O aumento de dados disponíveis para uso tem despertado o interesse na geração de conhecimento pela integração de tais dados. No entanto, a tarefa de integração requer conhecimento dos dados e também dos modelos de dados utilizados para representá-los. Ou seja, a realização da tarefa de integração de dados requer a participação de especialistas em computação, o que limita a escalabilidade desse tipo de tarefa. No contexto de Big Data, essa limitação é reforçada pela presença de uma grande variedade de fontes e modelos heterogêneos de representação de dados, como dados relacionais com dados estruturados e modelos não relacionais com dados não estruturados, essa variedade de representações apresenta uma complexidade adicional para o processo de integração de dados. Para lidar com esse cenário é necessário o uso de ferramentas de integração que reduzam ou até mesmo eliminem a necessidade de intervenção humana. Como contribuição, este trabalho oferece a possibilidade de integração de diversos modelos de representação de dados e fontes de dados heterogêneos, por meio de uma abordagem que permite o do uso de técnicas variadas, como por exemplo, algoritmos de comparação por similaridade estrutural dos dados, algoritmos de inteligência artificial, que através da geração do metadados integrador, possibilita a integração de dados heterogêneos. Essa flexibilidade permite lidar com a variedade crescente de dados, é proporcionada pela modularização da arquitetura proposta, que possibilita que integração de dados em um contexto Big Data de maneira automática, sem a necessidade de intervenção humana / The increase of data available to use has piqued interest in the generation of knowledge for the integration of such data bases. However, the task of integration requires knowledge of the data and the data models used to represent them. Namely, the accomplishment of the task of data integration requires the participation of experts in computing, which limits the scalability of this type of task. In the context of Big Data, this limitation is reinforced by the presence of a wide variety of sources and heterogeneous data representation models, such as relational data with structured and non-relational models with unstructured data, this variety of features an additional complexity representations for the data integration process. Handling this scenario is required the use of integration tools that reduce or even eliminate the need for human intervention. As a contribution, this work offers the possibility of integrating diverse data representation models and heterogeneous data sources through the use of varied techniques such as comparison algorithms for structural similarity of the artificial intelligence algorithms, data, among others. This flexibility, allows dealing with the growing variety of data, is provided by the proposed modularized architecture, which enables data integration in a context Big Data automatically, without the need for human intervention

O objetivo primordial deste trabalho é analisar se a democracia é uma instituição política que produz resultados econômicos menos desiguais do que os regimes autoritários. A importância deste tema reside no fato que a própria promoção da democracia na agenda da política internacional tornou-se fundamental por inúmeras razões entre as quais sua suposta propensão em reduzir estas disparidades econômicas. Em primeiro lugar apresentamos no Capítulo 1 um balanço da discussão teórica e empírica a partir da qual constatamos que, a despeito do senso comum de que a democracia está relacionada a uma cidadania mais igualitária, os seus efeitos sobre a desigualdade ainda são discutíveis. Mesmo existindo um razoável consenso teórico de que os regimes democráticos devem, de alguma forma, produzir uma melhor distribuição de bens, os resultados empíricos são inconclusivos e contraditórios. Em seguida, diante de tal impasse empírico, propomos no Capítulo 2 uma reformulação da argumentação na qual entendemos que os efeitos da democracia sobre a desigualdade devem ser reinterpretados. A principal contribuição da tese reside na constatação, tanto teórica quanto empírica, de que estes efeitos são heterogêneos e interagem com o próprio nível de desigualdade, e, por conseguinte, é equivocado o suposto de que esses efeitos são homogêneos e independentes do contexto sócio-econômico da desigualdade. No Capítulo 3 apresentamos os dados e os conceitos de democracia e desigualdade. Assumimos que democracia se caracteriza como o regime político no qual os líderes competem entre si por meio de eleições e verificamos se os seus efeitos variam ao longo da própria distribuição de desigualdade econômica mensurada pelo coeficiente de GINI. Para tal análise, realizamos uma série de modelos de regressão quantílica, a metodologia adequada para avaliar o debate sobre a heterogeneidade versus homogeneidade dos efeitos. O argumento teórico, a partir do qual elabora-se a hipótese dos efeitos heterogêneos, refere-se à necessidade de uma convergência entre os interesses eleitorais dos partidos o lado da oferta e as clivagens sobre as quais uma potencial maioria dos eleitores tem interesse em ser atendido o lado da demanda por políticas públicas e plataformas. Isto posto, é 9 necessário discutir as condições que estimulam as lideranças políticas a utilizarem o problema da desigualdade econômica como argumento eleitoral e as condições nas quais surge uma demanda dos cidadãos por redistribuição via ação estatal. Somente nas sociedades mais desiguais tanto os partidos políticos têm interesse em ofertar políticas redistributivas, quanto tende a surgir no seio da cidadania uma demanda por redistribuição por parte de uma maioria de eleitores. No Capítulo 4 comprovamos empiricamente que os efeitos da competição democrática em sociedades mais desiguais são diferentes seus efeitos em sociedades mais iguais; e estes efeitos estão em direção à maior redução da desigualdade apenas nas sociedades mais desiguais. Os resultados são robustos às mais diferentes especificações dos modelos estatísticos, dados e formas de mensuração, tanto de democracia quanto de desigualdade, em diferentes cortes temporais e horizontes históricos de análise. Inclusive quando estendemos o recorte temporal para antes do pós-2ª Guerra Mundial utilizando dados que abrangem o período de surgimento dos primeiros regimes representativos democráticos no século XIX, a veracidade das hipóteses dos efeitos heterogêneos e de que há maior contundência da democracia em direção à redução da desigualdade nas sociedades mais desiguais permanece. Por fim, além deste problema teórico e empírico de crucial importância, também controlamos a análise para a potencial relação recíproca entre democracia e desigualdade. Enquanto parte da literatura discute os potenciais efeitos igualitários da democracia, outra importante literatura debate se o aumento