Submitted by Wesley Felipe Ferreira Mora Gil null (wes_moragil@hotmail.com) on 2018-04-03T13:14:51Z No. of bitstreams: 1 dissertacao weley versao final.pdf: 3054931 bytes, checksum: 321569a638824c9d0f4d6a48a3d1dee2 (MD5) / Approved for entry into archive by ROSANGELA APARECIDA LOBO null (rosangelalobo@btu.unesp.br) on 2018-04-05T13:02:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gil_wffm_me_bot.pdf: 3054931 bytes, checksum: 321569a638824c9d0f4d6a48a3d1dee2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-05T13:02:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gil_wffm_me_bot.pdf: 3054931 bytes, checksum: 321569a638824c9d0f4d6a48a3d1dee2 (MD5) Previous issue date: 2018-02-16 / Câncer pode ser definido como um crescimento desordenado de células que não permanecem em uma região limitada, invadindo outros tecidos e órgãos. Indicadores mostram que a mortalidade por câncer vem aumentando, por esse motivo é imprescindível a busca por novos tratamentos. A imunoterapia surge como uma modalidade de tratamento promissora, a qual utiliza-se do sistema imunológico no combate ao câncer. Outra tendência na oncologia é a combinação de diferentes modalidades de tratamentos. Neste trabalho, propomos um modelo matemático de equações diferenciais ordinárias, com o intuito de analisar como o tratamento imunoterápico e quimioterápico podem auxiliar um ao outro no tratamento do câncer. Utilizamos um software matemático para a construção dos retratos de fase e o método Runge-Kutta de quarta ordem para as simulações numéricas. As simulações mostraram que a imunoterapia e a quimioterapia podem levar à eliminação das células e uma sobrevida maior após o tratamento. É exibido também que citotoxicidade da quimioterapia é fundamental para o sucesso do tratamento. / Cancer may be defined as a uncontrolled growth of cells that do not remain in a limited region, invading other tissues and organs. Indicators show that mortality from cancer is increasing, so the search for new treatments is essential. Immunotherapy appears as a promising treatment modality, which uses the immunological system in the fight against cancer. Another trend in oncology is the combination of different treatment modalities. In this work, we propose a mathematical model of ordinary differential equations, in order to analyze how immunotherapeutic and chemotherapeutic treatment can help one another reciprocally. We use a mathematical software for the construction of the phase portraits and the method fourth-order Runge-Kutta for numerical simulations. The simulations have shown indications that immunotherapy may assist the chemotherapy by causing cure or by allowing a longer overlife after treatment. It is also shown that cytotoxicity of chemotherapy is critical to successful treatment.

Orientador: Paulo Fernando de Arruda Mancera / Resumo: Câncer pode ser definido como um crescimento desordenado de células que não permanecem em uma região limitada, invadindo outros tecidos e órgãos. Indicadores mostram que a mortalidade por câncer vem aumentando, por esse motivo é imprescindível a busca por novos tratamentos. A imunoterapia surge como uma modalidade de tratamento promissora, a qual utiliza-se do sistema imunológico no combate ao câncer. Outra tendência na oncologia é a combinação de diferentes modalidades de tratamentos. Neste trabalho, propomos um modelo matemático de equações diferenciais ordinárias, com o intuito de analisar como o tratamento imunoterápico e quimioterápico podem auxiliar um ao outro no tratamento do câncer. Utilizamos um software matemático para a construção dos retratos de fase e o método Runge-Kutta de quarta ordem para as simulações numéricas. As simulações mostraram que a imunoterapia e a quimioterapia podem levar à eliminação das células e uma sobrevida maior após o tratamento. É exibido também que citotoxicidade da quimioterapia é fundamental para o sucesso do tratamento. / Abstract: Cancer may be defined as a uncontrolled growth of cells that do not remain in a limited region, invading other tissues and organs. Indicators show that mortality from cancer is increasing, so the search for new treatments is essential. Immunotherapy appears as a promising treatment modality, which uses the immunological system in the fight against cancer. Another trend in oncology is the combination of different treatment modalities. In this work, we propose a mathematical model of ordinary differential equations, in order to analyze how immunotherapeutic and chemotherapeutic treatment can help one another reciprocally. We use a mathematical software for the construction of the phase portraits and the method fourth-order Runge-Kutta for numerical simulations. The simulations have shown indications that immunotherapy may assist the chemotherapy by causing cure or by allowing a longer overlife after treatment. It is also shown that cytotoxicity of chemotherapy is critical to successful treatment. / Mestre

