Os modelos formais constituem uma parte essencial da ciência política contemporânea. Sua história recente está fortemente ligada aos desenvolvimentos da teoria da escolha racional, que é considerada a única teoria dedutiva nas ciências sociais. Este caráter único, especialmente a sua manifestação por meio de simbolismos matemáticos, causou profundos cismas e críticas na disciplina. Muitos críticos alegam que os modelos formais não contribuíram para a compreensão dos fenômenos políticos, oferecendo apenas predições triviais baseadas em pressupostos irrealistas de comportamento humano e estrutura social. Os desenvolvedores de modelos, no entanto, disputam essa afirmação, afirmando que os modelos possuem poder explicativo e explicativo sem o qual não poderíamos entender fenômenos complexos, como poder de veto, agregação de preferências, ação coletiva e cooperação, para citar alguns. Esse desacordo vem de uma série de mal-entendidos sobre a essência da modelagem; e como os modelos produzem explicações. Nesta tese, parto da seguinte questão de pesquisa: o que aprendemos com os modelos de escolha racional? Desenvolvo uma tipologia orientada para a explicação de modelos que captura os vários propósitos para os quais os cientistas políticos os designam, identificando três classes de modelos: conceituais, quase-conceituais e extrapolativos. Cada um deles oferece uma compreensão particular de como os modelos geram previsões e como essas previsões devem ser avaliadas em termos de representação dos fenômenos do mundo real. Eu reviso dois corpos de literatura, nos quais aplico a tipologia e analiso suas implicações na modelagem. Defendo o argumento de que, se os modelos forem julgados, os cientistas políticos devem superar os argumentos de “modelos como fábulas” e testes empíricos como a única ferramenta para testar modelos e avaliar seu poder explicativo. Em vez disso, os modelos devem ser julgados com base nos tipos de explicação que eles fornecem, o que depende fortemente dos propósitos para os quais eles foram projetados. / Formal models constitute an essential part of contemporary political science. Their recent history is tightly tied to the developments of rational choice theory, which is considered to be the only deductive theory in the social sciences. This unique character, especially its manifestation through mathematical symbolisms, has caused profound schisms and criticisms in the discipline. Many critics allege that formal models have not contributed to our understanding of political phenomena, offering no more than trivial predictions based on unrealistic assumptions of human behaviour and social structure. Modellers, however, dispute this claim, stating that models do have predictive and explanatory power without which we would not be able to understand complex phenomena, such as veto power, preferences aggregation, collective action, and cooperation to name a few. This disagreement comes from a series of misunderstandings about the essence of modelling, and how models produce explanation. In this thesis, I depart from the following research question: what have we learnt from rational choice models? I develop an explanationoriented typology of models that captures the various purposes for which political scientists design them, identifying three classes of models: conceptual, quasi-conceptual, and extrapolative. Each of them offers a particular understanding of how models generate predictions, and how those predictions should be assessed in terms of their representing of real-world phenomena. I review two bodies of literature, where I apply the typology and analyse its implications to modelling. I defend the argument that if models are to be judged, political scientists have to overcome the arguments of “models as fables” and empirical testing as the only tool to test models and assess their explanatory power. Rather, models should be judged on the grounds of the types of explanation they provide, which is strongly dependant on the purposes for which they were designed.

