Atualmente, os edifícios selados hermeticamente e com as chamadas \"peles de vidro\" estão presentes em diversos países, e possuem, como consequência, um elevado consumo de energia elétrica para conseguir manter o conforto ambiental dos usuários. Contudo, é possível se beneficiar de uma maior eficiência energética nesses espaços através da combinação de soluções ativas e passivas. Esse estudo tem como objetivo principal avaliar a influência de parâmetros de projetos, tais como o formato da sala, tamanho e orientação das aberturas na fachada, no consumo de energia e no conforto visual em saletas comerciais com ventilação híbrida e integração da iluminação natural com a artificial na cidade de São Paulo. As saletas comerciais analisadas possuem uma área média, diferentes formatos e diferentes aberturas em uma só fachada, representando a solução arquitetônica mais comum encontrada nesse tipo de edifício. Através de análise energética realizada por meio do programa EnergyPlus e da análise lumínica com o programa DIVA-for-Rhino, verificou-se que o formato da sala é essencial para a decisão de um percentual de área de abertura na fachada (PAF) que consuma menos energia. Os resultados mostraram que o uso da ventilação híbrida sempre representou uma economia, atingindo uma redução de até 51% do consumo do ar condicionado para resfriamento e até 26% do consumo de energia total, com os PAF´s de 40, 70 e 100%. Seria interessante considerar elementos de proteção solar que não diminuam a eficácia da ventilação e iluminação naturais nesses ambientes, para se aliar o baixo consumo de energia com menores riscos de ofuscamento. Desta forma, o trabalho auxilia a incorporação destas estrategias para uma maior economia de energia no desenvolvimento do projeto arquitetônico desta tipologia de edifício comercial. / Nowadays, sealed airtight office buildings and so-called \"glass curtain wall\" are present in many countries, and have as a result a high consumption of electric energy to be able to maintain the environmental comfort of the users. However, the combination of passive and active strategies could improve the energy efficiency in these spaces. This study aims to evaluate the design parameters influence, such as rooms shape, the openings size and orientation, in the energy consumption and in the visual comfort in cellular offices with hybrid ventilation system and the integration of daylight and artificial lighting in São Paulo. The analyzed cellular offices have an average area, different shapes and different openings in one facade, representing the more common architectural characteristics found in this type of building in that context. Energy analyses in EnergyPlus and daylight studies using DIVA-for-Rhino were conducted. It was found that the rooms shape is essential for the determination of the window-to-wall-ratio (WWR) for reducing energy consumption. The results showed that the hybrid ventilation use always represented an economy, reaching reduction values up to 51% in the consumption of air conditioning for cooling and up to 26% in cellular offices total consumption, with a WWR of 40, 70 and 100%. It would be interesting to consider sun shading elements that do not reduce the effectiveness of natural ventilation and daylighting in these environments to combine low power consumption with a lower risk of glare. In this way, the work helps the incorporation of these strategies for save energy in the development of the architectural design of this type of commercial building.

As a consequence of the CPU and GPU's architectures advance, in the last years there was a raise of the number of parallel programming APIs for both devices. While OpenMP is used to make parallel programs for the CPU, CUDA and OpenACC are employed in the parallel processing in the GPU. In the programming for the GPU, CUDA presents a model based on functions that make the source code extensive and prone to errors, in addition to leading to low development productivity. OpenACC emerged aiming to solve these problems and to be an alternative to the utilization of CUDA. Similar to OpenMP, this API has policies that ease the development of parallel applications that run on the GPU only. To further increase performance and take advantage of the parallel aspects of both CPU and GPU, it is possible to develop hybrid algorithms that split the processing on the two devices. In that sense, the main objective of this work is to verify if the advantages that OpenACC introduces are also positively reflected on the hybrid programming using OpenMP, if compared to the OpenMP + CUDA model. A second objective of this work is to identify aspects of the two programming models that could limit the performance or on the applications' development. As a way to accomplish these goals, this work presents the development of three hybrid parallel algorithms that are based on the Rodinia's benchmark algorithms, namely, RNG, Hotspot and SRAD, using the hybrid models OpenMP + CUDA and OpenMP + OpenACC. In these algorithms, the CPU part of the code is programmed using OpenMP, while it's assigned for the CUDA and OpenACC the parallel processing on the GPU. After the execution of the hybrid algorithms, the performance, efficiency and the processing's splitting in each one of the devices were analyzed. It was verified, through the hybrid algorithms' runs, that, in the two proposed