A obtenção de previsões com maior acuracidade é uma necessidade constantemente requerida, em tempos onde há imensa disponibilidade de dados e recursos computacionais cada dia mais eficientes. Tais critérios possibilitaram o desenvolvimento de muitas técnicas de previsão individual ou de métodos de combinação que são considerados eficientes no intuito de reduzir erros. O desenvolvimento de novas técnicas, por sua vez, promove questionamentos quanto à identificação de quantas ou quais técnicas de previsão individual combinar. A literatura não é unânime ao tentar responder a estes questionamentos e indica a importância da correlação entre os erros de previsão na precisão da combinação. Posto isso, esta tese apresenta uma alternativa aos métodos atuais de combinar previsões, contemplando a correlação entre os erros de previsão, além de propor uma forma de identificar técnicas de previsão que sejam distintas quanto à modelagem de características da série de dados. Para identificar grupos de técnicas de previsão individual que sejam similares, utilizou-se a Análise de Agrupamentos em erros gerados por 15 técnicas de previsão que modelaram uma mesma série de dados real com tendência e sazonalidade. O resultado indicou a formação de 3 agrupamentos. Como alternativa aos métodos atuais de combinar previsão e selecionar a quantidade adequada de técnicas, utilizou-se a Análise de Componentes Principais. O método proposto mostrou-se viável quando comparado com outros métodos de combinação e quando submetido à modelagem de séries com maior variabilidade. / The obtaining of more accurate forecasts is a necessity often required in times where there is a huge availability of data and computing resources becoming more efficient every day. These criteria allowed the development of many individual forecasting techniques or combination methods that are considered efficient in order to reduce errors. The development of new techniques, in turn, promotes questioning as the identification of how many or which techniques to combine individual forecasts. The literature is not unanimous when trying to answer these questions and indicates the importance of the correlation between forecast errors on the accuracy of the combination. That said, this presents an alternative to current methods of combining forecasts, considering the correlation between forecast errors, and propose a way to identify predictive techniques that are different about the modeling features of the data series. To identify groups of individual forecasting techniques that are similar, it was used the cluster analysis on errors generated by 15 forecasting techniques that shaped the same series of real data with trend and seasonality. The result indicated the formation of 3 clusters. As an alternative to current methods of combining forecasting and selecting the appropriate amount of techniques, it was used the Principal Component Analysis. The proposed method has proved feasible when compared to other methods of combining and when subjected to modeling of series with greater variability.

Este trabalho apresenta a modelagem matemática para um manipulador móvel composto por uma base móvel (o robô móvel Twil) e um manipulador (o manipulador WAM da Barrett). Os modelos cinemático e dinâmico para a base móvel, manipulador e manipulador móvel são apresentados. Como o manipulador móvel é um sistema não linear, uma estratégia de controle baseada em linearização por realimentação da dinâmica da plataforma seguida por uma transformação não suave para tratar a não holonomicidade do modelo cinemático é proposta. Então o método de backstepping é utilizado para obter as entradas do modelo dinâmico. Um controlador de torque calculado é proposto para o manipulador, Estas técnicas de controle são utilizadas simultaneamente para controlar o manipulador móvel. A implementação dos controladores propostos, na forma de plugins para o gerenciador de controladores é feita no ROS, assim os controladores são executados em tempo real. A maioria dos controladores existentes no ROS são do tipo SISO baseados em controle PID e independentes para cada junta, sendo que neste trabalho controladores MIMO não lineares são implementados. / This work presents a mathematical modelling for a mobile manipulator composed by a mobile base (the Twil mobile robot) and a manipulator (the Barrett WAM manipulator). The kinematic and dynamic models for the mobile base, the manipulator and the mobile manipulator are presented. As the the mobilie manipulator is a non-linear system, a control strategy based on feedback linearization of the platform dynamics followed by a non-smooth transform to handle the non-holonomicity of its kinematic model is proposed. Then, the backstepping method is used to obtain the inputs for the dynamic model. A computed torque controller is proposed for the manipulador. These control techniques are used simultaneously to control the mobile manipulator. The implementation of the proposed controllers is done in ROS as plugins for the controller manager so that the controllers run in real-time. Most controllers existing in ROS are independent joint SISO controllers based on the PID control law while in this work MIMO non-linear controllers are implemented.