da desigualdade aumenta ou reduz a probabilidade de um país tornar-se ou manter-se democrático. Posto isto, apresentamos uma lista de variáveis instrumentais para estimar validamente os efeitos da democracia sobre a desigualdade independente da relação entre desigualdade e democracia / The primary aim of this study is to analyze whether democracy is a political institution that produces less unequal economic outcomes than authoritarian regimes. The importance of this issue lies in the fact that the very promotion of democracy in the international political agenda has become essential for many reasons, including its supposed propensity to reduce economic disparities. First, at Chapter 1 we overview the theoretical and empirical discussion from which we find that despite the common sense that democracy must be related to a more egalitarian citizenship, its effects on inequality is still debatable. Even with a reasonable theoretical consensus that democracies must somehow produce a better distribution of goods; the empirical results are inconclusive and contradictory. After that, facing such empirical impasse, we propose at Chapter 2 a reformulation about the rationale to explain and analyze the effects of democracy on inequality. The main contribution of this thesis lies in both the theoretical and the empirical claim that these effects are heterogeneous and should interact with the level of inequality and, therefore, the assumption that these effects are homogeneous and independent of the socio-economic context of inequality is wrong. In Chapter 3, we present the data and concepts of democracy and inequality. We assume that democracy is characterized as a political regime in which leaders compete through elections and we test whether the effects vary along the distribution of economic inequality measured by the Gini coefficient. To do that, we conducted a series of quantile regression models, appropriate to evaluate the alternative hypothesis whether the effects are heterogeneous or homogenous. The theoretical argument, from which we elaborate the hypothesis of heterogeneous effects, refers to the need for a convergence between the electoral interests of the parties - the supply side - and the political cleavages on which a majority of voters have potential interest being played - the demand side for other public policies and platforms. Hence, it is necessary to discuss the conditions that lead the political leadership to use the problem of economic 11 inequality as an electoral argument and the conditions under which a demand by citizens for redistribution via state action rises. Only at the most unequal societies the political parties have an interest in offering redistributive policies, as well as there is a higher propensity for a redistribution demand by a majority of voters. In Chapter 4, we proved empirically that the effects of democratic competition at more unequal societies are different from the effects of democracy in more equal societies; and these effects tend to be greater toward inequality reduction only at more unequal societies. These results are robust to different statistical model specifications, data and measurement methods, about both democracy and inequality, and to the use of different time horizons. Even when we extend the time frame of the analysis to the period before World War II - using new data that covers XIX century, the veracity of the hypotheses about the heterogeneous effects and that these effects of democracy toward the reduction of inequality are larger at the most unequal societies remains intact. Finally, beyond this theoretical and empirical issue of crucial importance, we also control the analysis for potential reciprocal relationship between democracy and inequality. This is because while much of the literature discusses the potential effects of egalitarian democracy, another important literature debate discusses whether greater inequality increases or reduces the probability of a country become or remain democratic. Hence, we present a list of valid instrumental variables to estimate the effects of democracy on inequality independent of the relationship between inequality and democracy

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:22:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jucilene Rosa Citadin.pdf: 3612746 bytes, checksum: 166b327aaf526b2c31111cff753d5b74 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A formação de grupos para a aprendizagem colaborativa é uma tarefa importante, pois deve permitir a efetiva interação dos membros de um grupo. No entanto, a explosão combinatória relativa ao número de estudantes torna a formação de grupos um problema de otimização combinatória, que é NP-hard, isto é, um problema que não tem solução ótima em tempo polinomial. A resolução desses problemas de complexidade não polinomial requer um grande esforço computacional e aplicação de heurísticas ou meta-heurísticas para chegar a soluções viáveis em tempos adequados. Uma meta-heurística que tem provado ser eficiente na resolução de problemas de otimização NP-hard são os algoritmos genéticos (AG). Por isso, esta pesquisa avalia a adoção de algoritmos genéticos para a formação de grupos na aprendizagem colaborativa, considerando um contexto massivo de dados (milhares de estudantes). Pesquisas bibliográficas e um mapeamento sistemático da literatura sobre formação de grupos para aprendizagem colaborativa foram realizados. Constituir grupos de forma automática, considerando a abordagem selecionada e o critério heterogêneo, utilizando como recurso algoritmos genéticos, foram os resultados apontados pelo mapeamento. Assim, esta pesquisa se propôs a gerar grupos heterogêneos de forma automática, utilizando como abordagem grupo selecionado, considerando os conhecimentos e as interações dos estudantes. Algoritmos genéticos foram utilizados para a formação dos grupos, que teve como objetivo maximizar a heterogeneidade dos conhecimentos e as interações dos estudantes no grupo, além de gerar grupos balanceados entre si (inter-homogêneos). Foram desenvolvidos dois algoritmos, um AG e um randômico como método base de comparação. Ambos foram testados considerando dados de mil até dez mil estudantes, com diferentes configurações dos conhecimentos e interações. A comparação foi feita considerando o fitness, o percentual de grupos heterogêneos e/ou balanceados gerados pelos algoritmos e o tempo de processamento gasto por grupo gerado. Os resultados apontam que AG é eficaz para a formação de grupos heterogêneos na aprendizagem colaborativa. Os resultados do AG foram mais eficientes que os resultados do algoritmo randômico, para conhecimentos heterogêneos e conhecimentos aleatórios. Para conhecimentos homogêneos o AG teve a mesma eficiência que o algoritmo randômico, porém é mais eficaz, pois gera mais grupos balanceados do que o algoritmo randômico.