Modelos simplificados fisicamente interpretáveis são importantes em diversas aplicações industriais. Colunas de destilação, dada sua importância para a lucratividade da planta e por consumirem muita energia, requerem modelos estáticos e dinâmicos dessa natureza, que auxiliem para a sua operação ótima. Como aplicações de tais modelos, destacam-se controle, otimização e treinamento de operadores. Esse campo de pesquisa é promissor, uma vez que, apesar da complexidade destes sistemas, estes apresentam uma dinâmica dominante de baixa ordem para as composições. Nesta dissertação é proposto um método rápido e preciso para determinação desta dinâmica dominante. Para tanto, considera-se uma coluna como sendo a combinação de quatro subsistemas: condensador (I), refervedor (II), zona de retificação (III) e zona de esgotamento (IV). Para (III) e (IV) são propostas expressões simples e com significado físico (shortcuts dinâmicos) para as constantes de tempo dominantes de cada seção. Expressões completas para o modelo estático de cada seção são também propostas em conjunto com um método para a geração da respectiva álgebra de blocos, que evidencia os reciclos entre os estágios de cada seção. Os reciclos entre os subsistemas (I) a (IV) são os responsáveis pelo deslocamento dos polos dominantes de cada seção, o que conduz à dinâmica dominante da coluna. Este fenômeno é explicado pela álgebra de blocos entre estes subsistemas proposta neste trabalho. Ainda que as expressões para as constantes de tempo dominantes de cada seção sejam oriundas de um modelo linearizado da mesma, a álgebra de blocos entre as seções introduz a não linearidade que explicita a dinâmica dominante da coluna, decorrente das correntes de refluxo. Por serem sistemas multivariáveis, shortcuts para a predição da direcionalidade, com base no deslocamento dos perfis de composições estacionárias de cada seção após estas sofrerem perturbações, são também propostos. Shortcuts para a álgebra de blocos, que explicitam qual seção da coluna é a dominante frente à outra, também são apresentados. Todas as métricas citadas são rápidas e precisas. Os erros relativos correspondentes aos modos dinâmicos são em sua maioria inferiores a 10% quando comparados com o respectivo modelo linear completo. A álgebra de blocos é exata e fornece métricas para explicar a dinâmica dominante de colunas. Contudo, é necessário ter posse de um modelo linear. Na ausência deste, almeja-se que as bases dinâmicas do método proposto auxiliem para o desenvolvimento de modelos caixa cinza para colunas reais, com o auxílio de dados de planta. / Simplified models that provide insight about the system physics are important to many industrial applications. Distillation columns, due to their contributions to process profitability and their high energy consumption, require static and dynamic models of this class, which are helpful to their optimal operation. Key applications of such models are control, optimization and operator training. This research field is promising, since despite distillation columns having complex dynamic behavior, their composition responses present low order dynamics. In this work, a fast and accurate method, for prediction of the mentioned dominant response, is presented. For this goal, the column is considered as the combination of four subsystems: condenser (I), reboiler (II), rectifying zone (III) and stripping zone (IV). For (III) and (IV), simple expressions for the dominant time constant of each column section, featuring insight of the physics (dynamic shortcuts), are proposed. Full expressions for the static gains of each section are also proposed with a method to generate the respective block diagram algebra. The recycle streams between all the (I) to (IV) subsystems move the poles of each subsystem, leading to the column dominant dynamics. This is explained by the full block algebra between all the subsystems that’s proposed in this work. Even if the dominant time constants of each section are generated from its linear model, the block algebra between the sections inserts the non-linearity that explains the column’s dominant behavior due to the recycle streams. Since distillation columns are multivariate systems, shortcuts that predict the process directionality, with basis on the stationary composition profiles changes, are also proposed. Shortcuts for the block diagram algebra, which make explicit the section with dominant dynamics, are also presented. All of the methods presented are fast, simple and accurate. The relative errors for the sections time constants are mostly inferior to 10% when compared to the respective full order linear model. The block algebra is exact and provides insight on the dominant dynamic behavior of the columns. However, linear models of the systems are required. In absence of linear models, one important future goal of this work is to verify its applicability to build grey box models, with support of industrial data, for real columns.