Nesse trabalho, apresentamos nossas concepções sobre a construção de conceitos em ambiente de Modelagem Matemática, segundo Barbosa (2004). Nossa posição em relação ao ensino é que o professor não é o detentor de todo o saber e também pode aprender em sala de aula. Para defender essa posição utilizamos Paulo Freire. Ao saber trazido pelo estudante para a sala de aula, associamos a imagem do conceito definida por Tall e Vinner (1981). Essas imagens representam tudo o que pensamos em relação a determinado conceito, seja matemático ou não. Construímos com os estudantes de um Pré-Vestibular Popular um projeto de Modelagem Matemática em um ambiente investigativo, definido por Skovsmose (2000) de cenário para investigação. Neste, utilizamos o tema gerador: sustentabilidade. Os estudantes investigaram sobre o tema, com foco no consumo consciente da água. O projeto ficou dividido em dois momentos, no primeiro, captamos o conhecimento prévio dos estudantes sobre o tema, enquanto no segundo, desenvolvemos o projeto, com o objetivo de levar os estudantes a refletirem e tomarem consciência da importância do consumo consciente da água. Eles investigaram sobre o consumo excessivo de água da casa de uma das participantes do projeto e viram que com medidas simples podemos economizar a água do planeta, e mais, monetizar tal economia. Foi possível desenvolver e ampliar os conceitos de conversão de unidades de volume, razão e proporção, aproximações e erros, além do estudo com gráficos e tabelas. No final, apresentamos uma proposta de sequência didática que pode ser seguida ou alterada, conforme necessidade do professor. / In this work, we present our ideas about building concepts in mathematical modeling environment, according to Barbosa (2004). Our position in relation to teaching is that the teacher is not owner of all the knowledge and also can learn in the classroom. To defend this position we used Paulo Freire. The knowledge brought by the student to the classroom was associated to the concept image defined by Tall and Vinner (1981). These images represent everything we think about a concept, either mathematical or not. We built with students of a Popular Pre-University course, a mathematical modeling project in an investigative environment, defined by Skovsmose (2000) scenario for investigation. In this, we use the generator theme: sustainability. The students made an investigation on the topic, focusing on conscious consumption of water. The project was divided into two stages, in the first, we got the prior knowledge of students on the subject, while in the second, we develop the project, with the goal of bringing students to reflect and become aware of the importance of conscientious consumption of water. The students made an investigation on excessive water consumption of the house of one of the project participants and they saw that with simple measures is possible save the planet's water, and more, monetize such an economy. It was possible to develop and expand the conversion concepts of volume units, ratio and proportion, approximations and errors, and the study of graphs and tables. In the end, we propose a didactic sequence that can be followed or amended as teacher needs.