Submitted by Bernardo Andrade Lyrio Modenesi (bmodenesi@gmail.com) on 2015-07-22T21:31:40Z No. of bitstreams: 1 modenesi_thesis_v4whatseparatemen.pdf: 819403 bytes, checksum: d0a2f018fe44526173ae5b3f9e4c13a9 (MD5) / Rejected by Suzinei Teles Garcia Garcia (suzinei.garcia@fgv.br), reason: Prezado Bernardo bom dia, Nome da fundação e escola em negrito, o trabalho é em inglês vem primeiro o ABSTRACT depois o RESUMO e para aprovar o trabalho é necessário o seu orientador encaminhar e-mail para o cmcd@fgv.br com o novo Título autorizando o protocolo da versão final. Aguardo! Grata. Suzi 3799-7876 on 2015-07-23T11:30:51Z (GMT) / Submitted by Bernardo Andrade Lyrio Modenesi (bmodenesi@gmail.com) on 2015-07-23T14:56:25Z No. of bitstreams: 1 modenesi_thesis_v4.pdf: 819610 bytes, checksum: 8482a7c46b6c9bada5d33905e41147d7 (MD5) / Approved for entry into archive by Suzinei Teles Garcia Garcia (suzinei.garcia@fgv.br) on 2015-07-23T17:16:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 modenesi_thesis_v4.pdf: 819610 bytes, checksum: 8482a7c46b6c9bada5d33905e41147d7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-23T18:29:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 modenesi_thesis_v4.pdf: 819610 bytes, checksum: 8482a7c46b6c9bada5d33905e41147d7 (MD5) Previous issue date: 2015-06-25 / When estimating policy parameters, also known as treatment effects, the assignment to treatment mechanism almost always causes endogeneity and thus bias many of these policy parameters estimates. Additionally, heterogeneity in program impacts is more likely to be the norm than the exception for most social programs. In situations where these issues are present, the Marginal Treatment Effect (MTE) parameter estimation makes use of an instrument to avoid assignment bias and simultaneously to account for heterogeneous effects throughout individuals. Although this parameter is point identified in the literature, the assumptions required for identification may be strong. Given that, we use weaker assumptions in order to partially identify the MTE, i.e. to stablish a methodology for MTE bounds estimation, implementing it computationally and showing results from Monte Carlo simulations. The partial identification we perfom requires the MTE to be a monotone function over the propensity score, which is a reasonable assumption on several economics' examples, and the simulation results shows it is possible to get informative even in restricted cases where point identification is lost. Additionally, in situations where estimated bounds are not informative and the traditional point identification is lost, we suggest a more generic method to point estimate MTE using the Moore-Penrose Pseudo-Invese Matrix, achieving better results than traditional methods. / A estimação de parâmetros relevantes no contexto de intervenções políticas, também conhecidos como efeitos de tratamento, enfrenta diversos problemas práticos como o viés relacionado ao mecanismo de atribuição do status de tratamento. Adicionalmente, efeitos heterogênos na literatura de Avaliação de Impactos é mais comum que efeitos homogêneos. Em situações nas quais estes problemas estão presentes, a estimação do Efeito Marginal de Tratamento (MTE) emprega o método de variáveis instrumentais para contornar o viés de seleção ao tratamento, obtendo ao mesmo tempo efeitos heterogêneos. Mesmo que a literatura identifique pontualmente este parâmetro, as hipóteses por trás da identificação são costumeiramente restritivas. Neste trabalho pretende-se afrouxar as hipóteses vigentes na literatura de modo a obter identificação parcial do MTE, requerendo apenas monotonicidade do mesmo ao longo das diferentes propensões ao tratamento, o que é comum em diversos exemplos da literatura econômica. Simulações de Monte Carlo são performadas, resultando em limites para o MTE que se mostram informativos, mesmo em situações restritas nas quais a tradicional identificação pontual é perdida. Complementarmente, em situações quando a identificação parcial não é informativa e a tradicional ponto identificação é perdida, propomos a ponto identificação utilizando a matrix pseudo inversa de Moore-Penrose. Esta metodologia prescinde da hipótese de monotonicidade e resulta em melhores estimativas quando comparada aos métodos tradicionais.