programming models it was possible to outperform the performance of a parallel application that runs on a single API and in only one of the devices. In addition to that, in the hybrid algorithms RNG and Hotspot, CUDA's performance was superior to that of OpenACC, while in the SRAD algorithm OpenACC was faster than CUDA. / Como consequência do avanço das arquiteturas de CPU e GPU, nos últimos anos houve um aumento no número de APIs de programação paralela para os dois dispositivos. Enquanto que OpenMP é utilizada no processamento paralelo em CPU, CUDA e OpenACC são empregadas no processamento paralelo em GPU. Na programação para GPU, CUDA apresenta um modelo baseado em funções que deixam o código fonte extenso e propenso a erros, além de acarretar uma baixa produtividade no desenvolvimento. Objetivando solucionar esses problemas e sendo uma alternativa à utilização de CUDA surgiu o OpenACC. Semelhante ao OpenMP, essa API disponibiliza diretivas que facilitam o desenvolvimento de aplicações paralelas, porém para execução em GPU. Para aumentar ainda mais o desempenho e tirar proveito da capacidade de paralelismo de CPU e GPU, é possível desenvolver algoritmos híbridos que dividam o processamento nos dois dispositivos. Nesse sentido, este trabalho objetiva verificar se as facilidades que o OpenACC introduz também refletem positivamente na programação híbrida com OpenMP, se comparado ao modelo OpenMP + CUDA. Além disso, o trabalho visa relatar as limitações nos dois modelos de programação híbrida que possam influenciar no desempenho ou no desenvolvimento de aplicações. Como forma de cumprir essas metas, este trabalho apresenta o desenvolvimento de três algoritmos paralelos híbridos baseados nos algoritmos do benchmark Rodinia, a saber, RNG, Hotspot e SRAD, utilizando os modelos híbridos OpenMP + CUDA e OpenMP + OpenACC. Nesses algoritmos é atribuída ao OpenMP a execução paralela em CPU, enquanto que CUDA e OpenACC são responsáveis pelo processamento paralelo em GPU. Após as execuções dos algoritmos híbridos foram analisados o desempenho, a eficiência e a divisão da execução em cada um dos dispositivos. Verificou-se através das execuções dos algoritmos híbridos que nos dois modelos de programação propostos foi possível superar o desempenho de uma aplicação paralela em uma única API, com execução em apenas um dos dispositivos. Além disso, nos algoritmos híbridos RNG e Hotspot o desempenho de CUDA foi superior ao desempenho de OpenACC, enquanto que no algoritmo SRAD a API OpenACC apresentou uma execução mais rápida, se comparada à API CUDA.

Robôs sociáveis devem ser capazes de interagir, se comunicar, compreender e se relacionar com os seres humanos de uma forma natural. Existem diversas motivações práticas e científicas para o desenvolvimento de robôs sociáveis como plataforma de pesquisas, educação e entretenimento. Entretanto, embora diversos robôs sociáveis já tenham sido desenvolvidos com sucesso, ainda existe muito trabalho para aprimorar a sua eficácia. A utilização de uma arquitetura robótica pode reduzir fortemente o esforço requerido para o desenvolvimento de um robô sociável. Tal arquitetura robótica deve possuir estruturas e mecanismos para permitir a interação social, o controle do comportamento e o aprendizagem a partir do ambiente. Tal arquitetura deve ainda possuir estruturas e mecanismos para permitir a percepção e a atenção, a fim de permitir que um robô sociável perceba a riqueza do comportamento humano e do meio ambiente, e para aprender a partir de interações sociais. Os processos de aprendizado evidenciados na Análise do Comportamento podem levar ao desenvolvimento de métodos e estruturas promissoras para a construção de robôs sociáveis capazes de aprender por meio da interação com o meio ambiente e de exibir comportamento social apropriado. O proposito deste trabalho é o desenvolvimento de uma arquitetura robótica inspirada na Análise do Comportamento. A arquitetura desenvolvida é capaz de simular o aprendizado do comportamento operante e os métodos e estruturas propostos permitem o controlo e a exibição de comportamentos sociais apropriados e o aprendizado a partir da interação com o meio ambiente. A arquitetura proposta foi avaliada no contexto de um problema real não trivial: o aprendizado da atenção compartilhada. Os resultados obtidos mostram que a arquitetura é capaz de exibir comportamentos apropriados durante uma interação social real e controlada. Ainda, os resultados mostram também que a arquitetura pode aprender a partir de uma interação social. Este trabalho é a base para o desenvolvimento de uma ferramenta para a construção dos robôs sociáveis. Os resultados obtidos abrem muitas oportunidades de trabalhos futuros / Sociable robots should be able to interact, to communicate, to understand and to relate with human beings in a natural way. There are several scientific and practical motivations for developing sociable robots as platform of researches, education and entertainment. However, although several sociable robots have already been developed with success, much work remains to increase their effectiveness. The use of a robotic architecture may strongly reduce the time and effort required to construct a sociable robot. Such robotic architecture must have structures and mechanisms to allow social interaction, behavior control and learning from environment. Such architecture must also have