Rio Claro - IGCE - Instituto de Geociências e Ciências Exatas

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O Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) e o Sirius: análise geográfica de um habitat no ecossistema de inovação no município de Campinas/SP
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-08-21) Campos, Igor de Oliveira Ramos ; Mendes, Auro Aparecido ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A pesquisa foi realizada sobre o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), situado estrategicamente no município de Campinas, a cerca de 100 km da capital, São Paulo. O Centro é considerado um núcleo de alta tecnologia e inovação, desenvolvendo pesquisas na fronteira do conhecimento. O CNPEM se destaca no cenário tecnológico internacional, sobretudo pela presença do Sirius, um acelerador de partículas síncrotron de 4ª geração, com características únicas no Hemisfério Sul. Esta máquina revolucionária movimenta partículas próximas à velocidade da luz, desvendando os mistérios das estruturas mais elementares da matéria. A luz síncrotron, um produto proveniente do Sirius, é empregada como uma ferramenta poderosa, oferecendo aos pesquisadores visões minuciosas e inéditas de diversos materiais, incentivando avanços científicos significativos em áreas como biologia, química, física, nanotecnologia, engenharias e também em soluções ambientais. Entretanto, esse complexo centro de pesquisa vai além de suas contribuições científicas. Ele também influencia a dinâmica espacial onde está presente, haja vista que suas instalações necessitam de uma infraestrutura territorial adequada, que permite a atração de novos talentos e profissionais qualificados, ocasionando, portanto, intenso fluxo de pessoas, mercadorias, conhecimento e informações. Sua localização, próxima à Unicamp e ao Parque Científico e Tecnológico, reflete uma iniciativa estratégica a fim de estabelecer os elementos que compõem um ecossistema de inovação. A análise teórica desta pesquisa se insere no contexto da Geografia da Inovação e dos Ecossistemas de Inovação, explorando as dinâmicas que moldam ambientes de alta tecnologia como o CNPEM. É mister salientar que a seleção do lugar definitivo do laboratório nacional não foi aleatória; o ambiente escolhido possui características de proeminente interação entre a tríplice hélice de inovação: universidade, indústria e governo. Dessa maneira, argumentamos que o município de Campinas transcende a definição convencional de um Polo Tecnológico, manifestando-se, atualmente, como um exemplo conciso e singular de Ecossistema de Inovação, tendo o CNPEM como seu principal habitat de difusão científica, tecnológica e de inovação.
Análise da deformação do quartzo pelos geotermômetros de Ti no quartzo e ângulo de abertura do eixo-c em zonas de cisalhamento nos Orógenos Ribeira e Brasília
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-09-17) Grella, João Victor ; Fumes, Regiane Andrade ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Este trabalho visou verificar a influência da deformação em zonas de cisalhamento no registro da temperatura utilizando os geotermômetro Ti no quartzo e ângulo de abertura do eixo-c em rochas ígneas e metamórficas. A emissão de catodoluminescência observada com filtro azul é correlata com a concentração de Ti no quartzo e demonstrou certos zoneamentos em sua distribuição dentro dos cristais, com padrões diferentes em cada amostra. As análises quantitativas de Ti no quartzo foram obtidos pontos por EPMA e por ablação a laser acoplado a um espectrômetro de massas com plasma indutivamente acoplado (LA-ICP-MS). Dados obtidos a partir do geotermômetro Ti no quartzo para rochas ígneas do Orógeno Ribeira (Granito Capote) resultaram em temperaturas na faixa de 521 a 628°C (13,19 a 46,16 µg/g Ti) para amostra não deformada, e entre 537 e 621°C (16,19 e 42,56 µg/g Ti) para a deformada pelo cisalhamento, ambas sob estimativas de pressão equivalentes a 4,8 kbar. As temperaturas obtidas para o Orógeno Brasília (xistos da Unidade Santo Antônio) variaram de 507 a 594°C (8,09-24,58 µg/g Ti) a 5,9 kbar fora da zona de cisalhamento e 509 a 632°C (6,41 a 29,38 µg/g Ti) a 6,9 kbar na Zona de Cisalhamento Três Corações. As pressões foram estimadas a partir da utilização do termômetro do ângulo de abertura do eixo-c do quartzo, do qual foram obtidos os valores de 579°C (OA=77°) para a amostra milonitizada do Orógeno Ribeira, 641°C (OA=86°) para o xisto e 695°C (OA=95°) para o xisto milonítico da Unidade Santo Antônio, Orógeno Brasília. Para ambas as zonas de cisalhamento fica claro que a recristalização do quartzo, associada a estruturas deformacionais do cisalhamento, afeta a distribuição de Ti no quartzo e, consequentemente a termometria. Além disso, os efeitos do retrometamorfismo observado no Orógeno Brasília aparenta registrar condições do pico metamórfico na orientação cristalográfica dos cristais, e, consequentemente, não reequilibrar o termômetro de ângulo de abertura do eixo-c.