O objetivo primordial deste trabalho é analisar se a democracia é uma instituição política que produz resultados econômicos menos desiguais do que os regimes autoritários. A importância deste tema reside no fato que a própria promoção da democracia na agenda da política internacional tornou-se fundamental por inúmeras razões entre as quais sua suposta propensão em reduzir estas disparidades econômicas. Em primeiro lugar apresentamos no Capítulo 1 um balanço da discussão teórica e empírica a partir da qual constatamos que, a despeito do senso comum de que a democracia está relacionada a uma cidadania mais igualitária, os seus efeitos sobre a desigualdade ainda são discutíveis. Mesmo existindo um razoável consenso teórico de que os regimes democráticos devem, de alguma forma, produzir uma melhor distribuição de bens, os resultados empíricos são inconclusivos e contraditórios. Em seguida, diante de tal impasse empírico, propomos no Capítulo 2 uma reformulação da argumentação na qual entendemos que os efeitos da democracia sobre a desigualdade devem ser reinterpretados. A principal contribuição da tese reside na constatação, tanto teórica quanto empírica, de que estes efeitos são heterogêneos e interagem com o próprio nível de desigualdade, e, por conseguinte, é equivocado o suposto de que esses efeitos são homogêneos e independentes do contexto sócio-econômico da desigualdade. No Capítulo 3 apresentamos os dados e os conceitos de democracia e desigualdade. Assumimos que democracia se caracteriza como o regime político no qual os líderes competem entre si por meio de eleições e verificamos se os seus efeitos variam ao longo da própria distribuição de desigualdade econômica mensurada pelo coeficiente de GINI. Para tal análise, realizamos uma série de modelos de regressão quantílica, a metodologia adequada para avaliar o debate sobre a heterogeneidade versus homogeneidade dos efeitos. O argumento teórico, a partir do qual elabora-se a hipótese dos efeitos heterogêneos, refere-se à necessidade de uma convergência entre os interesses eleitorais dos partidos o lado da oferta e as clivagens sobre as quais uma potencial maioria dos eleitores tem interesse em ser atendido o lado da demanda por políticas públicas e plataformas. Isto posto, é 9 necessário discutir as condições que estimulam as lideranças políticas a utilizarem o problema da desigualdade econômica como argumento eleitoral e as condições nas quais surge uma demanda dos cidadãos por redistribuição via ação estatal. Somente nas sociedades mais desiguais tanto os partidos políticos têm interesse em ofertar políticas redistributivas, quanto tende a surgir no seio da cidadania uma demanda por redistribuição por parte de uma maioria de eleitores. No Capítulo 4 comprovamos empiricamente que os efeitos da competição democrática em sociedades mais desiguais são diferentes seus efeitos em sociedades mais iguais; e estes efeitos estão em direção à maior redução da desigualdade apenas nas sociedades mais desiguais. Os resultados são robustos às mais diferentes especificações dos modelos estatísticos, dados e formas de mensuração, tanto de democracia quanto de desigualdade, em diferentes cortes temporais e horizontes históricos de análise. Inclusive quando estendemos o recorte temporal para antes do pós-2ª Guerra Mundial utilizando dados que abrangem o período de surgimento dos primeiros regimes representativos democráticos no século XIX, a veracidade das hipóteses dos efeitos heterogêneos e de que há maior contundência da democracia em direção à redução da desigualdade nas sociedades mais desiguais permanece. Por fim, além deste problema teórico e empírico de crucial importância, também controlamos a análise para a potencial relação recíproca entre democracia e desigualdade. Enquanto parte da literatura discute os potenciais efeitos igualitários da democracia, outra importante literatura debate se o aumento da desigualdade aumenta ou reduz a probabilidade de um país tornar-se ou manter-se democrático. Posto isto, apresentamos uma lista de variáveis instrumentais para estimar validamente os efeitos da democracia sobre a desigualdade independente da relação entre desigualdade e democracia / The primary aim of this study is to analyze whether democracy is a political institution that produces less unequal economic outcomes than authoritarian regimes. The importance of this issue lies in the fact that the very promotion of democracy in the international political agenda has become essential for many reasons, including its supposed propensity to reduce economic disparities. First, at Chapter 1 we overview the theoretical and empirical discussion from which we find that despite the common sense that democracy must be related to a more egalitarian citizenship, its effects on inequality is still debatable. Even with a reasonable theoretical consensus that democracies must somehow produce a better distribution of goods; the empirical results are inconclusive and contradictory. After that, facing such empirical impasse, we propose at Chapter 2 a reformulation about the rationale to explain and analyze the effects of democracy on inequality. The main contribution of this thesis lies in both the theoretical and the empirical claim that these effects are heterogeneous and should interact with the level of inequality and, therefore, the assumption that these effects are homogeneous and independent of the socio-economic context of inequality is wrong. In Chapter 3, we present the data and concepts of democracy and inequality. We assume that democracy is characterized as a political regime in which leaders compete through elections and we test whether the effects vary along the distribution of economic inequality measured by the Gini coefficient. To do that, we conducted a series of quantile regression models, appropriate to evaluate the alternative hypothesis whether the effects are heterogeneous or homogenous. The theoretical argument, from which we elaborate the hypothesis of heterogeneous effects, refers to the need for a convergence between the electoral interests of the parties - the supply side - and the political cleavages on which a majority of voters have potential interest being played - the demand side for other public policies and platforms. Hence, it is necessary to discuss the conditions that lead the political leadership to use the problem of economic 11 inequality as an electoral argument and the conditions under which a demand by citizens for redistribution via state action rises. Only at the most unequal societies the political parties have an interest in offering redistributive policies, as well as there is a higher propensity for a redistribution demand by a majority of voters. In Chapter 4, we proved empirically that the effects of democratic competition at more unequal societies are different from the effects of democracy in more equal societies; and these effects tend to be greater toward inequality reduction only at more unequal societies. These results are robust to different statistical model specifications, data and measurement methods, about both democracy and inequality, and to the use of different time horizons. Even when we extend the time frame of the analysis to the period before World War II - using new data that covers XIX century, the veracity of the hypotheses about the heterogeneous effects and that these effects of democracy toward the reduction of inequality are larger at the most unequal societies remains intact. Finally, beyond this theoretical and empirical issue of crucial importance, we also control the analysis for potential reciprocal relationship between democracy and inequality. This is because while much of the literature discusses the potential effects of egalitarian democracy, another important literature debate discusses whether greater inequality increases or reduces the probability of a country become or remain democratic. Hence, we present a list of valid instrumental variables to estimate the effects of democracy on inequality independent of the relationship between inequality and democracy

