenta upper-bound in the integral. In this work, we show results for the 3-loop calculation. The term of third order is larger than the terms of 2-loops and 3-loops, making explicit SPT problems. In this work, we describe the recent usage of Effective Field Theories (EFTs) on Large Scale Structure problems to correct SPT issues and complement cosmological simulations. EFTs are used in other areas of physics, such as low energy QCD, serving as a complement to lattice calculations. EFT improves the predictions for the matter power spectrum and bispectrum by adding counterterms that need to be fitted. The free parameters, instead of being a problem, bring relevant information about how the small-scale physics affects the scales for which we are trying to make statistical predictions. We show the calculation of the 3-loop EFT counterterms. EFTs are also used to explain main points connecting the matter density field with tracers like galaxies and halos. EFTs highlighted how to construct a complete basis of operators that parametrize the bias. We explain how we can use EFT to improve the bias prediction to non-linear scales. We compute the non-linear halo-bias by fitting the bias parameters in simulations. We also show the EFT renormalization in Lagrangian coordinates. Finally, we explain another critical EFT application to cosmology: in primordial physics. It can be used to parametrize deviations to the slow-roll theory within the inflationary paradigm.

O estudo das estruturas de bandas de energia representa um ponto fundamental no entendimento de alguns fenômenos no âmbito da física do estado sólido, tais como luminescências e transporte, entre outros. Estas estruturas podem ser obtidas de diversas formas: através de medidas experimentais, tais como ARPES,1 ou por modelos teóricos.24 Os modelos teóricos se dividem entre métodos ab initio, como o cálculo DFT,5 e métodos efetivos, como o k.p.6, 7 A abordagem DFT é viável para sistemas que vão de poucos átomos (como por exemplo, materiais bulk ) até centenas de átomos (ou mesmo milhares, com restrições quanto às aproximações necessárias). Para sistemas confinados, por ser necessária uma grande quantidade de átomos, o custo computacional torna-se inviável. No método k.p, por outro lado, as interações são descritas por parâmetros em um Hamiltoniano na forma matricial, geralmente fazendo uso de conceitos de simetria e da Teoria de Grupos. Esses parâmetros, entretanto, são obtidos de forma externa à teoria, através de estruturas de bandas pré-calculadas por outros métodos teóricos ou medidas experimentais. A literatura, porém, não apresenta um método de obtenção dos parâmetros k.p para qualquer estrutura cristalina, inviabilizando a construção de novos Hamiltonianos k.p. Outro detalhe é que, mesmo para os Hamiltonianos existentes, a literatura não apresenta parâmetros para todos os materiais, limitando o número de sistemas que podem ser estudados aos materiais cujos parâmetros foram publicados. Neste trabalho propomos um método geral para obter os parâmetros k.p, que consiste em realizar um fitting entre funções originadas na equação secular do Hamiltoniano e combinações das energias provenientes das estruturas de bandas pré-calculadas. Aplicamos o método a estruturas de bandas calculadas via DFT para o GaAs na fase zinc blende e para o InAs na fase wurtzita, obtidas por meio de colaborações. Utilizamos o GaAs zinc blende para testar o método desenvolvido, comprovando sua eficiência e confiabilidade. Devido aos bons resultados obtidos com o mesmo, aplicamos o método ao InAs wurtzita, que não possui parâmetros k.p na literatura, obtendo-os com sucesso. / The study of energy band structures is a key point in the understanding of some phenomena in solid state physics, such as luminescence and transport, among others. Among the different ways of obtaining the band structure can be determined experimentally by ARPES,1 or by theoretical models.24 The theoretical models are divided into ab initio methods such as DFT calculations,5 and effective methods such as k.p.6, 7 The DFT approach is feasible for systems ranging from few atoms (such as bulk materials) to hundreds of atoms (or thousands, if the necessary approximations are performed). To treat confined systems, as a consequence the large number of atoms required, the computational cost becomes prohibitive. In k.p method, on the other hand, the interactions are described by parameters in a Hamiltonian in its matrix form, usually making use of concepts of symmetry and Group Theory. These parameters are obtained externally to theory using pre-calculated band structures by other theoretical methods or experimental measurements. The literature, however, does not present a method of determination of k.p parameters for a general crystal structure, preventing the construction of new k.p Hamiltonians. Furthermore, even for existing Hamiltonian, the literature has no parameters for all materials, limiting the number of systems that can be studied to the number of materials whose parameters have been published. In this work, we propose a general method to obtain the k.p parameters, which consists in performing a fitting of the functions originating from the secular equation of the Hamiltonian and the combined energies from the pre-calculated band structures. We applied the method to band structures calculated via the DFT for the zinc blende phase GaAs and for wurtzite phase InAs, obtained through collaborations. We use the zinc blende GaAs to test the developed method, proving its efficiency and reliability. Due to the good results, we applied the same stencil to successfully obtain InAs wurtzite k.p parameters, not listed in the literature.