Contribuição metodológica para definir o uso adequado das terras na bacia do rio Pirapitinga (SP)
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-09-18) Litholdo, Karen Rieti ; Cunha, Cenira Maria Lupinacci da ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As alterações provocadas pelo ser humano na natureza tornaram-se um importante objeto de estudo da atualidade, visto que muitos impactos interferem na própria qualidade de vida da população, além de graves interferências na dinâmica natural do ambiente. Assim, o uso inapropriado da terra pode contribuir sobremaneira com a ocorrência da erosão, tanto laminar como linear. Diante desse cenário, o objetivo da pesquisa foi o de identificar o uso adequado das terras em área rural e degradada, por meio da análise das características naturais dos terrenos e das modificações causadas pela ação humana na bacia hidrográfica do rio Pirapitinga, localizada na porção centro-leste do estado de São Paulo, no município de Itirapina. Esta bacia se constitui em um exemplo do contexto de uso da terra regional nesse setor do interior paulista. As técnicas de pesquisa utilizadas envolveram a elaboração de diversos mapeamentos, a saber: mapeamentos geomorfológicos e de uso e ocupação da terra, referentes aos anos de 1988 e 2010; declividade; dissecação horizontal; dissecação vertical, energia do relevo; compartimentos do relevo e Áreas de Preservação Permanente e Reserva Legal, bem como a compilação de dados litológicos e pedológicos da área, na escala de 1:10.000, no intuito de promover uma maior riqueza de detalhes. A metodologia utilizada foi elaborada por Zanatta (2018), a qual busca definir o uso adequado das terras em área rural, colocando como ponto de partida a elaboração dos mapeamentos já citados e posteriormente a elaboração de mapas sínteses, que permitem a análise e compreensão do conjunto de dados da bacia do rio Pirapitinga. Como resultado, a proposta Ideal demonstrou-se mais eficaz no apontamento do uso adequado das terras, isso devido ao fato de incorporar dados referentes à energia do relevo. Já a abordagem simplificada, que possui como base os dados morfométricos somente da declividade, apresentou generalizações, que não atendem às reais necessidades da área, ao sugerir padrões de uso vinculados a cultura anual em setores com presença considerável de feições erosivas lineares.
Modelagem e prognóstico hidrológico de fenômenos hidrometeorológicos na bacia hidrográfica do rio Paranapanema, Brasil
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-10-21) Méndez Vallejo, Carlos Andrés ; Manzione, Rodrigo Lilla ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As previsões espaciais e temporais dos processos que ocorrem no ciclo hidrológico para projetar cenários de secas moderadas, severas e extremas, representam um desafio importante no planejamento, na gestão e no monitoramento dos recursos hídricos. A fim de mitigar os possíveis impactos das secas sobre o ambiente natural, a sociedade civil e a biodiversidade, resultantes das mudanças climáticas e do aquecimento global, os métodos de aprendizado de máquina ou Machine Learning (ML), podem apoiar essa tarefa combinando modelos de análise espacial e temporal de futuros episódios de seca. Esta dissertação investigou a modelagem e a previsão hidrológica de fenômenos hidrometeorológicos tais como secas e estiagens, na Bacia do Rio Paranapanema (BHRP) para o período de 2023-2025. A BHRP é uma região que fornece recursos hidrológicos, energéticos e agrícolas, localizada no sudeste do Brasil, que tem sofrido vários problemas relacionados ao déficit e ao estresse hídrico, bem como secas e estiagens nos últimos 10 anos. Por essas razões, tecnologias geoespaciais, como sensoriamento remoto e Sistemas de Informações Geográficas (SIG), foram aplicadas para gerar séries temporais de precipitação e Evapotranspiração Potencial (ETP) entre 2001 e o início de 2023 para um total de 22 Unidades de Planejamento Hidrológico (UPHs) na BHRP. Posteriormente, uma Rede Neural Autorregressiva (NNAR) foi usada para prever as medias mensais de precipitação e ETP para as UPHs entre 2023 e 2025, encontrando possíveis períodos de déficit hídrico nas regiões central e norte da BHRP para os meses de maio, junho, julho e agosto de 2024 e parte de 2025. Da mesma forma, foi calculado o Índice Padronizado de Precipitação e Evapotranspiração (SPEI) em escalas trimestrais e semestrais, com base na previsão desenvolvida pela rede NNAR nas UPHs, evidenciando possíveis impactos nos setores agrícola, energético e social, como resultado de prováveis períodos prolongados de secas e estiagens na BHRP. Por fim, foi possível concluir um baixo ajuste na precisão da rede NNAR (erros entre 60 e 100 milímetros), na fase de prognóstico, o que não garante a possível ocorrência de secas na BHRP, mas fornece um diagnóstico preliminar das mesmas com vistas a um adequado monitoramento e controle dos recursos hídricos.