A restauração ecológica visa o estabelecimento de ecossistemas semelhantes aos que originalmente ocupavam uma determinada área que foi degradada. Todavia, os resultados dos esforços envolvidos na restauração e no retorno dos processos ecológicos naturais são difíceis de serem medidos, pois faltam métodos apropriados. Os bioindicadores são ferramentas baratas e confiáveis para o diagnóstico das características ambientais e ecológicas, cujo princípio consiste em medidas simples de grupos biológicos especialmente sensíveis às mudanças no meio. Os Arthropoda que ocorrem no solo e na serapilheira, em especial as formigas, mediam processos ecológicos importantes e apresentam características que os tornam bioindicadores potenciais, mas seu uso ainda necessita de conhecimentos específicos. Assim, o presente estudo teve como objetivo testar o potencial indicador da comunidade de Arthropoda edáfico-epígea na restauração ecológica, com maior enfoque sobre as formigas. Foram avaliadas as comunidades de um gradiente sucessional formado por doze reflorestamentos com diferentes idades e três remanescentes florestais, localizados nas bacias dos rios Pardo e Mogi-Guaçu. O objetivo foi identificar quais os parâmetros que melhor refletem a resposta dessas comunidades ao desenvolvimento florestal. Os resultados indicaram que tanto a mirmecofauna como o restante da comunidade são influenciadas pelos estádios de desenvolvimento florestal. As comunidades variaram em composição e estrutura. A evolução das comunidades mostrou-se direcional, formando um padrão convergente de acordo com o avanço da sucessão. Os resultados indicaram forte efeito da sazonalidade e das técnicas de coleta na interpretação dos resultados. A comunidade edáfico-epígea encontrada no período seco mostrou-se especialmente sensível ao desenvolvimento florestal, enquanto a resposta da mirmecofauna foi mais evidente durante o período chuvoso. Os resultados indicaram também que as comunidades de diferentes regiões, Mogi-Guaçu e Ribeirão Preto, responderam ao processo sucessional, embora tenham apresentado diferenças na composição e no padrão de resposta. As análises com formigas classificadas em grupos funcionais indicaram que a resposta da mirmecofauna ao desenvolvimento florestal ocorre também no nível funcional. As mudanças nos padrões da comunidade e seus módulos estão relacionadas às mudanças nos filtros ambientais e à disponibilidade de nichos. Em conclusão, (1) a riqueza de espécies da fauna edáfico-epígea encontrada na serapilheira do período seco foi um bom preditor geral do desenvolvimento florestal; (2) a riqueza de grupos raros proporcionou o melhor modelo de prognóstico do estádio sucessional, indicando ainda que os reflorestamentos tendem a atingir patamares semelhantes aos encontrados nos remanescentes florestais por volta dos 27 anos após o plantio; (3) na comunidade edáfico-epígea, o avanço no desenvolvimento florestal levou à convergência entre padrões de composição, (4) enquanto na mirmecofauna a convergência ocorreu para os padrões de estrutura, sendo que em ambos os casos (3 e 4), quanto mais avançado o estádio sucessional, mais parecidos entre si são os padrões de locais diferentes; (5) a Equabilidade J das formigas amostradas por iscas decresceu ao longo do desenvolvimento florestal, sendo considerado também um indicador do processo sucessional (6) as classificações funcionais das formigas também permitiram boa predição dos estádios sucessionais, com destaque para formigas capturadas com iscas quando classificadas pelo sistema proposto por Andersen (1995), devido a boa relação custo/benefício. Portanto, foi confirmado o potencial bioindicador da mirmecofauna de comunidade edáfico-epígea geral, que podem ser utilizados como ferramentas de diagnóstico e monitoramento do processo sucessional. O uso mais apropriado deve ser feito por métodos comparativos, através de parâmetros provenientes de ecossistemas referência, ou por medidas repetidas ao longo do tempo, pela observação do deslocamento dos padrões da comunidade e interpretação da proporção dos grupos. / Ecological restoration objective is to promote the return of chemical, physical and biological natural properties as those similar to the native features as possible. However, the restoration projects cannot be well evaluated due to the fact that there are no appropriated tools to do that. Plantations using native species are a prominent technique used in São Paulo state, promoting the fast rising of a plant community, but it is very expensive and hard to measure if ecological processes are returning. Bioindicators are cheap tools to evaluate environmental conditions and ecological processes because they respond to all ecosystem characteristics acting together and the responses of a single group make possible to infer properties of the total biodiversity or the full ecosystem health. Epigeic and hipogeic Arthropoda, especially ants, are potential bioindicators, due to their high abundance, ubiquitousness and their straight relationship to some important ecological processes, even to other community components, but they have not been used because it lacks information about the local scale responses to successional process and which standards can be used as parameters. Hence, we have tried to understand the main standards and responses from soil and litter community, as well as the mirmecofauna responses, under a successional gradient constituted by twelve planted forests in different ages and three forest remainders (semi-deciduous forest), all located at the hydrographic basins, Pardo and Mogi-Guaçu, searching for trustful bioindicators of forest development. General fauna was sampled from litter and soil and ants were additionally sampled by attractive baits, using glucose and sardine. Results have showed that forest development makes influence on structure and composition of general communities and ant communities found in restoration sites, so that over time, these community parameters progressively have become more similar to those found in forest remainders, consisting in a directional shifting. Epigeic and hipogeic general fauna showed to be more sensitive to forest development through dry season, while ants presented critical responses in wet season. Communities from different regions were influenced by successional process but they have presented differences among fauna compositions. The analyses using ants classified in functional groups indicated that forest development makes influence also on fauna functional pattern. Groups occupying specialized niches tend to increase their relative amount throughout forest development. The shifting of ant community functionality may be related to changes in environmental filters plus the increase of niche availability through forest development. As conclusions, under experiment features (1) species richness of litter fauna of dry season is a good predictor of forest development; (2) the richness of rare taxa allowed the best prognosis about sucessional stage, also indicating that fauna found in forest plantations reaches similar fauna standards of forest remainders close to 27 years after the deployment; (3) over time, the composition of general edaphic-epigeic community found in restoration sites becomes more similar to composition of communities found in forest remainders, (4) while for ant communities, the structure standards found in restoration sites progressively become more similar of respective parameter found in forest remainders. (5) the Equitability J of ants communities sampled using baits decreases over forest development and it may be considered a bioindicator of sucessional process; (6) ant functional groups also provided good prediction of sucessional stages, highlighting ant sampling using baits and ant functional classification according to Andersen (1995), due to best benefit-cost ratio. For appropriated application of all bioindicators, the use of comparative techniques may be considered, including ecosystem references, and rather than it uses fixed values of fauna parameters (as fixed goals to be achieved), it is better to consider which parameters of the community are changing over time and if their tendencies are in accordance to the expected.