structures and mechanisms to allow perception and attention, to enable a sociable robot to perceive the richness of the human behavior and of the environment, and to learn from social interactions. Learning processes evidenced on Behavior Analysis can led to the development of promising methods and structures for the construction social robots that are able to learn through interaction from the environment and to exhibit appropriate social behavior. The purpose of this work is the development of a robotic architecture inspired from Behavior Analysis. The developed architecture is able to simulate operant behavior learning and the proposed methods and structures allow the control and exhibition of appropriate social behavior and learning from interaction in the environment. The proposed architecture was evaluated in the context of a non trivial real problem: the learning of the shared attention. The obtained results show that the architecture is able to exhibit appropriate behaviors during a real and controlled social interaction. Additionally, the results show also that the architecture can learn from a social interaction. This work is the basis for developing a tool for the construction of social robots. The obtained results open oportunities of many future works

Orientador: Silvana Aparecida Borsetti Gregorio Vidotti / Resumo: A publicação de resultados de pesquisa com base no documento textual vem sendo considerada desde o século XVII como a principal via de comunicação científica. A chegada na Ciência do paradigma baseado nos dados e do movimento da Ciência Aberta inicia a demanda de publicação de outros ativos/assets de pesquisa de diferente natureza. Contrastamos a necessidade de novas vias e abordagens à publicação de forma que os ativos/assets possuam uma adequada descrição para garantir a encontrabilidade, o acesso, o reuso e a reprodutibilidade. Uma das vias para essa publicação é a publicação científica ampliada. Com base nas ferramentas fornecidas pelo método quadripolar, esta pesquisa analisa as transformações epistemológicas, teóricas e técnicas do processo de comunicação científica com o objetivo de formalizar um modelo para as publicações ampliadas, que considere os aspectos semióticos derivados da hibridação de linguagens neste tipo de publicação e dos relacionamentos entre as diferentes entidades que compõem a publicação. A análise parte da conceitualização da publicação ampliada como um espaço semiótico de topografia tanto homogênea quanto heterogênea, devido a sua composição por objetos de diferente natureza. Realiza-se um mapeamento de diferentes ambientes de publicação para extrair as entidades que podem compor uma publicação ampliada. Essas entidades, junto com a dimensão executável que representa e estabelece o processo de criação e lógica entre as entidades, conformam a base ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The publication of research results based on the textual document has been considered since the 17th century as the primary means of scientific communication. The arrival in Science of the paradigm based on data and the Open Science movement initiates the demand for publication of other research assets/assets of different nature. We contrast the need for new ways and approaches to the publication of assets to have an adequate description to ensure the findability, access, reuse and reproducibility. One of the avenues for this publication is the expanded scientific publication. Based on the tools provided by the quadripolar method, this research analyses the epistemological, theoretical and technical transformations of the scientific communication process. The main aim is to formalize a model for enhanced publications, which considers the semiotic aspects derived from the hybridization of languages in this type of publication and the relationships between the different entities that comprise the publication. The analysis starts from the conceptualization of enhanced publications as semiotic spaces of homogeneous and heterogeneous topography, due to their composition by objects of different nature. A mapping of different publication environments is performed to extract the entities that can compose an enhanced publication. These entities, together with the executable dimension that represents and establishes the creation process and logic between the entities, form the basis of... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Este trabajo de tesis ha tenido un largo desarrollo temporal, que ha permitido abordar campos de aplicación de contextos tradicionalmente muy distantes, permitiendo tener una visión más amplia y fortaleciendo el trabajo realizado. Un agente inteligente es una entidad que actúa de manera racional intentando lograr un objetivo, para ello percibe su entorno, procesa estas percepciones y responde en su entorno. Pero la resolución de un problema complejo presenta grandes dificultades y restricciones, tanto de tiempo como de recursos, así como necesita gran cantidad de conocimiento. Esto hace que la dificultad de resolución de los problemas aumente o las haga inviables para un agente trabajando individualmente. En los sistemas multiagente un grupo de agentes colaborarán, combinando sus habilidades y su conocimiento, permitiendo la resolución del problema de manera conjunta. Los sistemas multiagente son cada vez más demandados y utilizados. Su