O osso é um sólido heterogêneo com estrutura bastante complexa que geralmente exige o emprego de múltiplas escalas em sua análise. A análise do comportamento eletromecânico da estrutura óssea tem sido realizada por meio de métodos da mecânica clássica, métodos de elementos finitos e métodos de homogeneização. Procura-se descrever matematicamente a relação entre o comportamento eletromecânico da estrutura óssea e as propriedades efetivas, ou, globais. Assim, muitos esforços têm sido despendidos para desenvolver modelos analíticos rigorosos capazes de predizer as propriedades globais e locais das estruturas ósseas. O propósito deste trabalho é estudar o método de Homogeneização Assimptótica (MHA) com a finalidade de determinar as propriedades eletromecânicas efetivas de estruturas heterogêneas, tais como a estrutura óssea. Inicialmente, são analisados o problema de condução de calor e o problema elástico e demonstra-se que estes problemas estão relacionados entre si. Para o problema de condução de calor, dois métodos para obter as constantes efetivas são apresentados. Além disso, uma aplicação do MHA em osso cortical é apresentada e os resultados estão de muito bom acordo com resultados encontrados na literatura. Em vista disto, verifica-se a possibilidade da aplicação do MHA para determinar as propriedades efetivas da estrutura óssea com estrutura cristalina na classe 622. / The bone is a heterogeneous solid with a highly complex structure that requires a multiple scale type of analysis. To analyze the electromechanical behavior of the bone structure, methods of classical mechanics, finite element methods, and methods of homogenization are being used. This analysis describes mathematically the relationship between the electromechanical behavior of the bone structure and its effective, or, global, properties. Thus, many efforts have been spent to develop rigorous analytical models capable of predicting the global and local effective properties of bone structures. The purpose of this work is to study the Asymptotic Homogenization Method (AHM) in order to determine the electromechanical effective properties of heterogeneous structures, such as the bone structure. The analysis of heat conduction and elastic problem using AHM shows that these problems are related to each other. Furthermore, an application of the AHM in cortical bone is presented and the results are shown to be in very good agreement with results found in the literature. Finally, this work shows great promise in the application of the AHM to determine the effective properties of a bone structure whose constituent material belongs to the crystal class 622.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-03-31T17:11:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de Jairo Dias.pdf: 2064500 bytes, checksum: 77ff167e06534ac84843f461013c18c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T17:11:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de Jairo Dias.pdf: 2064500 bytes, checksum: 77ff167e06534ac84843f461013c18c4 (MD5) Previous issue date: 2015-08-07 / CAPES / Estudos radioecológicos com dosimetria ambiental vêm sendo realizados mundialmente, principalmente para avaliar os níveis de radiação natural oriundos dos radionuclídeos primordiais presentes na crosta terrestre, tais como o 40K e os radionuclídeos das séries do 238U e do 232Th. Estes radionuclídeos são os que mais contribuem para a exposição gama externa em ambientes fechados, principalmente quando localizados em áreas que apresentam níveis diferenciados de radiação natural. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo, determinar as taxas de doses efetivas externas dentro das residências, dose “indoor”, localizadas próximas à jazida de urânio do município de São José de Espinharas no estado da Paraíba, que contêm altos níveis de radionuclídeos terrestres, os quais constituem os Materiais Radioativos de Ocorrências Naturais (NORM). Para caracterizar o estudo radiométrico, foram instalados 178 conjuntos de dosímetros termoluminscentes, com três TLDs do tipo LiF:Mg, Ti (Fluoreto de Lítio dopado com Magnésio e Titânio) nos quartos das residências, sendo substituídos a cada 90 dias. Toda pesquisa foi realizada no período de dezembro de 2012 a novembro de 2014. As taxas de doses efetivas ambientais calculadas