El objetivo de la investigación es determinar el rango de posibilidades para la estimación de una tarifa de ingreso al Refugio de Vida Silvestre Laquipampa (RVSL) mediante el método de valoración económica ambiental denominado Choice Experiment (experimentos de elección), el cual a su vez validará la implementación de una estructura de preferencias por los visitantes de tres planes que han sido agrupados en: a) Señalización de senderos y folletos informativos b) Actividades económicas para la comunidad c) Zona de rescate temporal para animales. Con lo cual se logra determinar la tarifa de ingreso, dada entre S/. 13.30 y S/. 15.70 (nuevos soles) que servirían como recaudación para la administración del RVSL ya que en la actualidad no se perciben ingresos por las visitas. Usando el modelo logitmultinomial, se estimó la disponibilidad a pagar de los visitantes. / Tesis

Com o objetivo de simular o desempenho de um distribuidor de fertilizante de tubo oscilante, desenvolveu-se um modelo matemático para prever a curva de distribuição transversal da máquina. O modelo matemático foi desenvolvido a partir da teoria estudada para distribuidores centrífugos e por envolver uma quantidade elevada de cálculos, foi elaborado um programa em linguagem Basic aplicado à microcomputadores padrão IBM/PC. A comprovação deste modelo foi obtida através da comparação dos dados conseguidos através de ensaio experimental utilizando fertilizante granulado 04-14-08. A análise dos resultados compreendeu um estudo da largura da faixa distribuída e a configuração da faixa quando comparada com a faixa experimental. Os resultados obtidos mostraram ser possível representar apenas metade da faixa, ou seja, apenas a faixa produzida pela metade do ciclo completo do tubo, uma vez que se considerou a faixa simétrica em relação ao centro da máquina. As larguras da faixa obtidas pelo ensaio simulado e pelo experimental foram 10,0 m e 13,2 m respectivamente, No entanto a diferença encontrada entre as faixas distribuídas apresentou um acréscimo de apenas 6,6 % da massa total distribuída pela máquina. Chegou-se à conclusão que o modelo foi satisfatório apesar das hipóteses simplificadoras adotadas. / In order to simulate the performance of an oscillatory fertilizer spreader, a mathematical model, based on the theory of centrifugal spreaders, was developed to estimate the width of the transversal swath. The model simulates the discharge of a great number of particles and to analyse their trajectories an IBM/PC microcomputer was used. The results of the simulation were compared with the experimental data obtained for a 04-14-08 granular fertilizer. To analyse the results, the maximum width and the shape of the swath were compared with the experimental swath. Experimental data showed that the swath is symmetric and therefore, it was possible to study one half of it. The model simulated a 10,0 m swath of application while the experimental reached a width of 13.2 m. An increase of 6,0 % of the simulated total particle mass was observed when compared with the experimental one. Finally, it was concluded the model is adequate to simulate an oscillatory spreader the adopted simplifying hypothesis.

No presente trabalho foram estudadas as exigências térmicas e avaliados cinco modelos de estimativa da produtividade para o arroz irrigado por inundação, cultivar IAC 4440, em função da temperatura média do ar e da radiação solar, nas regiões de Mococa, Pariquera-Açú e Pindamonhangaba, Estado de São Paulo, no período compreendido entre os anos agrícolas de 1982/83 a 1991/92. Inicialmente estudou-se a relação entre a temperatura do ar e o desenvolvimento da planta para a determinação da temperatura-base. Observou-se que a temperatura base para as fases fenológicas foi: semeadura-germinação: 18,8ºC; germinação-florescimento: 12,8ºC; florescimento-colheita: 12,5ºC e ciclo total, isto é, semeadura-colheita: 11,8ºC. As necessidades térmicas medidas em graus-dia para as fases fenológicas da cultura: semeadura-germinação; germinação-florescimento; florescimento-colheita e semeadura-colheita, encontradas foram, respectivamente: 70, 1246, 402 e 1985 GD. Os modelos para a estimativa da produtividade do arroz irrigado por inundação, em função de parâmetros climáticos, testados neste trabalho foram os propostos por MURATA (1964), HANYU (1966), MURAKAMI et al (1973), YOSHIDA & PARAO (1974) e por PEDRO JR. et al (1994), sendo que a avaliação estatística dos mesmos permitiu verificar que os propósitos por YOSHIDA & PARAO (1974) e por PEDRO JR. et al (1994) foram os que apresentaram melhores estimativas. Apesar disso, sugere-se que no uso mais preciso de quaisquer desses modelos são necessárias adaptações. / not available

