A disponibilização de notícias e leitura on-line através de smartphones, tablets e computadores tem reduzido a venda de jornais impressos no mundo, e a logística que faz a distribuição desses jornais impressos tenta encontrar formas de sobreviver à redução de demanda. Por outro lado, a logística de cargas expressas (característica dos modelos de e-commerce) cresce a cada dia fazendo uso de recursos terceirizados otimizados, situação que será acelerada no futuro com as “entregas no mesmo dia” (same-day delivery). Este estudo tem como objetivo elaborar um modelo de apoio à decisão para o planejamento da distribuição física compartilhada de jornais e produtos de e-commerce para uso do operador logístico. Propõe-se um problema de alocação de cargas multiperíodo e não um problema típico de roteirização como ocorre na maioria dos estudos de logística rodoviária. Sua resolução será realizada através de otimização discreta (veículos e cargas inteiras), através de Programação Linear Inteira, sendo desenvolvida em seguida Análise de Sensibilidade através de Programação Linear Não Inteira com o relaxamento da restrição de integralidade. Através de modelagem matemática e processamento em Matlab®, analisam-se cenários da distribuição física terceirizada, abrangendo o impacto de incrementos da demanda de chegada na lucratividade, penalizações de receita por postergações de carregamento, variações de custos pela inclusão de frota extra, introdução de multa contratual por não transportar algum produto, e testes com variados tempos de postergação dos carregamentos. Nos testes realizados pelo modelo que simulam uma situação real, a menor lucratividade foi obtida sem a postergação de entrega, modo comumente operado pelo mercado. O ganho percentual com a postergação de carregamentos diminuiu com o aumento da demanda de chegada. O problema de Programação Linear Não Inteira não encontrou diferença de ganho postergando ou não o carregamento. A estrutura de modelagem proposta também pode ser usada para tomada de decisão e auxílio com a escolha de qual entrega realizar; o nível de serviço a oferecer e prazos a cumprir; escolha do mix de clientes; transportadores terceirizados/parceiros a contratar; rotas a atender; frota e tamanho de veículos a utilizar; tipos/mix de produtos a entregar; tarifas de transporte a serem pagas. / The availability of news and reading online through smartphones, tablets and computers has reduced the sale of newspapers in the world, and the logistics that makes the distribution of newspapers try to find ways to survive the demand reduction. On the other hand, the logistics express cargo (characteristic of e-commerce models) grows every day making use of optimized outsourced resources, a situation that will be accelerated in the future with the same-day delivery. This study aims to develop a model for decision support for planning the shared physical distribution of newspapers and ecommerce products for use in the logistics operator. It proposes an allocation problem multiperiod loads and not a typical routing problem as in most road logistics studies. Its resolution will be performed by discrete optimization (vehicles and entire cargo) through Integer Linear Programming, and then developed by Non-integer Linear Programming Sensitivity Analysis with relaxation completeness restriction. Through mathematical modeling and processing in Matlab are analyzed scenarios of outsourcing physical distribution, including the impact of increases in demand coming in profitability, penalties revenue by charging postponements, cost variations by including extra fleet, introduction of contractual penalty for not carrying any product, and tests with varying postponement times of shipments. In tests conducted by the model that simulate a real situation, the lower profitability was achieved without delivery postponements, so commonly operated by the market. The percentage gain with the postponement of shipments decreased with increasing demand of arrival. The non-integer linear programming problem did not gain difference postponing or not charging. The proposed model structure can also be used to aid decision-making and with the choice of which delivery perform; the level of service to offer and deadlines; choice of the customer mix; outsourced carriers / partners to contract; routes to meet; fleet and size of vehicles to be used; types / mix of products to be delivered; transportation fees to be paid.