O principal objetivo dessa dissertação é apresentar uma proposta para o ensino de função afim, desenvolvendo-se todas as atividades em turmas de primeiro ano do terceiro ciclo, o equivalente ao sétimo ano do Ensino Fundamental, a partir do emprego da Modelagem Matemática inserida em um cenário para investigação e compreendida como ambiente de aprendizagem. Pretende, também, verificar a pertinência de trabalhar tal conteúdo matemático com alunos dessa faixa etária. A turma investigada frequentava, na ocasião em que a proposta foi realizada, uma Escola de Ensino Fundamental da rede Municipal de Porto Alegre. Como referencial teórico, os estudos foram fundamentados, principalmente, nos conceitos de Modelagem Matemática, apresentados por Barbosa (2001), Biembengut (2000) e Skovsmose (2000). Para a investigação, a metodologia de pesquisa utilizada foi o Estudo de Caso. O tema da Modelagem Matemática teve como base uma investigação acerca dos planos de telefonia celular oferecidos pelas companhias existentes no Rio Grande do Sul, com o intuito de descobrir qual delas apresenta a proposta mais vantajosa, dependendo da necessidade do cliente. Durante os encontros, houve transição entre os diferentes ambientes de aprendizagem de Skovsmose (2000), bem como entre os diferentes casos propostos por Barbosa (2001). O desempenho dos alunos durante as aulas e os resultados por eles apresentados no final da sequência de atividades mostrou que a proposta desenvolvida é válida e adequada para a faixa etária em questão, bem como que, através da Modelagem Matemática, ocorre uma melhor compreensão da Matemática envolvida no trabalho. Como produto final, há ainda o material elaborado durante a realização do trabalho, o qual pode ser utilizado futuramente por professores que busquem valer-se de atividades semelhantes em suas aulas. / The main goal of this dissertation is to describe a proposal for teaching affine functions to first year classes of the third education cycle (equivalent to seventh grade of elementary school), through the application of Mathematical Modeling inserted on a research scenario and understood as a learning environment. It also aims to determine the pertinence of working the referred subject with students from the involved age group. The class under analysis was, during the time of the proposal deployment, part of the Elementary City School, located in the city of Porto Alegre, Brazil. Concerning the theoretical framework, the study was primarily substantiated on the concepts of Mathematical Modeling, as defined by Barbosa (2001), Biembengut (2000) and Skovsmose (2000). The methodology chosen for the research process was the case study. For the model development, the work with the students was based on a research about cell phone plans offered by mobile operators from the state of Rio Grande do Sul, with the goal of finding out which one of them offers the most advantageous proposal, according to the customer’s needs. During the meetings, transitions among learning environments as defined by Skovsmose (2000), as well as among different cases as proposed by Barbosa (2001) took place. The students’ performance during classes and their results obtained at the end of the sequence of activities demonstrated that the implemented proposal is valid and proper for the age group under analysis, and that through Mathematical Modeling there is a better comprehension of the Mathematic subjects involved in the work. As a final product, there is still the material developed during the course of work, which can be used in the future for teachers who desire to make use of similar activities in their classes.

A produção de hidrogênio está em ascensão no cenário das refinarias de petróleo devido à sua utilização no processo de hidrotratamento do diesel, ou seja, para a adequeação do teor de enxofre permitido nos combustíveis visando atender às regulamentações da Agência Nacional do Petróleo. Uma unidade de geração de hidrogêno (UGH) produz hidrogênio através do processo de reforma catalítica a vapor, sendo composta principalmente por dois reatores, um onde ocorre a reforma e o outro onde ocorre reação de deslocamento, além de uma etapa de purificação do produto final, sendo a PSA (pressure swing adsorption) a mais utilizada hoje em dia. O reator de reforma é composto por vários tubos alocados dentro de um forno onde ocorre a reforma do gás natural, que é carga da unidade, em contato com o vapor produzindo principalmente hidrogênio e dióxido