aplicación la podremos encontrar en un amplio número de campos como robótica, Big Data, aplicaciones de transporte y logística, sistemas de información geográfica, balanceo de redes y móviles, diagnóstico médico, aplicaciones gráficas, juegos, así como en muchos otros campos. A lo largo de los años se ha trabajado mucho para facilitar el diseño y la construcción de sistemas multiagente, han aparecido diversas arquitecturas, metodologías y herramientas, incluso se ha creado un estándar, el estándar IEEE-FIPA (Foundation for Intelligent Physical Agents). Pero se ha dejado la implementación a bajo nivel en manos de los equipos de desarrollo, los cuales han ido creando soluciones adhoc para cada uno de sus problemas. En esta tesis se presenta una arquitectura versátil que permita avanzar en el diseño y construcción de sistemas multiagente. Para ello proponemos una arquitectura híbrida multinivel y una metodología que nos facilita la creación de estos sistemas de una manera rápida, con bajo coste y de alta calidad. Para validar la arquitectura y demostrar su versatilidad la hemos aplicado a tres contextos de diferentes: • Edificios inteligentes: en sistema multiagente para mejorar el ahorro energético en un hotel, donde podremos observar una de las ventajas de la arquitectura: la integración de elementos de bajo nivel a través de la integración de elementos IoT (Internet of Things). • Robótica: en sistema de enjambre robótico para la detección de señales de radiofrecuencia, que demostrará la flexibilidad, escalabilidad y robustez de la arquitectura al aplicarse en un contexto de múltiples robots y de simulación. • Sistemas biomédicos: en una herramienta tecnológica para medir y registrar movimiento de hiperactividad (ADHD), donde podemos observar la versatilidad de la arquitectura a través de un contexto totalmente diferente, el de diagnósticos en salud.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-02-09T13:50:03Z No. of bitstreams: 1 PGCA16MA196.pdf: 1190089 bytes, checksum: 039f2fe39a69b26fd86f62fec3427436 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-09T13:50:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCA16MA196.pdf: 1190089 bytes, checksum: 039f2fe39a69b26fd86f62fec3427436 (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / PROMOP / It is described epidemiology, clinical signs and lesions of a disease that leads to photosensitization and death in sheep and goats. Spontaneous disease occurred in the city of Abelardo Luz, SC. A flock of 350 sheep and 278 goats grazing Brachiaria hybrid cv. mulato I, 27 animals got sick, which 17 died and 10 recovered after being removed from the pasture. The disease was characterized by tearing, hyperaemia, swelling of the face, ears and eyelid followed by crusting, serous nasal discharge, ulcers on the cornea and sclera and conjunctiva slightly yellowish. Six sheep and eleven goats were necropsied on the property. The macroscopic lesions were brownish liver, distended gallbladder and lumpy bile, brownish kidneys with red dots on surface. Through microscopy were observed mild to moderate lesions in liver mainly characterized by swelling and vacuolation of hepatocytes, megalocytosis, periportal fibrosis, biliary hyperplasia, small clusters of macrophages and infiltration of eosinophils, neutrophils and macrophages were present in the periportal area. Crystal negative images were detected within bile ducts. Kidney tubules were dilated ranging from mild to severe with glomerular tuff contraction and distension of Bowman space. Through experiments, four sheep fed Brachiaria hybrid cv. mulato II ad libitum for 90 days showed no clinical changes / Descreve-se a epidemiologia, sinais clínicos e lesões de uma enfermidade em ovinos e caprinos que cursa com fotossensibilização e morte. A doença espontânea ocorreu no município de Abelardo Luz, SC. De um rebanho de 350 ovinos e 278 caprinos, de corte, mantidos em pastagem de Brachiaria híbrida cv mulato I, adoeceram 27, dos quais, 17 morreram e 10 recuperaram-se após terem sido removidos do local. A enfermidade caracterizou-se por lacrimejamento, hiperemia, inchaço das faces, das orelhas e das pálpebras seguidas de formação de crostas, corrimento nasal seroso, ulcerações na córnea e esclera e conjuntiva levemente amarelada. Seis ovinos e onze caprinos foram necropsiados na propriedade. As lesões macroscópicas observadas foram fígado de coloração castanha, vesícula biliar com conteúdo aumentado e bile grumosa, rins acastanhados com pontos vermelhos na superfície. Pela microscopia foram observadas no fígado, lesões de intensidade leve a moderada caracterizadas principalmente por tumefação e ou, vacuolização de hepatócitos, megalocitose, fibrose periportal, proliferação biliar, pequenos aglomerados de macrófagos e infiltrado de eosinófilos, neutrófilos e macrófagos na periferia do lóbulo. Na luz de ductos biliares encontravam-se imagens negativas de cristais. Nos rins havia dilatação de túbulos renais variando de leve a acentuada com contração de tufo glomerular e distensão do espaço de Bowman. Através de experimentos 4 ovinos receberam Brachiaria híbrida cv mulato II ad libitum pelo período de 90 dias e não manifestaram alterações clinicas