O presente trabalho propõe uma modelagem matemática simplificada que tem como foco o cálculo do módulo de elasticidade em matérias de fricção levando em consideração a porosidade. A modelagem proposta foi desenvolvida tendo como base a Lei das Misturas Modificada e os equacionamentos propostos por Spriggs e Kingery. Para simplificação do modelo, foi analisado um compósito com um aglomerante e um elemento de reforço. A escolha das matérias-primas levou em consideração os elementos mais utilizados em um material de fricção, desta forma o aglomerante utilizado foi uma resina fenólica e os agentes de reforço foram fibras de vidro e aramida. O equacionamento foi verificado utilizando dados empíricos. Para tanto, foram utilizados dois grupos de compósitos, um com resina fenólica e fibra de vidro e o outro com resina fenólica e fibra aramida. A verificação da influência das fibras no compósito foi feita variando o percentual de fibra, de 5% a 30% em peso, com um aumento de 5% entre as amostras. Os materiais foram confeccionados segundo o método de cura a quente sob pressão, seguido de tratamento térmico. Para a verificação das propriedades mecânicas foi realizado o teste de flexão a 3-pontos, segundo a norma ASTM D790,07. Em uma primeira análise, foi verificado o teor mínimo para que a fibra comece a atuar como reforço estrutural, e este para os dois grupos investigados foi de aproximadamente 2%, ou seja em todas as amostras as fibras estão atuando como elemento de reforço. O ensaio de porosidade seguiu a norma Volkswagen PV 3005 Por esse, foi possível verificar que para o compósito com fibra de vidro, quanto maior o teor de fibra, menor a porosidade apresentada pelo compósito. Para o compósito com aramida, a porosidade só diminui até 15%, após mantém-se constante. Este resultado pôde ser explicado pelo fato da aramida se apresentar na forma de polpa, dificultando a molhabilidade da resina. Como não há correlação linear entre porosidade e módulo de elasticidade para o compósito com fibra aramida, é proposto um modelo que seja apto à avaliação dos dois compósitos em questão. A utilização deste modelo visou a redução expressiva no tempo despendido e esforços de desenvolvimento de produtos, colaborando para a redução dos custos de projeto e aumento da competitividade destes produtos. A modelagem matemática simplificada proposta permitiu obter uma correlação entre o módulo de elasticidade e a porosidade. Os dados calculados através do modelo proposto concordam de forma satisfatória com os resultados experimentais. / The present work shows a simplified mathematical modeling focused on the modulus of elasticity in a friction material considering the inherent porosity of this material. The suggested model was developed based on the modified Law of Mixtures and equations proposed by Spriggs and Kingery. To obtain a simplified model a composite constituted of a binder and a reinforcement element was analyzed. Raw materials used in these tests were chosen based on raw materials most used in a friction industry, the binder used is a phenolic resin and reinforcing components are glass fiber and aramid fiber. The proposed model was verified based on the empirical data, analyzing two groups of composite material, one with a phenolic resin and fiber glass and another one with phenolic resin and aramid fiber. To understand the influence of the reinforcing components in the composite, the percentage of fibers was varied from 5% to 30%, the difference between samples is 5%. The materials were manufactured using the process typically used for friction materials, heat curing under pressure followed by heat treatment. The samples were tested under 3-points bending test procedure, according to ASTM D790-07 standard. In a preliminary analysis the minimum fraction of fiber that works as a reinforcing component is 2%, according to critical volume equation. Then in all the samples analyzed the fibers are acting as reinforcement elements. The porosity test was made according to VW PV 3005 standard Using this method, it was possible to verify that increasing the percentage of glass fiber the percentage of porosity decrease. For the aramid composite the percentage of porosity decreases up to 15% of fiber, from this point the value is kept constant. This result can be explained if we consider the fact that the aramid fiber is used in the pulp form, hindering the wettability of the resin. Since there is no linear correlation between porosity and elastic modulus for the composite with aramid fiber, it is proposed a model that is able to appraisal the two composites in question. The use of this model aims a significant reduction in time spent and resources on development, helping to reduce the project cost and increasing the product competitiveness. The simplified mathematical model proposed supported a correlation between modulus of elasticity and porosity. Data calculated by the proposed model agrees satisfactorily with the experimental results.