de carbono. Já a reação de deslocamento visa produzir mais hidrogênio, através da reação do monóxido de carbono gerado na reforma com o vapor de água. Este trabalho visa desenvolver métricas de eficiência operacional para UGH para fins de avaliar a eficiência da unidade como um todo. Para que a métrica possa ser desenvolvida, os principais reatores da unidade foram modelados, o forno reformador e o reator da reação de deslocamento, utilizando-se uma modelagem matemática e modelos cinéticos mais adequados às características do processo e dos catalisadores utilizados encontrados na literatura. A modelagem foi implementada em linguagem Modelica sendo simulada com jmodelica e python Como estudo de caso se utilizou dados reais de uma Unidade de Geração de Hidrogênio de uma refinaria localizada no sul do Brasil. Através da simulação dos dados foi possível concluir que a modelagem representou adequadamente os dois reatores da unidade, sendo que no reator de reforma se conseguiu uma conversão simulada de 82% em média de metano e no reator de shift, 81% de conversão média de CO. O erro relativo médio entre as medidas de temperatura, simulados e real, foi de 2% e entre os percentuais de hidrogênio produzido, foi de 5% para a reação de reforma. Já para a reação de deslocamento, os erros médios relativos entre os valores simulados e reais de temperatura e de produção de hidrogênio foi de 1,2% e 1,3%, respectivamente. Com os valores obtidos da simulação do modelo em comparação com os reais de planta foi possível observar uma ineficiência na unidade em estudo que pode ser visualizada através da métrica proposta, que foi a razão de hidrogênio total produzido na saída do reator de deslocamento pela carga de gás natural do forno reformador. Também foi avaliada a eficiência da PSA em relação à variação da carga da unidade, apresentando uma eficiência média de 83%. / Hydrogen production is on the rise in the oil refinery scenario due to its use in the diesel hydrotreating process, ie to adjust the permitted sulfur content in fuels in order to comply with the regulations of the National Petroleum Agency. A hydrogen generating unit (UGH) produces hydrogen through the process of steam reforming, being composed mainly of a two reactors, one where the reform takes place and the other where a displacement reaction takes place, besides a step of purification of the product PSA is the most used today. The reforming reactor is composed of several tubes placed inside an oven where the reform of natural gas occurs, which is charge of the unit, in contact with the vapor producing mainly hydrogen and carbon dioxide. In the displacement reaction, a displacement reaction occurs producing more hydrogen with the carbon monoxide generated in the reform and not converted to CO2. This work aims to obtain operational efficiency metrics of a UGH in order to evaluate the efficiency of the unit as a whole. For the metric to be developed, the main reactors of the unit were modeled, the reforming furnace and the reactor of the displacement reaction, using a mathematical modeling and kinetic models more appropriate to the process characteristics and catalysts used in the literature. The modeling was implemented in Modelica language being simulated with jmodelica and python As a case study we used real data from a Hydrogen Generation Unit of a refinery located in southern Brazil. By means of the simulation of the data it was possible to conclude that the modeling adequately represented the two reactors of the unit, and in the reforming reactor, a simulated conversion of 82% in average methane and in the shift reactor was achieved, 81% average CO . The average relative error between simulated and real temperature measurements was 2% and among the percentages of hydrogen produced was 5% for the reform reaction. As for the displacement reaction, the mean relative errors between the simulated and actual values of temperature and hydrogen production were 1.2% and 1.3%, respectively. With the obtained values of the simulation of the model in comparison with the actual ones of plant, it was possible to observe a deficiency in the efficiency of the study unit that can be visualized through the proposed metric, which was the ratio of total hydrogen produced at the exit of the displacement reactor by the Natural gas charge of the reformer furnace. The efficiency of the PSA was also evaluated in relation to the variation of the unit load, presenting an average efficiency of 83%.