Técnicas de injeção de traçadores são bastante utilizadas nos estudos de escoamentos em meios porosos heterogêneos, principalmente em problemas relacionados à simulação numérica de escoamentos miscíveis em reservatórios de petróleo e à dispersão de contaminantes em aqüíferos. Neste trabalho apresentamos novos algoritmos para a aproximação numérica do problema de injeção de traçadores. Apresentaremos desenvolvimentos recentes do método Forward Integral-Tube Tracking (FIT) que foi originalmente apresentado em Aquino et al. (2007a). O FIT é um método lagrangeano localmente conservativo utilizado na resolução de problemas de transporte linear. Este método não faz o uso de soluções de problemas de Riemann e baseia-se na construção dos tubos integrais introduzidas em Douglas Jr. et al. (2000b). Além disso, ele possui excelente eficiência computacional e é virtualmente livre de difusão numérica. Resultados numéricos são apresentados com o objetivo de comparar a precisão das soluções fornecidas por novas implementações do método FIT na resolução do problema do traçador em reservatórios de petróleo. / The injection of tracers are used in the investigation of flows in heterogeneous porous media, in studies related to the simulation of miscible dispacements in petroleum reservoirs and the dispersion of contaminants in aquifers. In this work we present new algorithms for the numerical approximation of tracer injection problems. We discuss recent developments of the Forward Integral-Tube Tracking (FIT) scheme which was introduced in Aquino et al. (2007a). The FIT is a locally conservative lagrangian scheme for the approximation of the linear transport problems. This scheme does not use analytic solutions of Riemann problems and is based on the construction of the integral tubes introduced in Douglas Jr. et al. (2000b). The FIT scheme is computationally very eficient and is virtually free of numerical diffusion. Numerical results are presented to compare the accuracy of the solutions provided by new implementation of the FIT scheme for the injection of tracers in petroleum reservoirs.

Técnicas de injeção de traçadores são bastante utilizadas nos estudos de escoamentos em meios porosos heterogêneos, principalmente em problemas relacionados à simulação numérica de escoamentos miscíveis em reservatórios de petróleo e à dispersão de contaminantes em aqüíferos. Neste trabalho apresentamos novos algoritmos para a aproximação numérica do problema de injeção de traçadores. Apresentaremos desenvolvimentos recentes do método Forward Integral-Tube Tracking (FIT) que foi originalmente apresentado em Aquino et al. (2007a). O FIT é um método lagrangeano localmente conservativo utilizado na resolução de problemas de transporte linear. Este método não faz o uso de soluções de problemas de Riemann e baseia-se na construção dos tubos integrais introduzidas em Douglas Jr. et al. (2000b). Além disso, ele possui excelente eficiência computacional e é virtualmente livre de difusão numérica. Resultados numéricos são apresentados com o objetivo de comparar a precisão das soluções fornecidas por novas implementações do método FIT na resolução do problema do traçador em reservatórios de petróleo. / The injection of tracers are used in the investigation of flows in heterogeneous porous media, in studies related to the simulation of miscible dispacements in petroleum reservoirs and the dispersion of contaminants in aquifers. In this work we present new algorithms for the numerical approximation of tracer injection problems. We discuss recent developments of the Forward Integral-Tube Tracking (FIT) scheme which was introduced in Aquino et al. (2007a). The FIT is a locally conservative lagrangian scheme for the approximation of the linear transport problems. This scheme does not use analytic solutions of Riemann problems and is based on the construction of the integral tubes introduced in Douglas Jr. et al. (2000b). The FIT scheme is computationally very eficient and is virtually free of numerical diffusion. Numerical results are presented to compare the accuracy of the solutions provided by new implementation of the FIT scheme for the injection of tracers in petroleum reservoirs.