para São José de Espinharas variaram de 0,71 a 2,07 mSv.a-1, com média de 0,90 mSv.a-1. Municípios adjacentes à área de estudo também foram monitorados no referido estudo, destacando-se: São Mamede, São José do Sabugi, Patos e Santa Luzia com valores intervalares e médias de 0,77 a 1,41 mSv.a-1 (0,94 mSv.a-1); 0,90 a 1,67 mSv.a-1 (1,13 mSv.a-1); 0,77 a 0,93 mSv.a-1 (0,87 mSv.a-1) e 1,10 a 1,27 mSv.a-1 (1,18 mSv.a-1), respectivamente. A média geral do referido estudo ficou em torno de 0,99  0,10 mSv.a-1, correspondendo a um valor médio que é 2,5 vezes superior ao estimado para ambientes fechados conforme o Comitê Científico das Nações Unidas para os Efeitos das Radiações Atômicas (UNSCEAR) que é 0,41 mSv.a-1. Estes valores conferem aos municípios, influências exclusivas de materiais radioativos de ocorrências naturais devido à formação geológica da região, quando levado em consideração os níveis desses radionuclídeos. Observa-se que os resultados obtidos nesta monitoração radioecológica, não permite propor nenhuma condição de contaminação "indoor" sem antes monitorar a água, os alimentos, os materiais de construção, como também os habitantes para se predizer qualquer condição de risco real que esteja associada a população desses municípios. / Radioecological studies of environmental dosimetry have been conducted worldwide, mainly to assess the natural levels of radiation coming from the primordial radionuclides present in the earth's crust, such as 40K and radionuclides from 238U and 232Th series. These radionuclides are the main contributors to external gamma exposure indoors, especially when they are located in areas with different levels of radiation. In this context, this study aimed to determine the external effective dose rates inside houses (indoor dose), located near the uranium mine in the city of São José de Espinharas in the state of Paraiba, Northeast region, Brazil, that contain high levels of terrestrial radionuclides, which are the Naturally. Occurring Radioactive Material (NORM). To characterize the radiometric study, were installed 178 sets of thermoluminescent dosimeters, with three TLDs type LiF: Mg, Ti (lithium fluoride doped with Magnesium and Titanium) each, in the rooms of the residences, these being replaced on average, every 90 days, from December 2012 to November 2014. Environmental effective doses rates calculated for São José de Espinharas varied from 0.71 to 2.07 mSv.y-1 with an average of 0.90 mSv.y-1. Municipalities adjacent to the study area were also monitored in the study, highlighting: São Mamede, São José do Sabugi, Patos and Santa Luzia with interval values and averages of 0.77 to 1.41 mSv.y-1 (0, 94 mSv.y-1); 0.90 to 1.67 mSv.y-1 (1.13 mSv.y-1); 0.77 to 0.93 mSv.y-1 (0.87 mSv.y-1) and 1.10 to 1.27 mSv.y-1 (1.18 mSv.y-1), respectively. The overall average of the study was around 0.99 ± 0.10 mSv.y-1, corresponding to an average of 2.5 times higher than the estimated for indoors according to the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR), which is 0.41 mSv.y-1, giving the municipalities, exclusive influences of radioactive materials of natural occurrences, due to the geological formation of the region, when taken into consideration the levels of these radionuclides. It is observed that the results of this radioecological monitoring, does not allow to propose any "indoor" contamination condition without first monitor water, food, building materials, as well as the residents to predict any real risk factor for the population of these municipalities.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-08-07T14:15:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Tese doutorado Keyla Mendonça.pdf: 1892604 bytes, checksum: 11d46f4a20b26b6f0556122ab34f0316 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T14:15:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Tese doutorado Keyla Mendonça.pdf: 1892604 bytes, checksum: 11d46f4a20b26b6f0556122ab34f0316 (MD5) Previous issue date: 2016-08-05 / CNPQ / A radioiodoterapia (RIT) para hipertireoidismo é feita ambulatorialmente há cerca de 70 anos, com poucas restrições quanto à segurança radiológica dos familiares de convívio domiciliar. Diante disso, o objetivo do estudo foi avaliar o impacto radiológico da RIT para hipertireoidismo por meio de