Um modelo matemático para a transferência de calor no processo de refusão por eletroescória (ESR - \"electroslag remelting\") foi implementado a partir da equação diferencial de condução de calor transiente em coordenadas cilíndricas. A resolução numérica da equação diferencial foi facilitada através de uma mudança de variável que possibilitou fixar-se o tamanho do domínio de cálculo durante o período de crescimento do lingote. Duas análises foram conduzidas. Na primeira, uma análise paramétrica foi feita e na segunda um caso industrial foi analisado. Na primeira analise, a equação diferencial foi escrita na forma adimensional, indicando os parâmetros adimensionais importantes para o processo. Realizou-se um estudo paramétrico do modelo examinando-se o efeito de algumas variáveis de processo na geometria da poça de fusão, no tempo local de solidificação (LST) e no comprimento do lingote necessário para o sistema atingir um regime quase-estacionário. As variáveis de processo escolhidas para o estudo foram: (1) a taxa de refusão; (2) o tipo de material refundido e (3) as condições de extração de calor pelo molde. Os resultados mostraram que não é possível definir, para todas as condições industriais, uma única razão entre o comprimento e o raio do lingote no momento em que a poça de fusão atinge estado quase-estacionário. Observou-se ainda que o número de Stefan, que define o tipo de material, tem efeito desprezível na profundidade da poça de fusão e no tempo local de solidificação quando atinge valores maiores do que 0,5. Na segunda análise (caso industrial), o modelo foi usado para simular a refusão industrial de um lingote da liga ASTM F138. O perfil da poça de fusão e o fluxo de calor na interface metal-lingoteira foram medidos e apresentaram uma excelente aderência aos resultados do modelo. Os resultados apresentados permitem ainda a determinação (sob o ponto de vista microestrutural) do valor ótimo da taxa de refusão e do momento em que o processo atinge o estado quase-estacionário para uma ampla faixa de materiais, diâmetros de lingote e condições de transferência de calor adotadas industrialmente. / A mathematical model for heat transfer in the electroslag remelting process (ESR) was implemented using the transient heat conduction equation in cylindrical coordinates. The solution of the equations was facilitated by using a change of the axial coordinate, also known as the Landau transformation, which fixed the calculation domain size during the ingot growth period. Two analyses were carried out. In the first, a parametric study of the model was done, while in the second, the solidification of an industrial ingot was modeled. In the first analysis, the differential equation in dimensionless form indicated the important processing parameters, namely, the melting rate, the type of solidifying material, and the heat extraction to the mold. The effects of these parameters were examined on the pool profile geometry, local solidification time (LST) and length of ingot to reach quasi-steady state. The results showed that it is not possible to define, for all industrial conditions, a unique ratio of ingot length to ingot radius when the metal pool reaches the quasi-steady state. It was also observed that the Stefan number (Ste), which defines the type of solidifying material, had a negligible effect on the pool depth and on the LST for Ste > 0.5. In the second analysis, the model was used to simulate the solidification in the ESR process of an ingot made of the ASTM 138 steel. The geometric profile of the metal pool and the heat flux at the metal-mold interface were measured, showing reasonable agreement with the model results. Finally, the results given in the present work allow the definition (from a microstructural standpoint) of the optimum melting rate and the time to reach quasi steady-state for a wide range of industrial materials, ingot diameters and heat transfer conditions.

Este trabalho de pesquisa quantitativa em gestão de operações de seguradoras apresenta o desenvolvimento de modelos matemáticos para apreçamento de opções embutidas em produtos de previdência. O problema de pesquisa se refere à opção concedida aos participantes de planos de previdência aberta, que permite a conversão de um saldo futuro de poupança em renda vitalícia sobre condições pré-estabelecidas. Os modelos apresentados têm o intuito de determinar o valor e as sensibilidades do passivo gerado, considerando os riscos financeiros envolvidos. O problema é tratado em duas etapas. Inicialmente, apresenta-se a modelagem dos riscos assumidos pela seguradora e identificam-se as características da opção concedida, permitindo, sob hipóteses a respeito das condições de investimento e mortalidade, a utilização de modelos consolidados de apreçamento de opções financeiras na determinação do passivo em questão. Na segunda parte, analisa-se a utilização de modelos de otimização da carteira de ativos que deve proteger a instituição lançadora do passivo de eventuais oscilações no valor de suas obrigações. Além disso, aplica-se o modelo de apreçamento à determinação da taxa de carregamento para participantes representativos, analisando-se as mudanças em seu valor decorrentes de variações nas taxas de juros e nas volatilidades dos ativos objeto. Por fim, apresenta-se a aplicação dos modelos à situação real de uma empresa seguradora. A análise dos resultados obtidos mostra que, embora o valor inicial do passivo seja relativamente baixo, sua alta sensibilidade em relação às taxas de juros e as dificuldades de hedge devido ao prazo dos passivos tornam o problema relevante do ponto de vista da instituição seguradora. / This work, which consists of quantitative research within operations management, presents the development of mathematical models for pricing options embedded in Brazilian insurance retirement-related products. The problem studied refers to the financial option that an insurance company writes to its clients who purchase open ended retirement plans. Such option allows the participant to purchase, in the date of his or her retirement, an annuity under terms and conditions defined at the date the participant adheres to the plan. Models presented intend to calculate the value and sensibilities of the liability incurred, considering the financial risks involved. The problem is approached in two steps. Firstly, risks acquired by the insurance company are modeled and the characteristics of the option written to the participant are identified. This allows, under certain assumptions for investment choices and mortality behavior, the use of option pricing models traditional in Finance Theory to determine the value of liabilities. Secondly, the use of portfolio optimization models to hedge the insurance company against changes in the value of liabilities is analyzed. Moreover, the pricing model is applied to calculate the adequate fee to be applied to each contribution an individual makes to the plan (known as taxa de carregamento). Changes to such adequate fees resulting from changes in interest rate and volatility levels are also analyzed. Finally, the models presented are applied to a real problem of an insurance company. Results achieved indicate that, although the current value of liabilities is relatively small, the significant sensitivity to decreases in interest rates and hedge difficulties stemming from the long maturity of liabilities make the problem relevant from the perspective of the insurance company.