Esta dissertação tem por objetivo propor melhorias no desempenho térmico de condensadores evaporativos a partir do estudo de dois modelos desenvolvidos para representar a transferência de calor e a efetividade deste tipo de equipamento, chamados de Ajuste Global e Psicrométrico. São elaborados dois aplicativos computacionais para a simulação dos modelos. Dados experimentais obtidos em uma bancada de testes são usados para o ajuste dos modelos. São apresentados gráficos comparativos do erro relativo de cada modelagem com relação ao experimental. É verificado que os dois modelos apresentam boa exatidão e podem ser utilizados para representar o equipamento. A técnica de análise de incertezas é aplicada no intuito de verificar a influência das diferentes grandezas no cálculo da taxa de transferência de calor do condensador. A temperatura de condensação do fluido refrigerante, juntamente com as vazões de amônia e do ar são os principais parâmetros que apresentam uma maior incerteza, necessitando mais cuidado em sua aquisição. Uma tabela de correção de capacidades é elaborada a partir do modelo Psicrométrico para prever o comportamento do condensador operando em faixas de condições de temperatura de condensação e temperatura de bulbo úmido do ar, diferentes das condições nominais. São propostas modificações na atual estrutura física do condensador evaporativo a fim de melhorar seu desempenho térmico, baseadas no estudo dos modelos e também dos diferentes ensaios realizados na bancada de testes. / The present work aims to propose improvements in the thermal performance of evaporative condensers from the study of two mathematical models developed to represent its heat transfer and effectiveness, called here Global adjustment and Psychometric model. It was elaborated two programs using EES to simulate both models. Experimental data was collected for the adjustment of both approaches. It was presented several graphs comparing the error of each model to the experimental. It was verified that both models presented good accuracy and they may be used to represent the equipment. Uncertainty analysis was realized to verify which variable affects mostly the heat transfer rejected by the evaporative condenser. The ammonia temperature of condensation, the air and ammonia mass flows are the variables presenting dominant influence on the uncertainty being necessary good care in the measurement of those values. A correction table was elaborated using Psychometric model to predict heat transfer in the EC operating in different ammonia temperature of condensation and air wet bulb temperature, different from the nominal ones. Concluding the study, some modifications are proposed in the current structure of the evaporative condenser aiming to improve its performance, based on both models and also the tests realized.

Células de combustível são dispositivos onde ocorre a oxidação eletroquímica de um combustível, apresentando maior eficiência, segurança e escalabilidade do que a maioria dos motores de combustão interna. A geração de hidrogênio a partir do alumínio possui a vantagem de utilizar-se metal que pode ser completamente recuperado, reciclado e reprocessado. Além disso, refugos feitos à base de alumínio tais como: latas de bebidas; peças de dispositivos eletrônicos; brinquedos; dentre outros, podem ser utilizados para geração de hidrogênio, o que incentivaria a reciclagem de materiais. A reação ocorre com a água na presença de álcalis fortes, tais como NaOH e KOH, que atuam como catalisadores, não sendo assim consumidos no processo. O objetivo principal deste trabalho é a construção de uma célula de combustível de baixa temperatura, denominada na literatura de PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell, Célula de Combustível com Membrana de Troca de Prótons) acoplada à geração local de hidrogênio por meio da corrosão alcalina do alumínio. Foram realizados experimentos variando-se os