levantamento das exposições no ambiente domiciliar destes pacientes nos primeiros seis dias pós-tratamento, para servir como um parâmetro real na tomada de decisões relacionadas com a conduta terapêutica e estabelecimento de novas recomendações práticas e seguras desta terapia. Dosímetros termoluminescentes TLD-100 foram colocados nos acompanhantes e nos ambientes domiciliares de 25 pacientes hipertireóideos tratados com atividades de 555 MBq (n=9), 740 MBq (n=7) e 1110 MBq (n=9). Além disso, foram verificadas as contaminações superficiais de objetos e materiais desses pacientes. As doses efetivas obtidas por meio dos TLDs-100 foram de 0,9 mSv, 0,6 mSv e 0,2 mSv, para atividades administradas de 555 MBq, 740 MBq e 1110 MBq, respectivamente. Os valores médios de equivalente de dose ambiental dos locais mais frequentados dos pacientes, como quarto, cozinha, banheiro e sala foram de: 2,11; 0,15; 0,20 e 0,44 mSv, respectivamente. A monitoração de objetos e materiais de âmbito domiciliar para cada grupo de atividade 555, 740 e 1110 MBq variaram de valores indetectáveis até próximos a 150 Bq.cm-2. No Brasil, a norma 3.05 da Comissão Nacional de Energia Nuclear estabelece que pacientes tratados com 131I possam realizar terapia com atividades até 1850 MBq, em regime ambulatorial, sem nenhuma restrição de isolamento. Além disso, a norma 3.01da Comissão nacional de energia Nuclear estabelece os limites de dose efetiva para indivíduos do público e acompanhantes/voluntários, como sendo de 1 mSv e 5 mSv por ano, respectivamente. Comparando a população estudada com a norma vigente, apenas duas acompanhantes de pacientes ultrapassaram o limite estabelecido. Pressupõe-se que o contato físico próximo e constante delas aos pacientes, em consequência da exiguidade do espaço domiciliar, resultou nessas doses efetivas. Conclui-se que o tratamento do hipertireoidismo em regime ambulatorial com atividades de até 1.110 MBq, foi realizado de forma segura e forneceu informações úteis sobre a proteção e exposição dos familiares e acompanhantes de pacientes. / The radioiodine therapy (RIT) for hyperthyroidism is done on an outpatient basis for about 70 years, with few restrictions on radiological safety of household living family. Thus, the objective of the study was to evaluate the radiological impact of RIT for hyperthyroidism through survey of exposures in the home environment of these patients in the first six days after treatment, to serve as an actual parameter in making decisions related to the therapeutic approach and establishment of new practices and safe recommendations of this therapy. TLD-100 thermoluminescent dosimeters were placed in the accompanying domestic environments and 25 hyperthyroid patients treated with 555 MBq Activity (n = 9), 740 MBq (n = 7) and 1110 MBq (n = 9). Furthermore, the surface contamination of objects and materials of these patients were checked. The effective doses obtained through the TLDs-100 were 0.9 mSv 0.6 mSv and 0.2 mSv for administered activity of 555 MBq 740 MBq and 1110 MBq, respectively. The average values of ambient dose equivalent of the busiest places of the patients, such as bedroom, kitchen, bathroom and living room were: 2,11; 0.15; 0.20 and 0.44 mSv, respectively. Monitoring objects and home environment of materials for each activity group 555, 740 and 1110 MBq ranged from undetectable to near 150 Bq.cm-2. In Brazil, the standard 3:05 of the National Nuclear Energy Commission established that patients treated with 131I can perform therapy activities up to 1850 MBq, in an outpatient setting, without any isolation restriction. In addition, the standard 3.01da National Nuclear Energy Commission shall establish the effective dose limits for individuals from the public and chaperones / volunteers, as of 1 mSv to 5 mSv per year, respectively. Comparing the study population with the current regulations, only two companions of patients exceeded the limit. It is assumed that the close physical contact and constant them to patients as a result of the paucity of home space, resulted in these effective doses. We conclude that treatment of hyperthyroidism on an outpatient basis with up to 1,110 MBq activities was carried out safely and provided useful information on the protection and exposure of family members and patients companions.