A restauração ecológica visa o estabelecimento de ecossistemas semelhantes aos que originalmente ocupavam uma determinada área que foi degradada. Todavia, os resultados dos esforços envolvidos na restauração e no retorno dos processos ecológicos naturais são difíceis de serem medidos, pois faltam métodos apropriados. Os bioindicadores são ferramentas baratas e confiáveis para o diagnóstico das características ambientais e ecológicas, cujo princípio consiste em medidas simples de grupos biológicos especialmente sensíveis às mudanças no meio. Os Arthropoda que ocorrem no solo e na serapilheira, em especial as formigas, mediam processos ecológicos importantes e apresentam características que os tornam bioindicadores potenciais, mas seu uso ainda necessita de conhecimentos específicos. Assim, o presente estudo teve como objetivo testar o potencial indicador da comunidade de Arthropoda edáfico-epígea na restauração ecológica, com maior enfoque sobre as formigas. Foram avaliadas as comunidades de um gradiente sucessional formado por doze reflorestamentos com diferentes idades e três remanescentes florestais, localizados nas bacias dos rios Pardo e Mogi-Guaçu. O objetivo foi identificar quais os parâmetros que melhor refletem a resposta dessas comunidades ao desenvolvimento florestal. Os resultados indicaram que tanto a mirmecofauna como o restante da comunidade são influenciadas pelos estádios de desenvolvimento florestal. As comunidades variaram em composição e estrutura. A evolução das comunidades mostrou-se direcional, formando um padrão convergente de acordo com o avanço da sucessão. Os resultados indicaram forte efeito da sazonalidade e das técnicas de coleta na interpretação dos resultados. A comunidade edáfico-epígea encontrada no período seco mostrou-se especialmente sensível ao desenvolvimento florestal, enquanto a resposta da mirmecofauna foi mais evidente durante o período chuvoso. Os resultados indicaram também que as comunidades de diferentes regiões, Mogi-Guaçu e Ribeirão Preto, responderam ao processo sucessional, embora tenham apresentado diferenças na composição e no padrão de resposta. As análises com formigas classificadas em grupos funcionais indicaram que a resposta da mirmecofauna ao desenvolvimento florestal ocorre também no nível funcional. As mudanças nos padrões da comunidade e seus módulos estão relacionadas às mudanças nos filtros ambientais e à disponibilidade de nichos. Em conclusão, (1) a riqueza de espécies da fauna edáfico-epígea encontrada na serapilheira do período seco foi um bom preditor geral do desenvolvimento florestal; (2) a riqueza de grupos raros proporcionou o melhor modelo de prognóstico do estádio sucessional, indicando ainda que os reflorestamentos tendem a atingir patamares semelhantes aos encontrados nos remanescentes florestais por volta dos 27 anos após o plantio; (3) na comunidade edáfico-epígea, o avanço no desenvolvimento florestal levou à convergência entre padrões de composição, (4) enquanto na mirmecofauna a convergência ocorreu para os padrões de estrutura, sendo que em ambos os casos (3 e 4), quanto mais avançado o estádio sucessional, mais parecidos entre si são os padrões de locais diferentes; (5) a Equabilidade J das formigas amostradas por iscas decresceu ao longo do desenvolvimento florestal, sendo considerado também um indicador do processo sucessional (6) as classificações funcionais das formigas também permitiram boa predição dos estádios sucessionais, com destaque para formigas capturadas com iscas quando classificadas pelo sistema proposto por Andersen (1995), devido a boa relação custo/benefício. Portanto, foi confirmado o potencial bioindicador da mirmecofauna de comunidade edáfico-epígea geral, que podem ser utilizados como ferramentas de diagnóstico e monitoramento do processo sucessional. O uso mais apropriado deve ser feito por métodos comparativos, através de parâmetros provenientes de ecossistemas referência, ou por medidas repetidas ao longo do tempo, pela observação do deslocamento dos padrões da comunidade e interpretação da proporção dos grupos. / Ecological restoration objective is to promote the return of chemical, physical and biological natural properties as those similar to the native features as possible. However, the restoration projects cannot be well evaluated due to the fact that there are no appropriated tools to do that. Plantations using native species are a prominent technique used in São Paulo state, promoting the fast rising of a plant community, but it is very expensive and hard to measure if ecological processes are returning. Bioindicators are cheap tools to evaluate environmental conditions and ecological processes because they respond to all ecosystem characteristics acting together and the responses of a single group make possible to infer properties of the total biodiversity or the full ecosystem health. Epigeic and hipogeic Arthropoda, especially ants, are potential bioindicators, due to their high abundance, ubiquitousness and their straight relationship to some important ecological processes, even to other community components, but they have not been used because it lacks information about the local scale responses to successional process and which standards can be used as parameters. Hence, we have tried to understand the main standards and responses from soil and litter community, as well as the mirmecofauna responses, under a successional gradient constituted by twelve planted forests in different ages and three forest remainders (semi-deciduous forest), all located at the hydrographic basins, Pardo and Mogi-Guaçu, searching for trustful bioindicators of forest development. General fauna was sampled from litter and soil and ants were additionally sampled by attractive baits, using glucose and sardine. Results have showed that forest development makes influence on structure and composition of general communities and ant communities found in restoration sites, so that over time, these community parameters progressively have become more similar to those found in forest remainders, consisting in a directional shifting. Epigeic and hipogeic general fauna showed to be more sensitive to forest development through dry season, while ants presented critical responses in wet season. Communities from different regions were influenced by successional process but they have presented differences among fauna compositions. The analyses using ants classified in functional groups indicated that forest development makes influence also on fauna functional pattern. Groups occupying specialized niches tend to increase their relative amount throughout forest development. The shifting of ant community functionality may be related to changes