[ES] En el sistema de educación superior de los Estados Unidos, es muy común enseñar clases de idiomas a nivel elemental de manera híbrida (Blake et al., 2008; Hampel & Stickler, 2015; Meskill & Anthony, 2015; Mizza & Rubio, 2020; Seaman et al., 2018) principalmente por su flexibilidad, individualidad, énfasis en la comunicación y el aprendizaje colaborativo (Rubio, 2014). Sin embargo, los estudios comparativos de clases tradicionales e híbridas han producido resultados pequeños o estadísticamente insignificantes con respecto a la competencia oral (Blake 2008, Chenoweth et al., 2006, Scida & Jones, 2016; Thoms, 2012). Por lo tanto, Rubio (2008) anima a los investigadores a ir más allá de contrastar y más bien evaluar "qué" enseñamos y "cómo" enseñamos. Este estudio longitudinal tuvo como objetivo mostrar cómo se desarrolló la competencia oral a través de un enfoque de métodos mixtos mediante la observación de cuatro secciones de español elemental en un centro de estudios superiores de EE. UU. durante dos semestres. A través de la triangulación de fuentes de datos, se analizaron observaciones de clase, contenido del curso, cuestionarios y evaluaciones orales de los estudiantes. Contrariamente a lo esperado, la modalidad híbrida no tuvo los resultados esperados en las habilidades orales de los estudiantes. Al final del segundo semestre, los estudiantes no pudieron alcanzar los niveles esperados lo que podría estar relacionado con el tipo de instrucción tradicional. El análisis de errores reveló áreas que los estudiantes aún tenían dificultades para comprender, como el uso de artículos, la concordancia de género y número de sustantivos y la semántica, entre otras. Aunque estos errores son comunes en estudiantes de primer año de lengua española, el estudio muestra la necesidad de un reciclaje sistemático de determinadas estructuras del lenguaje para que sean plenamente asimiladas. Por lo tanto, el estudio genera información sobre lo que ocurre en los cursos híbridos que adoptan un enfoque tradicional de enseñanza de idiomas en lugar de cambiar pedagógicamente para incluir actividades más comunicativas. / [CA] En el sistema d'educació superior dels Estats Units, és molt comú ensenyar classes d'idiomes a nivell elemental de manera híbrida (Blake et al., 2008; Hampel & Stickler, 2015; Meskill & Anthony, 2015; Mizza & Rubio, 2020; Seaman et al., 2018) principalment per la seua flexibilitat, individualitat, émfasis en la comunicació i l'aprenentage colaboratiu (Rubio, 2014). No obstant, els estudis comparatius de classes tradicionals i híbrides han produït resultats menuts o estadísticament insignificants sobre la competència oral (Blake 2008, Chenoweth et al., 2006, Scida & Jones, 2016; Thoms, 2012). Per lo tant, Rubio (2008) anima als investigadors a anar més allà de contrastar i més be evaluar "què" ensenyem i "cóm" ensenyem. Este estudi llongitudinal va tindre com a objectiu mostrar cóm es va desenrollar la competència oral a través d'un enfocament de métodos mixts per mig de l'observació de quatre seccions d'espanyol elemental en un centre d'estudis superiors dels EE. UU. durant dos semestres. A través de la triangulació de fonts de senyes, es varen analisar observacions de classe, contingut del curs, qüestionaris i evaluacions orals dels estudiants. Contràriament a lo esperat, la modalitat híbrida no va tindre els resultats esperats en les habilitats orals dels estudiants. Al final del segon semestre, els estudiants no varen poder alcançar els nivells esperats lo que podria estar relacionat en el tipo d'instrucció tradicional. L'anàlisis d'errors va revelar àrees que els estudiants encara tenien dificultats per a comprendre, com l'us d'artículs, la concordancia de gènero i número de sustantius i la semàntica, entre unes atres. Encara que estos errors són comuns en estudiants de primer any de llengua espanyola, l'estudi mostra la necessitat d'un reciclage sistemàtic de determinades estructures del llenguage per a que siguen plenament assimilades. Per lo tant, l'estudi genera informació sobre lo que ocorre en els cursos híbrits que adopten un enfocament tradicional d'ensenyança d'idiomes en lloc de canviar pedagógicamente per a incloure activitats més comunicatives. / [EN] Teaching elementary-level language classes in a hybrid environment has become the trend in the United States higher education system (Blake et al., 2008; Hampel & Stickler, 2015; Meskill & Anthony, 2015; Mizza & Rubio, 2020; Seaman et al., 2018) primarily due to its flexibility, individuality, with emphasis on communication and collaborative learning (Rubio, 2014). However, comparative studies of traditional and hybrid classes have produced small or statistically insignificant results regarding speaking proficiency (Blake 2008, Chenoweth et al., 2006, Scida & Jones, 2016; Thoms, 2012). Therefore, Rubio (2008) encourages researchers to go beyond contrasting and rather assess "what" we teach and "how" we teach. This longitudinal study aimed to show how speaking proficiency was developed through a mixed-methods approach by observing four sections of Elementary Spanish at a US community college during the fall and spring semesters. Through data-source triangulation, class observations, course content, questionnaires, and oral assessments were analyzed. Contrary to expectations, the hybrid modality did not have the expected results in students' speaking skills. By the end of the second semester, students were not able to reach the novice-high to intermediate-low levels expected at the end of the first year of Spanish, which could be