seguintes itens: concentração dos álcalis (de 1 a 3 mol.L-1), temperatura (295 a 345 K) e forma do metal (folhas de alumínio com 0,02 mm de espessura, lâminas com 0,5 mm e com 1 mm de espessura). Nesta primeira etapa, verificou-se que a concentração e temperatura influenciam fortemente a reação. Os tempos de reação variaram desde valores próximos de 2 minutos (reação de folhas de alumínio em presença de NaOH a 3 mol.L-1 na temperatura de 325 K) até tempos da ordem de 700 minutos (em experimentos utilizando lâminas de 1 mm a 315 K em presença de KOH 1 mol.L-1). A análise de difração de raios-x juntamente com a microscopia eletrônica de varredura (MEV) confirmou a presença de hidróxido de alumínio na forma de um precipitado de gibsita sobre uma amostra metálica após reação com NaOH, possibilitando a visualização da estrutura cristalina deste precipitado. Após construção e operação do reator alumínio-água acoplado à célula de combustível, obteve-se valores de diferença de potencial máximos da ordem de 150 mV e densidade de corrente máxima próxima a 5.10-3 mA.cm-2. Estes valores encontram-se muito abaixo dos valores esperados para uma célula de combustível de hidrogênio comum (ao redor de 700 mV e 200-400 mA.cm-2, respectivamente). Um modelo transiente simplificado do sistema, baseado em balanços de massa, energia e carga elétrica, foi utilizado para a compreensão do funcionamento do dispositivo. Assim, verificou-se que uma das possíveis causas da operação estar abaixo da eficiência esperada foi devido à baixa relação estequiométrica entre oxigênio alimentado por difusão do ar e vazão de hidrogênio obtido a partir da reação entre alumínio e água. / Fuel Cells are devices where electrochemical oxidation of a fuel occurs, showing more efficiency, safety and scalability than most of the internal combustion engines. The production of hydrogen from aluminum has the advantage to utilize a metal that might be completely recovered, recycled and re-processed. Moreover, wastes made with aluminum such drink cans, pieces of electronic devices, toys, among others, are possible to be utilized to generate hydrogen, which would encourage the material recycling. The reaction occurs with the water in the presence of strong alkali like NaOH and KOH, which act as catalysts, so not being consumed in the process. The main objective of this work is the construction of a low temperature fuel cell, named in the literature as PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) coupled to local hydrogen generation by means of the aluminum alkaline corrosion. Experiments were conducted by varying the following items: alkali concentration (1-3 mol.L-1), temperature (295-345 K) and metal shape (0.02 mm thick aluminum foils, 0.5 mm and 1 mm thick aluminum plates). In this first step, it has been verified that the concentration and temperature strongly influence the reaction. The reaction times varied from values close to 2 minutes (aluminum foils in the presence of NaOH 3 mol.L-1 at 325 K) up to times about 700 minutes (experiments utilizing 1 mm thick plates at 315 K in the presence of KOH 1 mol.L-1). Analysis of Scanning Electron Microscopy (SEM) together with X-ray Difraction (XRD) has confirmed the presence of aluminum oxide as gibbsite precipitate on the metallic sample after reaction with NaOH, which enabled the visualization of its crystalline structure. After construction and operation of the aluminum-water reactor coupled with the fuel cell, maximum values of electrical potential about 150 mV and current density about 5.10-3 mA.cm-2 were obtained. These values are very low in comparison with the values expected for common hydrogen fuel cells (about 700 mV and 200–400 mA.cm-2, respectively). A simplified transient model was developed, based on mass, energy and electric charge balances, in order to understand the operation of the device. It has been verified that one of the possible issues of low efficiency of the operation is due to low stoichiometric ratio between oxygen fed by air diffusion and hydrogen mass flow obtained from aluminum–water reaction.

Orientador: Maria Salett Biembengut. / Com: Produto Educacional : Ensino de matemática no curso de arquitetura : uma proposta por meio de modelação matemática. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências Naturais e Matemática.