Ústav hydrogeologie, inženýrské geologie a užité geofyziky Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta MATEMATICKÉ MODELOVÁNÍ HLUBOKÉ STAVEBNÍ JÁMY V PÍSCÍCH diplomová práce Martina Tichovská Vedoucí diplomové práce: RNDr. David Mašín, PhD, MPhil. Praha, Srpen, 2012 Abstract Nowadays, mathematical modeling is a very discussed in geotechnics and used in many geotechnical applications. And it became more popular. The main aim of this work is to show suitability of constitutive modeling for prediction of deep ground excavation behavior in sandy soil. The temporary excavation is part of a tunnel portal 513 on an outer road bypass in Prague. In places the pit reaches almost 30 m depth. Mohr-Coulomb constitutive model and advanced hypoplastic model for coarse grain soils supplemented by intergranular strain concept were chosen for this application. Calculations demonstrated different results in soil behavior predicted by each model. Calculated results were compared with measured data from excavations monitoring. These show hypoplastic model as more realistic for deformation prediction.

Additive Manufacturing (AM) has demonstrated great potential to advance product design and manufacturing, and has showed higher flexibility than conventional manufacturing techniques for the production of small volume, complex and customised components. In an economy focused on the need to develop customised and hi-tech products, there is increasing interest in establishing AM technologies as a more efficient production approach for high value products such as aerospace and biomedical products. Nevertheless, the use of AM processes, for even small to medium volume production faces a number of issues in the current state of the technology. AM production is normally used for making parts with complex geometry which implicates the assessment of numerous processing options or choices; the wrong choice of process parameters can result in poor surface quality, onerous manufacturing time and energy waste, and thus increased production costs and resources. A few commonly used AM processes require the presence of cellular support structures for the production of overhanging parts. Depending on the object complexity their removal can be impossible or very time (and resources) consuming. Currently, there is a lack of tools to advise the AM operator on the optimal choice of process parameters. This prevents the diffusion of AM as an efficient production process for enterprises, and as affordable access to democratic product development for individual users. Research in literature has focused mainly on the optimisation of single criteria for AM production. An integrated predictive modelling and optimisation technique has not yet been well established for identifying an efficient process set up for complicated products which often involve critical building requirements. For instance, there are no robust methods for the optimal design of complex cellular support structures, and most of the software commercially available today does not provide adequate guidance on how to optimally orientate the part into the machine bed, or which particular combination of cellular structures need to be used as support. The choice of wrong support and orientation can degenerate into structure collapse during an AM process such as Selective Laser Melting (SLM), due to the high thermal stress in the junctions between fillets of different cells. Another issue of AM production is the limited parts’ surface quality typically generated by the discrete deposition and fusion of material. This research has focused on the formation of surface morphology of AM parts. Analysis of SLM parts showed that roughness measured was different from that predicted through a classic model based on pure geometrical consideration on the stair step profile. Experiments also revealed the presence of partially bonded particles on the surface; an explanation of this phenomenon has been proposed. Results have been integrated into a novel mathematical model for the prediction of surface roughness of SLM parts. The model formulated correctly describes the observed trend of the experimental data, and thus provides an accurate prediction of surface roughness. This thesis aims to deliver an effective computational methodology for the multi- objective optimisation of the main building conditions that affect process efficiency of AM production. For this purpose, mathematical models have been formulated for the determination of parts’ surface quality, manufacturing time and energy consumption, and for the design of optimal cellular support structures. All the predictive models have been used to evaluate multiple performance and costs objectives; all the objectives are typically contrasting; and all greatly affected by the part’s build orientation. A multi-objective optimisation technique has been developed to visualise and identify optimal trade-offs between all the contrastive objectives for the most efficient AM production. Hence, this thesis has delivered a decision support system to assist the operator in the "process planning" stage, in order to achieve optimal efficiency and sustainability in AM production through maximum material, time and energy savings.