O Lago Guaíba configura-se como o grande depositário das águas de uma bacia hidrográfica que engloba boa parte do centro e nordeste do estado, estendendo-se por uma área aproximada de 84.700 km2 que abrange mais de 250 municípios, entre eles a capital do Estado. São 496 km2 de superfície onde diversos usos e atividades têm seu palco, como por exemplo; navegação, recreação, extração de areia e, a mais importante delas, o abastecimento de água de boa parte da região metropolitana de Porto Alegre. Mesmo com essa relevância, poucos são os estudos referentes à dinâmica sedimentar do lago, sendo que a maioria trata da distribuição e textura dos sedimentos, e raros são aqueles que fazem menção ao padrão de ondas e suas relações com a ressuspensão destes sedimentos e suas conseqüências. A presente pesquisa analisa as características das ondas incidentes no Lago Guaíba quanto a seus principais parâmetros; altura significativa (Hs), período (T), direção de propagação e suas relações com a ressuspensão de sedimentos junto ao fundo. Para tanto, o SWAN (Simulating Waves Nearshore), software que utiliza técnicas de modelagem matemática, foi validado e aplicado, tendo como principais parâmetros de entrada a batimetria do lago, a direção, velocidade e freqüência de incidência de ventos na região (entre os anos 1996 e 1997), além de correntes, nível d’água, densidade, freqüências máximas e mínimas, entre outros. Já os parâmetros de saída (altura significativa da onda, período, direção de propagação e velocidade orbital) foram inseridos no Sistema de Informações Geográficas IDRISI e trabalhados de forma a inferir o padrão de ondas incidentes no lago e suas interações com a ressuspensão de sedimentos de fundo, caracterizando a profundidade de início do regime de fluxo turbulento e delimitando a área de atuação da turbulência vinculada ao transporte de sedimentos. As maiores ondas modeladas atingiram 0,55 m em alguns pontos do lago, principalmente quando de ventos soprando dos quadrantes S e SE e em intensidades superiores a 7 m/s. Em linhas gerais as ondas acompanham os padrões de intensidade e direção do vento, atingindo os valores máximos aproximadamente entre 1 e 2 horas após os picos de velocidade dos ventos. Em situações de maior intensidade de ventos as ondas levaram aproximadamente 2 horas para atingirem 0,10 m, já com ventos fracos a moderados este tempo é de aproximadamente 3 horas. Além de velocidade e direção, a regularidade dos ventos mostrou-se relevante na geração e propagação de ondas no Guaíba. Características geomorfológicas referentes à geometria, batimetria e o fetch do lago também são importantes, fato evidenciado quando da análise de cinco estações de controle sob um mesmo regime de ventos; a diferença entre a altura das ondas chegou a mais de 0,40 m entre porções distintas do lago. Além disso, há o processo de refração das ondas que causa um rápido alinhamento da zona de rebentação de tal maneira que ela tende a ser paralela a linha de praia. Os parâmetros que estabelecem as condições deposicionais no Guaíba são controlados pelo nível de energia das ondas incidentes e pelas correntes. Pode-se afirmar que em função das pequenas profundidades e baixas velocidades médias das correntes de fundo, o transporte de sedimentos finos é particularmente governado pelas ondas, uma vez que as mesmas são responsáveis pela inserção dos sedimentos na coluna d’água. As ondas incidentes no Guaíba têm potencial para gerar turbulência junto ao fundo em diferentes situações. Entretanto, a profundidade máxima não excede a 1,9 m para ventos do quadrante S e velocidades da ordem de 11 m/s. Já a espessura da camada limite onde se verifica inicio do fluxo turbulento apresenta valores bastante reduzidos, entre 0,02 a 1 cm. Os ambientes de sedimentação do lago foram mapeados e assim classificados: 1) Fundo Deposicional (51% da área do lago); 2) Fundo Transicional (41%) e 3) Fundo Erosional ou de não Deposição (8%). Estas condições foram espacializadas em um modelo temporal que relacionou as informações sobre velocidade orbital e a freqüência de incidência de ondas quanto à sua direção, derivadas dos resultados modelados pelo SWAN ao longo do período estudado. Pode-se afirmar que o Guaíba é um grande importador de sedimentos, uma vez que a superfície de fundo com deposição é mais significativa que a superfície de fundo com erosão, condição esta que ocorre a profundidades inferiores a 1,5 m. A situação de deposição do material transportado na coluna d’água ocorre quando da inexistência de fluxo turbulento, ou quando o mesmo é insignificante junto ao fundo (com potencial de ressuspensão de sedimentos em até 7 dias por ano, ou 2% do tempo analisado). Como forma de contribuir à gestão ambiental da região, foram gerados subsídios referentes ao potencial de concentração de material particulado em suspensão. Este potencial foi definido em função do percentual de tempo, ao longo do ano, em que a