linked to the form-focused type of instruction students received. The error analysis revealed areas that students still struggled to understand, such as article use, noun agreement in gender and number, and semantics, among others. Although these errors are common in first-year Spanish language learners, the study shows the need for systematic recycling of certain language structures for them to be fully assimilated by students. Therefore, the study generates insight into what occurs in hybrid courses that adopt a traditional language teaching approach rather than changing pedagogically to include more communicative activities. / Ortiz, D. (2023). Speaking Proficiency in a Hybrid Environment. A Mixed-Method Study of Spanish Beginner Learners [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/200582

O objetivo deste trabalho foi desenvolver biosensores de membranas baseados na técnica de Ressonância Plasmônica de Superfície (SPR) e aplicá-los no estudo da interação do citocromo c (cit c) com modelos de membranas. SPR é uma técnica ótica, que através de medidas de variações de índice de refração (n) próximas a uma interface mensura com alta sensibilidade a adsorção ou ligação de moléculas. Inicialmente desenvolvemos um sistema de gradiente de fluxo acoplado ao SPR, denominado FIG-SPR, e demonstramos a determinação automatizada da variação de n em função da concentração (dn/dC) de diferentes compostos e biopolímeros. O desenvolvimento dos biosensores de membranas iniciou-se com o estudo dos fatores que afetam a formação de uma membrana de bicamada híbrida (HBM). HBMs são compostas de uma monocamada de alcanotiol adsorvida sobre o ouro, e sobre esta uma camada fosfolipídica. A formação da HBM depende da fusão de vesículas em superfícies hidrofóbicas e que não é bem compreendido no nível molecular. Nossos estudos mostraram que na presença de cálcio e espermina a formação da HBM é favorecida, de tal forma que a monocamada de fosfolipídio alcança valores de espessura próximos àqueles previstos, cerca de 20 Å\'. Além disso, mostramos que em soluções de baixa força iônica a camada lipídica não é homogênea. Demonstramos também que a presença de cálcio na concentração 150 mM diminui o tempo de formação da monocamada lipídica cerca de 14 vezes quando comparado ao tempo indicado na literatura. A homogeneidade da HBM e a carga superficial da mesma foram verificadas com a adsorção e a dissociação de cit c e de albumina bovina (BSA). Utilizando HBMs de composição lipídica variada demonstramos a adsorção e a dissociação de cit c induzida por cálcio em HBMs mistas, incluindo um modelo mimético da membrana mitocondrial interna (IMM) constituído de fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina e cardiolipina (PC/PE/CL) na proporção (4,5:3,5:2,0). Demonstramos que a adsorção de cit c nativo segue um perfil cooperativo e padrões esperados de variação de afinidade e cooperatividade em pHs 6,8, 7,4 e 8,0. Um modelo matemático foi desenvolvido para tratar as curvas de ligação de cit c, que é uma adaptação do modelo de Hill para adsorção de proteínas em superfícies. Os resultados de SPR juntamente com dados obtidos por Microscopia de Força Atômica (AFM) sugerem que a ligação cooperativa de cit c com HBM ocorre devido à reorganização das moléculas de CL e formação de domínios fosfolipídicos. O tratamento dos resultados cinéticos da dissociação de cit c por cálcio indica a existência de duas constantes de velocidade de dissociação (kd), sendo a primeira constante (kd1) relacionada à perda das interações eletrostáticas entre a proteína e a HBM, e a segunda (kd2) à perda das interações hidrofóbicas. Além disso, a dissociação do cit c do modelo estudado requer uma concentração mínima de cálcio de 30 µM para se tornar significativa. O estudo da interação entre moléculas de cit c foto-oxidadas (citc405) e a HBM de PC/PE/CL sugerem que ela ocorre com menor afinidade, nos três pHs estudados, se comparados aos resultados com cit c nativo. Além disso, nossos resultados sugerem que o citc405 não é facilmente dissociado por cálcio devido à perda da cooperatividade na interação. Possíveis implicações em eventos celulares destas descobertas, como a liberação do cit c da IMM e a iniciação da apoptose, são discutidas / The aim of this work was to develop membrane biosensors based on Surface Plasmon Resonance (SPR) and to apply them to study the interactions between cytochrome c (cyt c) and model membranes. SPR is an optical technique that provides high-sensitivity measurements of refractive index (n), allowing the characterization of the adsorption and desorption of molecules near interfaces. Initially we developed a flow gradient system connected to SPR, which was called FIG-SPR, and demonstrated the automated determination of the concentration gradient of refractive index (dn/dC) of different materials and biopolymers. The development of the membrane biosensors was initiated by studying the factors that affect the formation of a hybrid bilayer membrane (HBM). HBMs are composed of two monolayers: an alcanethiol monolayer adsorbed on gold over which is adsorbed a layer of phospholipids. The formation of an HBM depends on the fusion of phospholipid vesicles on hydrophobic surfaces, a process that is not well understood at the molecular level. Our results showed that in the presence of calcium and spermine the complete formation of an HBM