in environmental filters plus the increase of niche availability through forest development. As conclusions, under experiment features (1) species richness of litter fauna of dry season is a good predictor of forest development; (2) the richness of rare taxa allowed the best prognosis about sucessional stage, also indicating that fauna found in forest plantations reaches similar fauna standards of forest remainders close to 27 years after the deployment; (3) over time, the composition of general edaphic-epigeic community found in restoration sites becomes more similar to composition of communities found in forest remainders, (4) while for ant communities, the structure standards found in restoration sites progressively become more similar of respective parameter found in forest remainders. (5) the Equitability J of ants communities sampled using baits decreases over forest development and it may be considered a bioindicator of sucessional process; (6) ant functional groups also provided good prediction of sucessional stages, highlighting ant sampling using baits and ant functional classification according to Andersen (1995), due to best benefit-cost ratio. For appropriated application of all bioindicators, the use of comparative techniques may be considered, including ecosystem references, and rather than it uses fixed values of fauna parameters (as fixed goals to be achieved), it is better to consider which parameters of the community are changing over time and if their tendencies are in accordance to the expected.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho é apresentado um novo método acurado com passo de tempo fracionário, baseado em uma técnica de decomposição de operadores, para a solução numérica de um sistema governante de equações diferenciais parciais que modela escoamento trifásico água-gás-óleo imiscível em reservatórios de petróleo heterogêneos no qual os efeitos de compressibilidade do gás não foram levados em conta. A técnica de decomposição de operadores em dois níveis permite o uso de passos de tempo distintos para os três problemas definidos pelo procedimento de decomposição: convecção, difusão e pressão-velocidade. Um sistema hiperbólico de leis de conservação que modela o transporte convectivo das fases fluidas é aproximado por um esquema central de diferenças finitas explícito, conservativo, não oscilatório e de segunda ordem. Este esquema é combinado com elementos finitos mistos, localmente conservativos, para a aproximação numérica dos sistemas de equações parabólico e elíptico associados aos problemas de transporte difusivo e de pressão-velocidade, respectivamente. O operador temporal associado ao sistema parabólico é resolvido fazendo-se uso de uma estratégia implícita de solução (Backward Euler). O modelo matemático para escoamento trifásico considerado neste trabalho leva em conta as forças de capilaridade e expressões gerais para as funções de permeabilidade relativa, campos variáveis de porosidade e de permeabilidade e os efeitos da gravidade. A escolha de expressões gerais para as funções de permeabilidade relativa pode levar à perda de hiperbolicidade escrita e, desta maneira, à existência de uma região elíptica ou de pontos umbílicos para o sistema não linear de leis de conservação hiperbólicas que descreve o transporte convectivo das fases fluidas. Como consequência, a perda de hiperbolicidade pode levar à existência de choques não clássicos (também chamados de choques transicionais ou choques subcompressivos) nas soluções de escoamentos trifásicos. O novo procedimento numérico foi usado para investigar a existência e a estabilidade de choques não clássicos, com respeito ao fenômeno de fingering viscoso, em problemas de escoamentos trifásicos bidimensionais em reservatórios heterogêneos, estendendo deste modo resultados disponíveis na literatura para problemas de escoamentos trifásicos unidimensionais. Experimentos numéricos, incluindo o estudo de estratégias de injeção alternada de água e gás (Water-Alternating-Gas (WAG)), indicam que o novo procedimento numérico proposto conduz com eficiência computacional a resultados numéricos com precisão. Perspectivas para trabalhos de pesquisa futuros são também discutidas, tomando como base os desenvolvimentos reportados nesta tese. / We present a new, accurate fractional time-step method based on an operator splitting technique for the numerical solution of a system of partial differential equations modeling three-phase immiscible water-gas-oil flow problems in heterogeneous petroleum reservoirs in which the compressibility effects of the gas was not take into account. A two-level operator splitting technique allows for the use of distinct time steps for the three problems defined by the splitting procedure: convection, diffusion and pressure-velocity. A system of hyperbolic conservation laws modelling the convective transport of the fluid phases is approximated by a high resolution, nonoscillatory, second-order, conservative central difference scheme in the convection step. This scheme is combined with locally conservative mixed finite elements for the numerical solution of the parabolic and elliptic problems associated with the diffusive transport of fluid phases and the pressure-velocity problem, respectively. The time discretization of the parabolic problem is performed by means of the implicit backward Euler method. The mathematical model for the three-phase flow considered in this work takes into account capillary forces and general expressions for the relative permeability functions, variable porosity and permeability fields, and the effect of gravity. The choice of general expressions for the relative permeability functions may lead to the loss of strict hyperbolicity and, therefore, to the existence of an elliptic region of umbilic points for the systems of nonlinear hyperbolic conservation laws describing the convective transport of the fluid phases. As a consequence, the loss of hyperbolicity may lead to the existence of nonclassical shocks (also called transitional shocks or undercompressive shocks) in three-phase flow solutions. The numerical procedure was used in an investigation of the existence and stability of nonclassical shocks with respect to viscous fingering in heterogeneous two-dimensional flows, thereby extending previous results for one-dimensional three-phase flow available in the literature. Numerical experiments, including the study of Water-Alternating-Gas (WAG) injection strategies, indicate that the proposed new numerical procedure leads to computational efficiency and accurate numerical results. Directions for further research are also discussed, based on the developments reported in this thesis.