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-08-18T11:50:05Z No. of bitstreams: 1 PDF - André Luiz da Silva.pdf: 2669742 bytes, checksum: 796dc6a0d580f489f471969a901b6a51 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T11:50:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - André Luiz da Silva.pdf: 2669742 bytes, checksum: 796dc6a0d580f489f471969a901b6a51 (MD5) Previous issue date: 2016-04-28 / Currently there is a great concern for groundwater contamination due to environmental pollution. Because of the need to deal with problems of this nature, it is necessary to develop research to enable understanding of the spread of pollutants in porous media motivating the need to develop mathematical models and computer codes to simulate reactive transport multispecies pollutants. This work aimed to propose a mathematical model for the numerical simulation of the spread of pollutants in the saturated region of the soil, considering the advection mechanisms, diffusion, sorption and chemical reaction. The mathematical model obtained was discretized using the method of finite volume. The results show that the method of Finite Volume, presented a very satisfactory performance in the discretization of pollutant reactive two-dimensional transport problem of the conservation equations in groundwater, the numerical method was compared to a semi-infinite medium getting good results, simulated experimental design guided the work results. It also highlighted the good performance of the computer language as a support tool for the evaluation of environmental impacts caused by pollution sources, and you can view the extent and behavior of a plume of contamination and carry out numerous transactions in short time at low cost and producing results very close to reality. / Atualmente existe uma grande preocupação com a contaminação das águas subterrâneas devido a poluição ambiental. Devido a necessidade de se lidar com problemas desta natureza, se faz necessário o desenvolvimento de pesquisas que possibilitem o entendimento da propagação de poluentes em meios porosos motivando a necessidade do desenvolvimento de modelos matemáticos e códigos computacionais para simularem o transporte reativo de múltiplas espécies poluentes. Este trabalho teve como objetivo propor um modelo matemático para a simulação numérica da propagação de poluentes na região saturada do solo, contemplando os mecanismos de advecção, difusão, sorção e reação química. O modelo matemático obtido foi discretizado utilizando o método dos Volumes Finitos. Os resultados obtidos demonstram que o método dos Volumes Finitos, apresentou um desempenho bastante satisfatório na Discretização das equações de conservação do problema do transporte bidimensional reativo de poluentes em águas subterrâneas, o método numérico foi comparado para um meio semi-infinito obtendo bons resultados, o planejamento experimental simulado norteou os resultados do trabalho. Ficou evidenciado também a boa performance da linguagem computacional como ferramenta de apoio para a avaliação de impactos ambientais causados por fontes poluidoras, sendo possível visualizar a extensão e o comportamento de uma pluma de contaminação e realizar inúmeras operações em curto período de tempo, a baixo custo e produzindo resultados bem próximos da realidade.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-09-06T12:08:58Z No. of bitstreams: 1 PDF - Rônero Márcio Cordeiro Domingos.pdf: 3609346 bytes, checksum: fa278c1392706efa1f28d007aa85bdab (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-09-06T16:54:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Rônero Márcio Cordeiro Domingos.pdf: 3609346 bytes, checksum: fa278c1392706efa1f28d007aa85bdab (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-06T16:54:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Rônero Márcio Cordeiro Domingos.pdf: 3609346 bytes, checksum: fa278c1392706efa1f28d007aa85bdab (MD5) Previous issue date: 2016-04-18 / The aim of this study was to identify and understand how undergraduated students of Physics and Mathematics develop their skills and attitudes to classroom practice in the context of mathematical modeling using the mathematics teaching-learning methodology through solving problems. For this research, it was employed as a scientific methodology, the Model Thomas A. Romberg, where he presents ten key activities for the development of a scientific research. From this model, it was possible to carry out the research, planning and todevelop this work. The field research was carried out with students of Physics and Mathematics major of the