is facilitated, i.e., the phospholipid monolayer reaches the expected thickness of about 20Å\'. However, in low ionic strength solutions the lipid layer that is formed is not homogeneous. We have also demonstrated that in the presence of 150 mM of calcium the time necessary for the formation of the lipid monolayer is reduced 14 times when compared to the times suggested in the literature. The homogeneity of the HBM and its superficial charge were verified with the adsorption and desorption of cyt c and bovine serum albumine (BSA). The adsorption and desorption of cyt c in different HBMs were studied including a model of the internal mitochondrial membrane (IMM), which is made of phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine and cardiolipin (PC/PE/CL) in the ratio (4,5: 3,5: 2,0). We demonstrated that the adsorption of native cyt c follows a cooperative profile showing expected changes in affinity and cooperativity in different solution pHs of 6,8, 7,4 and 8,0. A mathematical model, which is an adaptation of the Hill model for adsorption of proteins in surfaces, was developed to treat the binding curves of cyt c. The results of SPR together with those obtained by Atomic Force Microscopy (AFM) suggested that the cooperative binding of cyt c in HBMs occurs due to the reorganization of CL molecules and formation of phospholipid domains. The kinetic results of the dissociation of cyt c induced by calcium indicates the existence of two velocity constants (kd), being the larger (kd1) related to the dissociation of cyt c interacting electrostatically with the HBM, and the smaller (kd2) related to the dissociation of cyt c interacting hydrophobically with the HBM. Moreover, the dissociation of cyt c from the HBM requires a minimum calcium concentration of 30 µM. The study of the interaction between photo-oxidized cyt c molecules (cytc405) and the PC/PE/CL HBM suggests that it occurs with smaller affinity when compared with the results obtained with the native cyt c. Moreover, cytc405 is not easily dissociated by calcium due to the loss of the interaction cooperativity with the HBM. Possible implications of these discoveries in cellular events, such as the release of cyt c from the IMM and the initiation of apoptosis, are discussed

As tentativas de se conseguir um funcionamento contínuo para o tokamak e as perspectivas de estabilização de oscilações MHD através do controle do perfil de corrente, motivaram pesquisas que levassem a uma forma de geração de corrente não indutiva. Uma das possíveis alternativas para atingir esta meta é a injeção de ondas de alta freqüência como, por exemplo, ondas na freqüência híbrida inferior ou Lower Hybrid (LH), que impulsionam elétrons através do amortecimento de Landau na direção paralela ao campo magnético toroidal, tomando-os capazes de transportar corrente. Nos futuros reatores, entretanto, a absorção da onda pelas partículas de 3.5 MeV, conforme o que é previsto, e que ocorre através do amortecimento de Landau na direção perpendicular ao campo magnético, pode diminuir a eficiência do método descrito acima. Nosso objetivo, neste trabalho, é simular a interação LH-partículas com a interação entre a onda LHe os íons rápidos do plasma, que atingem até alguns MeV de energia e que são provenientes do aquecimento de íons de minoria pela onda ciclotrônica de íons (IC). Estes fenômenos podem ser descritos através de uma equação de Fokker-Planck uni-dimensional, no espaço de velocidades, onde os termos de difusão quase-linear, correspondentes à injeção das ondas IC e LH, estão presentes juntamente com os termos colisionais, que representam a termalização dos íons rápidos sobre um plasma maxwelliano. Apresentamos, aqui, as primeiras evidências experimentais da interação LH-íons rápidos no tokamak JET. A análise de dados foi baseada na observação do conteúdo energético dos íons de minoria e das taxas de emissão de raios e de nêutrons no plasma, toda vez que a onda LH estava presente simultaneamente ao aquecimento com ondas IC. Observamos, nesta situação, que há um aumento de cerca de 20% do conteúdo energético dos íons rápidos, que corresponde a uma potência da onda absorvida de até, aproximadamente, 25%, dependendo dos parâmetros do plasma. O aumento de emissão de raios e de nêutrons, provenientes das reações de fusão, também confrrmou o aumento de energia dos íons rápidos quando a onda LH estava presente. Análises com FFT em experimentos onde a potência da onda estava 100% modulada, propiciaram o estudo da absorção de potência da onda LH de acordo com os níveis de superposição dos dois perfis de deposição sobre o plasma (ICe LH). / Attempts to achieve a steady-state operation in a reactor regime and the possibilities of stabilising MHD oscillations by controlling the plasma current density profile motivated studies of different methods of generating non-inductive current in reactor scenarios. The injection of Lower Hybrid waves (LH) in tokamak plasmas is considered as a possible route to reach this goal and has been successfully employed to generate plasma current by transferring momentum to the electrons in the direction parallel to the magnetic field through Electron Landau Damping (ELD). However, in a reactor operation regime, LHCD (Lower Hybrid Current Drive) efficiency can be affected, as it is predicted, by the damping of the wave on the 3.5 MeV particles, produced during