ressuspensão de sedimentos de fundo gerada por ondas pode incrementar os níveis de poluição nos locais onde a água é atualmente captada para o abastecimento público no município de Porto Alegre. / Guaíba Lake is the main destination of the water coming from a river basin which encompasses a major part of the center and northeast of Rio Grande do Sul state, extending over some 84,700 square km and reaching more than 250 municipalities, including the state capital. This adds up to a 496 sq. km area, where several functions and activities occur, such as navigation, recreation, sand extraction, and, most important of all, water supply to a large part of the metropolitan Porto Alegre area. Despite this relevance, few studies have been conducted on the lake’s sedimentary dynamics, with most of them addressing sediment distribution and textures, and even fewer mentioning wave pattern and its connection with the ressuspension of these sediments and its consequences. This research examines the characteristics of Lake Guaíba’s waves with regard to their main parameters; significant wave height (Hs), period (T), direction of wave propagation and its connections with the ressuspension of sediments at the bottom. To this end, SWAN (Simulating Waves Nearshore) a type of software using mathematical modeling techniques, has been validated and applied, with its main inputs being the lake’s bathymetry, direction, wind speed and frequency in the region (between 1996 and 1997) in addition to currents, water level, density, and maximum and minimum frequencies, among others. Output parameters (significant wave height, period, direction of wave propagation, and orbital motion) were inserted in the IDRISI Geographic Information System and studied so as to infer the lake’s wave pattern and its interactions with the ressuspension of bottom sediments, characterizing depth at the beginning of the turbulent flow and encircling the area of turbulence linked to transport of sediments. The highest waves modeled reached 0.55 m in a few points of the lake, particularly when winds were blowing from the S and SE quadrants with an intensity of over 7 m/sec. Generally speaking, waves follow wind intensity and direction patterns, and reach maximum values in about 1 to 2 hours after wind speed peaks. Whenever winds were stronger, waves took some 2 hours to reach 0.10 m, but with weak to moderate winds, they took around 3 hours. In addition to speed and direction, wind regularity proved relevant in generating and propagating waves on Lake Guaíba. Geomorphologic characteristics as regards the lake’s geometry, bathymetry and fetch are likewise important, as was verified when five control stations were analyzed under a same wind pattern; the difference between wave height exceeded 0.40 m among distinctive parts of the lake. In addition, there is a wave refraction process, which causes a fast alignment to the breaker zone, so that it tends to be parallel to the shoreline. The parameters establishing Lake Guaíba’s depositional environment are controlled by the energy level of the existing waves and currents. It can be stated that, as a result of small depths and low average speeds of the bottom currents, the transport of fine sediments is particularly governed by the waves, since it is the waves that add sediments to the water column. The Guaíba waves can potentially generate bottom turbulence in different situations. However, the maximum depth does not exceed 1.9 m with S quadrant winds and speeds of about 11 m/s. On the other hand, the thickness of the bordering layer where the turbulent flow begins has very low values, between 0.02 to 1 cm. The lake’s sediment environments were mapped and rated as follows: 1) Depositional Environment (51% of the lake); 2) Transitional Environment (41%); and 3) Erosional or Non- Depositional Environment (8%). Such conditions were spatialized in a time model which linked information on orbital motion and frequency of wave occurrence as to direction, obtained from the SWAN-modeled results throughout the period under study. It can be stated that Lake Guaíba is a major importer of sediments, since its depositional environment area is more significant than its erosional environment area, and this situation occurs at depths of less than 1.5 m. Deposition of matter carried in the water column occurs when there is no turbulent flow, or when it is insignificant to the environment (with a sediments ressuspension potential of up to 7 days a year, or 2% of the time analyzed). As a contribution to the region’s environmental management, subsidies have been created with relation to the concentration of particulate suspended matter. This potential has been defined as a percentage of time, throughout the year, in which the wave-created ressuspension of environment sediments can increase the pollution levels at places where water is currently captured for public supply in the Porto Alegre area.

Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma pesquisa, acompanhada de experimentação, no curso de Costureira que faz parte do programa Mulheres Mil - PRONATEC no Instituto Federal Sul-rio-grandense sobre Matemática Básica por meio de tarefas de Modelagem Matemática. O objetivo deste trabalho é investigar como é possível despertar o senso crítico das educandas, buscando encontrar a importância da Matemática na sociedade a partir de tarefas que lhes permitam refletir e interferir na realidade em que vivem. Os referenciais teóricos são a Educação Matemática Crítica segundo Skovsmose (2012) e a Modelagem Matemática em uma perspectiva Sócio-crítica de Barbosa (2001). Para analisar as contribuições/ reflexões das alunas, nos apoiamos na Análise do Conteúdo de Bardin (2006). A análise dessas contribuições aponta indicativos de reflexões e reações das alunas alinhadas com os interesses da Educação Matemática Crítica. / This dissertation shows the development of a research, followed by experimentation, in the Seamstress Course which is part of Mulheres Mil - PRONATEC Program offered by Sul-rio-grandense Federal Institute about Financial Mathematics using mathematical modeling tasks. The aim of this study is to investigate how it is possible to awake the students‟ critical sense, seeking to find the importance of Mathematics in the society using tasks that allow to think and interfere in the reality where they live. The theoretical frameworks are Critical Mathematic Education according to Skovsmose (2012) and the Mathematical Modelling by Barbosa‟s Socio-critical perspective (2001). To analyze the students‟ contribuitions/reflections, we were based on the Content Analysis, according to the model of Bardin (2006). The analysis of theses contribuitions shows indicatives of the students‟ reflections and reactions aligned with the Critical Mathematics Education‟s interest.

Orientador: Otto Mack Junqueira / Resumo: Um dos maiores desafios encontrados na nutrição de aves de corte atualmente, é determinar com precisão quais os níveis de energia ideais para compor a dieta das distintas fases de crescimento. Sabe-se que do custo total de uma ração a energia representa cerca de 50%, e que devemos considerar seus níveis na dieta para inclusão de todos os nutrientes. Neste trabalho serão apresentadas ferramentas computacionais e métodos aplicados com objetivo de otimizar as respostas para teores energéticos de dietas para frangos de corte. Para isso, foram realizados dois experimentos com total de 1120 frangos de corte (experimento I, 560 machos e experimento II, 560 fêmeas) da mesma linhagem comercial (Cobb 500), no período de 1 a 56 dias de idade, os quais receberam 4 dietas com diferentes densidades nutricionais. O objetivo dos experimentos foi gerar dados para definir as equações de superfície de resposta que servem como base de modelagem, a ser aplicado para programação não linear. As rações formuladas pelo programa prático de formulação de ração (PPFR), atende as exigências nutricionais dos frangos de corte e os requisitos de cada fase de crescimento mantendo a relação entre energia e nutrientes e visando o lucro máximo, uma vez que considera a cotação do preço pago pelo kg do frango e o custo de cada ingrediente da ração, baseando-se nos exemplos de exigências das tabelas brasileiras para aves e suínos. / Abstract: One of the biggest challenges in broiler nutrition today is to accurately determine the optimal energy levels to compose the diet of the distinct growth stages. It is known that from the total cost of a feed, energy represents about 50%, and that its contents in the diet must be considered when including all the nutrients. In this work will be presented computational tools and methods applied with the objective of optimizing responses to energy contents of diets for broilers. For this, two experiments were carried out with a total of 1120 broilers (experiment I, 560 males and experiment II, 560 females) of the same commercial strain (Cobb 500), in the period from 1 to 56 days of age, which received 4 diets with different nutritional densities. The objective of the experiments was to generate data to define the equations of the response surfaces as a modeling base, to be applied for nonlinear programming. The rations formulated by the practical program for feed formulation (PPFR), meet the nutritional requirements of broiler chickens and the requirements of each growth phase, maintaining the relation between energy and nutrients, aiming for maximum profit, since it considers the price paid per kg of live chicken and the cost of each feed ingredient, based on the sample requirements of the Brazilian tables for poultry and swines. / Mestre