Federal Institute of Sertão Pernambucano, campus of Salgueiro / PE, and the Faculty of Humanities of the Sertão Central - FACHUSC. For these students it was offered an extension course on Ordinary Differential Equations in the context of Mathematical Modeling. The data collection was done through questionnaires, notebooks and students’nots, and especially by recordings made during each meeting. Da analysis of the data collected during the field research, it was found that the methodology Problems Solving, worked in the context of Mathematical Modeling, is a promising way to prepare future teachers of physics and mathematics to develop skills and attitudes to the classroom practice. The work in the field of research given to prospective teachers moments of creativity, interest in the contents worked and active participation in the activities developed during the course of extension. / O objetivo deste trabalho foi identificar e compreender como os alunos de Licenciatura em Física e Matemática desenvolvem suas habilidades e atitudes para a prática da sala de aula no contexto da Modelagem Matemática, utilizando a Metodologia de Ensino-Aprendizagem de Matemática através da Resolução de Problemas. Para a realização desta pesquisa, foi empregada como metodologia cientifica, o Modelo de Thomas A. Romberg, em que ele apresenta dez atividades essenciais para o desenvolvimento de uma Pesquisa cientifica. A partir desse Modelo, foi possível a realização da investigação, planejamento e desenvolvimento deste trabalho. A pesquisa de campo foi realizada com alunos dos cursos de Física e Matemática do Instituto Federal do Sertão Pernambucano, campos de Salgueiro/PE, e da Faculdade de Ciências Humanas do Sertão Central - FACHUSC. Para esses alunos, foi oferecido um curso de Extensão sobre Equações Diferenciais Ordinárias no contexto da Modelagem Matemática. A Coleta dos dados foi feita mediante a aplicação de questionários, cadernos e anotações dos alunos e principalmente pelas gravações feitas ao longo de cada encontro. Da análise dos dados coletados durante a pesquisa de campo, constatou-se que a Metodologia Resolução de Problemas, trabalhada no contexto da Modelagem Matemática, foi um caminho promissor no preparo de futuros professores de Física e Matemática para o desenvolvimento de habilidades e atitudes para a prática da sala de aula. O trabalho desenvolvido na pesquisa de campo concedeu aos futuros professores momentos de criatividade, interesse nos conteúdos trabalhados e participação ativa nas atividades desenvolvidas durante o curso de extensão.

O objetivo do trabalho foi propor modelos para estimar índice de área foliar, fitomassa seca e extração de macronutrientes pela cultura de arroz, bem como determinar a época de máxima taxa de extração de N e K. O experimento foi conduzido na várzea do Departamento de Produção Vegetal da ESALQ/USP. O solo foi classificado como Gleissolo Eutrófico, horizonte A chernozênico, textura média a argilosa (FAO –Unesco: Gleysols; USDA: Humic Haplaquept). Foi utilizada a variedade cultivada IAC 103, caracterizada por ser de ciclo médio e de alto rendimento. As variáveis observadas foram o índice de área foliar, a fitomassa seca em diferentes compartimentos da planta (raiz, folha e colmo e panícula) e os teores de macronutrientes por unidade de fitomassa seca. Para estimativa da extração de N, P, K, Ca, Mg e S, levou-se em consideração o teor de macronutrientes na planta e a produção, por unidade de área, de fitomassa seca. Em função dos resultados obtidos, foram propostos modelos cuja base matemática é fundamentada em eventos biológicos que acontecem ao longo do ciclo da cultura. Os modelos propostos apresentaram adequado desempenho para definir ordem de grandeza dos valores de índice de área foliar, fitomassa seca, extração de macronutrientes pela cultura de arroz, bem como para estimar a máxima taxa de absorção de N e K. / The objective of this study was to propose models to estimate leaf area index, dry matter and uptake macronutrients, and to determinate the maximum N and K uptake rates moment by rice crop. The field experiment was carried out at a wetland area of the Crop Science Department, University of São Paulo, Brazil. The soil is classified as Humic Haplaquept (FAO – UNESCO: Gleysols; Brazil: Gleissolo Eutrófico). The rice variety IAC 103 (middle season cycle and high yield) was used. Observed variables were leaf area index, dry matter from different parts of the plant (root, leaf and stem, and panicle) and macronutrient content. To estimate N, P, K, Ca, Mg and S extraction, the macronutrient content and dry matter were used. As results of this study, phytotechnical models, based on biological events that occurred during the crop cycle, were proposed. These models showed a satisfactory behavior to define the magnitude of estimated leaf area index, dry matter, macronutrient extraction by rice crop and maximum N and K uptake rates.