fusion reactions. This interaction occurs through perpendicular Landau Damping since the particles can be considered as unmagnetized. In this work, the interaction of LH waves with particles is simulated through the interaction between the LH wave and ICRH driven minority íons, that can reach energies up to few MeV. Both phenomena can be described by a 1-D Fokker-Planck equation in velocity space that includes both quasi-linear diffusion coefficients due to ICRH and LH waves and collision terms which represent the fast ions slowing-down over a maxwellian plasma Once this Fokker-Planck equation is solved, the fast ion distribution function can be obtained in order to provide information on the fast minority íons. The first experimental evidence of the interaction of LH waves with ICRH minority íons in the MeV energy range is presented in this work. This interaction was detected in JET through measurements of the fast ion energy, ray and neutron ernission rates and by means of Fast Fourier Transform (FFT) analysis in experiments with 100% LH power modulation. An increase has been observed of approximately 20% in the fast ion energy content which corresponds about to 25% of LH power absorbed by the fast minority ions, depending on the plasma parameters. The increase of ray and neutron rates ernitted in the plasma and the FFT analysis confirm, respectively, the fast ion energy increase and a better damping of the wave when the overlap between IC and LH deposition profiles is maxirnized.

Neste trabalho, a técnica de enriquecimento da partição da unidade é estendida e adaptada para duas formulações não-convencionais para a elasticidade plana: a formulação híbrida de tensão (FHT) e a formulação híbrido-mista de tensão (FHMT). Estas formulações são ditas não-convencionais, pois não recorrem a princípios variacionais clássicos. Elementos finitos triangulares e quadrilaterais com enriquecimento nodal são desenvolvidos para avaliação da forma discreta das duas formulações estudadas. Na FHMT, três campos são aproximados de forma independente: tensões e deslocamentos no domínio e deslocamentos no contorno. O conceito de partição da unidade é então utilizado para garantir continuidade de cada um dos campos envolvidos na FHMT e realizar o procedimento de enriquecimento nodal. Funções polinomiais são utilizadas para enriquecer cada uma das aproximações dos campos da FHMT. A sensibilidade das respostas em relação a redes distorcidas é avaliada. Além disso, abordam-se aspectos relativos à convergência e estabilidade da solução numérica. Especificamente para a FHT, dois campos são independentemente aproximados: tensões no domínio e deslocamentos na fronteira estática. As aproximações das tensões, que por definição não estão atreladas a nós, devem primeiramente satisfazer a condição de equilíbrio no domínio. O conceito de partição da unidade é empregado, neste caso, para dar continuidade aos deslocamentos entre as fronteiras dos elementos. O enriquecimento polinomial da partição de unidade é então aplicado às aproximações dos deslocamentos no contorno. Para o campo de tensões no domínio, desenvolve-se uma técnica específica de enriquecimento nodal. Mais uma vez, aspectos relativos à sensibilidade à distorção de redes e convergência são estudados e avaliados. Finalmente, alguns exemplos numéricos são apresentados para ilustrar o desempenho de ambas as abordagens, especialmente quando a técnica de enriquecimento é aplicada. / In the present work, the partition of unity enrichment concept is basically applied to non-conventional stress hybrid-mixed and hybrid formulations in plane elasticity. These formulations are referred to as non-conventional because no variational principles are explored. From these, triangular and quadrilateral finite elements with selective nodal enrichment are then derived. In the stress hybrid-mixed approach, three independent fields are approximated: stress and displacement fields in the domain and displacement fields on the static boundary. The partition of unity concept is then used to provide continuity to all the fields involved. Afterwards, the nodal enrichment feature is explored. Polynomial functions are employed to enrich each one of the approximation fields. Besides, some aspects concerning convergence and stability of the numerical solutions obtained are addressed. On the other hand, in the hybrid approach, two independent fields are approximated: stress fields in the domain and displacement fields on the static boundary. However, the approximation of the stress field must first satisfy the equilibrium condition in the domain without involving nodal values in its definition. Hence, the partition of unity concept is used to provide continuity of displacements between the boundaries of the elements. The partition of unity based nodal enrichment is then applied to the boundary displacement fields. Nevertheless, enrichment of the stress field can also be carried out with exploring a specific and original technique that permits applied the partition of unity concept but in such way as to preserve satisfaction of the equilibrium condition in the domain. Again, convergence and stability aspects of the hybrid approach are briefly addressed. Finally, some numerical examples are presented to illustrate the performance of both approaches derived, especially when combined possibilities of enrichment are explored.