Com o avanço das técnicas analíticas, tem sido possível estudadar redes neurais atratoras onde cada unidade de processamento é conectada com um número finito de vizinhos, sendo que esse número independe do tamanho do sistema. Aplicamos essas técnicas ao estudo de redes atratoras com padrões que possuem uma quebra de simetria sobre o número de bits ativos e quiscentes. O objetivo deste trabalho é estudar a capacidade da rede neural em armazenar padrões com atividade não nula, uma vez que a conectividade por neurônio é finita. Inicialmente, apresentamos os modelos predecessores de redes atratoras, como o modelo de Hopfield e os modelos de Amit, Gutfreund e Sompolinsky. Em tais modelos, o aprendizado é definido através de modificações sinápticas, inspiradas nas ideias de Hebb. Mostramos como é estimada a capacidade da rede. Mencionamos a introdução de uma função de energia para o sistema, que permite uma ligação com estudo de sistemas magnéticos através da mecânica estatística. Apresentamos também regras de aprendizado para lidar com padrões com atividade não nula. Num segundo momento, aplicamos o método de réplicas, utilizado para tratar sistemas desordenados, ao problema da rede atratora com conectividade e atividade dos padrões finitas. Utilizamos o formalismo de funções de ordem e fazemos uso do conceito de sub-redes, que permite particionar o grafo de acordo com os padrões a serem armazenados em cada neurônio. Obtemos, assim, uma função de ordem por sub-rede que contém toda informação sobre o estado do sistema. Aplicando o ansatz de simetria de réplicas, é possível derivar distribuições autoconsistentes dos campos locais para cada sub-rede. Tais distribuições passam a fornecer toda informação necessária para calcularmos os observáveis relevantes. As distribuições são calculadas numericamente a partir do método da dinâmica de populações. Em seguida, traçamos diagramas de fases para três regras de aprendizado. A partir desses, estimamos a capacidade, temperatura e atividade críticas. Observa-se a presença de fases de vidro de spin, transições decontínuas e pontos tricríticos. / With the advance of analytical tools it has been possible to study attractor neural networks in which each processing unit is connected to a finite number of neighbours. Being that, the number of neighbours is independent of the size of the system. We apply these tools to the study of attractor networks in which the patterns have a broken symmetry with respect to the number of active and inactive bits. The objetive of this work is to study the capacity of the neural network to store patterns with activity different from zero, being that the conectivity per neuron is finite. First, we present the predecessor models of attractor networks like the Hopfield and Amit, Gutfreund e Sompolinsky ones. In such models the learning is defined through sinaptic modifications, inspired by Hebb’s ideas. We show how to estimate the storage capacity of the network. We mention the introduction of a energy function for the system, which allows a link with the study of magnetic systems through statistical machanics. We present learning rules to deal with patterns which have non zero activity. In the second part, we apply the replic method, utilized to deal with disordered systems to the problem of an attractor neural network with finite conectivity and activity. We utilized the formalism of order functions and the concept of sublattices, this concept allows to partition the graph according with the patterns to be stored in each neuron. This way, we obtain an order function per sublattice which contain all the information about the state of the system. Applying the replica symmetry ansatz it is possible to derive self-consistent distributions of the local fields per sublattice. Such distributions start to provide all the necessary information to calculate the relevant observables. These distributions are calculated numerically using the population dynamics method. Then, we draw phase diagrams for three learning rules. Using these, we estimate the storage capacity, the temperature and the critical activity. We observe the presence of spin glass phases, discontinuos phase transiotions and tricritical points.

El objetivo de este trabajo es presentar una formulación matemática para el estudio del movimiento en sistemas de aguas "poco profundas" y su implementación en el sistema HYDRO, lenguage orientado para Hidrodinimica computacional, el cual forma parte del Proyecto LORANE, desarrollado por el Curso de Pos-Graduación en Ingenier1a Civil de la U.F.R.G.S.- Porto Alegre (Brasil).