A existência de fontes pontuais em rios e córregos implica em impactos a jusante que podem comprometer os usos futuros desses recursos hídricos. Para tanto, a modelagem matemática apresenta-se como uma ferramenta fundamental na avaliação dessas descargas no sentido de avaliar o atendimento legal e subsidiar o licenciamento de atividades junto aos órgãos competentes. O principal objetivo do presente trabalho foi verificar, através de simulações numéricas com o modelo QUAL2Kw, a capacidade de assimilação de cargas pontuais em um trecho do Rio Itapanhaú para oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, amônia, nitratos, fósforo total, clorofila-a e pH de acordo com as condições de maré, sempre considerando os limites estabelecidos pela Resolução CONAMA 357/05 para rios classe 2. Foi necessário realizar as simulações considerando o efeito da variação do nível dágua de jusante em função da proximidade com o oceano, uma vez que essas mudanças acarretam em alterações nas profundidades velocidades ao longo do curso dágua. A determinação da linha dágua foi realizada pelo aplicativo CLIV da Fundação Centro Tecnológica de Hidráulica da USP; as amplitudes e fases das harmônicas no trecho em estudo foram obtidas através do método dos mínimos quadrados e a partir das constantes harmônicas existentes na Ilha Barnabé, em Santos, SP. Foram obtidos resultados de calibração e validação razoáveis com o modelo QUAL2Kw, e as simulações foram divididas em período seco e chuvoso. No geral, o Rio Itapanhaú possui uma boa capacidade de assimilação das cargas hoje existentes, sendo que não houve nenhuma não conformidade em relação ao atendimento legal. A situação mais crítica ocorreu nos dois períodos hidrológicos na maré alta, onde as concentrações de fósforo total ficaram muito próximas ao limite de 100g/L. Foi ainda realizada análise de incerteza para o oxigênio dissolvido e análise de sensibilidade pela Simulação Monte Carlo para o coeficiente de reaeração, taxa de nitrificação e taxa de hidrólise do fósforo orgânico. Realizou-se uma última simulação com aumento da carga em 50%, sendo que apenas o fósforo total e pH excederam os limites de padrão de qualidade de água. / The presence of point sources in rivers and streams implicates in downstream impacts that can commit their respective future uses. For this reason, the mathematical modeling comes as a fundamental tool in the evaluation of those discharges in sense to evaluate legal service and to subsidize the licensing of activities to the competent organs. The main objective of the present work was to verify, through numeric simulations with the model QUAL2Kw, the capacity of assimilation of point sources in a reach of Itapanhaú River for dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, ammonia, nitrates, total phosphorus, chlorophyll-a and pH according with tide conditions, always considering the established limits for the Resolution CONAMA 357/05 for class 2 rivers. It was necessary to accomplish the simulations considering the effect of the variation of the downstream water level in function of the proximity with the ocean, once those changes cause alterations in depth and velocity along the channel. Water level determination was accomplished by application of CLIV, which was developed by Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica of the Universidade de São Paulo; the amplitude and phases of the harmonics in study were obtained through the method of the minimum squares and from the existent harmonic constants in Ilha Barnabé, Santos, SP. It was obtained reasonable calibration and validation results with the model QUAL2Kw, and the simulations were divided in dry and rainy period. In general, Rio Itapanhaú possesses a good capacity of assimilation of the loads at present, and there was not any non conformity in relation to the legal aspects. The most critical situation happened in both hydrological seasons in the high tide, where the concentrations of total phosphorus were very close to the limit of 100g/L. It was still accomplished uncertainty analysis for the dissolved oxygen and sensibility analysis for the reaeration coefficient, nitrification rate and hydrolysis rate of the organic phosphorus using Monte Carlo method. A last simulation was performed with increase of the load in 50%, and only total phosphorus and pH exceeded the water quality pattern limits.