Avaliação da mistura de pó de diabásio, folhelho e calcário dolomítico em Latossolo incubado e dinâmica da liberação de nutrientes
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-09-18) Locatelli, Luís Felipe Bruno ; Rosolen, Vânia ; Gaspar, José Carlos ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O uso de remineralizadores visa aumentar a fertilidade do solo de forma sustentável, reduzindo a dependência de fertilizantes químicos. Todavia, os potenciais dos remineralizadores ainda são pouco explorados pela literatura, principalmente o processo de dissolução mineral, seguido da liberação dos nutrientes no solo. Este trabalho analisou a mistura de pó de diabásio e folhelho com frações de calcário dolomítico e seu potencial na alteração dos atributos do Latossolo Vermelho-Amarelo no período de um ano. Além disso, a pesquisa também avaliou a disponibilidade de nutrientes lixiviados ao longo de dez meses e caracterizou as alterações na superfície dos minerais do remineralizador. As rochas pertencem às Formações Irati e Serra Geral e foram coletadas de minerações localizadas em Rio Claro (SP). O experimento utilizou vasos com 8 kg de solo e cinco tratamentos nas granulometrias filler e pó: controle, SF60 (15 t/ha), SF80 (20 t/ha), SP60 (15 t/ha) e SP80 (20 t/ha). Fragmentos de diabásio e calcário dolomítico (2 a 5 mm) foram adicionados aos vasos em mesh-bags. As análises indicaram que a aplicação do remineralizador teve efeitos positivos no solo, elevando o pH, a soma de bases e o V%, além de reduzir a concentração de Al3+ e m%. No geral, notou-se um aumento significativo nos teores disponíveis de SO42-, Ca2+, Mg2+, Fe, Mn e Zn. O estudo mineralógico mostrou que o remineralizador promoveu a formação de argilominerais como a clorita, vermiculita e illita-esmectita interestratificada. Nas avaliações dos lixiviados, os tratamentos com remineralizador resultaram na liberação significativa de K+, Ca2+ e Mg2+. Após dez meses, o conteúdo desses elementos no lixiviado não se estabilizou, o que demonstra o efeito residual com liberação gradual dos nutrientes. O Na+ foi lixiviado, mas esgotou-se ao final do experimento. Os conteúdos de Si e Al3+ foram semelhantes ao controle, permanecendo no solo. Na superfície dos fragmentos precipitaram-se compostos sílico-aluminosos de baixa cristalinidade, bem como calcita, anatásio e goethita. Os cristais de augita contribuíram para a liberação de Ca2+ e Mg2+, enquanto as labradoritas forneceram Na+ e Ca2+. A taxa de dissolução anual dos fragmentos de calcário dolomítico variou entre 0,42 mm2 e 0,65 mm2.
Os distritos industriais de Araras (SP): análise dos fatores locacionais e das políticas atrativas municipais
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-09-11) Oliveira, Pedro Henrique Rodrigues. ; Mendes, Auro Aparecido ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A escolha locacional da indústria tem provocado diversos debates e reflexões entre os pesquisadores desse segmento. O que se destaca são: a falta de espaço adequado para as unidades produtivas ampliarem suas infraestruturas, o alto valor dos lotes disponíveis na cidade e por estarem localizados nas áreas centrais, o grande fluxo de veículos causando congestionamentos e, principalmente, a carência de benefícios para as empresas estabelecerem suas plantas nos distritos industriais. Assim sendo, as periferias imediatas das grandes regiões metropolitanas acabam se tornando o maior alvo das indústrias, cujas transferências podem ocorrer de maneira espontânea ou planejada. Por essa razão, as políticas públicas são fundamentais e as parcerias privadas necessárias para o desenvolvimento da região e dos municípios. A pesquisa realizada teve por objetivo analisar as políticas públicas adotadas para a implantação de 6 Distritos Industriais no município de Araras, no interior do Estado de São Paulo, e como o empreendedor tem encontrado na cidade uma atmosfera empresarial e alternativas para o desenvolvimento do seu negócio, gerando oportunidade de emprego para a população. Nesses locais, tanto o capital local, como o nacional e o estrangeiro encontram um ambiente propício para a reprodução constante de seus diversos empreendimentos, seja pela boa infraestrutura locacional, urbana e industrial, quanto pelas vantagens da localização privilegiada às margens da Rodovia Anhanguera, assim como outros modais importantes de fácil acesso na região, que facilitam o transporte e armazenagem de produtos, o que vai de encontro aos interesses do grande capital tecnológico. Portanto, procuramos aqui demonstrar a relevância dos distritos industriais, pois até os dias de hoje continuam sendo uma estratégia eficiente para o progresso municipal, gerando emprego com carteira assinada, renda e desenvolvimento para o território.
Machine learning and information retrieval techniques for time series analysis
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-09-04) Rozin, Bionda ; Pedronette, Daniel Carlos Guimarães ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Due to the great applicability of time series in diverse scenarios, such as medicine, agriculture, economics, and science, the analysis and processing of this kind of data is demanding. Tools such as information retrieval, classification, and clustering are crucial for analyzing time series in different contexts and with different objectives. Information retrieval tasks in time series data can identify patterns and rank data by similarity. At the same time, classification can label time series based on a training set, and clustering can group time series based on their similarities. Also, semi-supervised classification considers both labeled and unlabeled data to perform classification. In general, Machine Learning and Information Retrieval tasks are extremely dependent on a good computational representation of data, generating more effective results and assertive conclusions about the performed task. In this scenario, one of the main challenges is to obtain good features from Time Series. Also, similarity metrics usually consider only pairwise relations, not considering important information in the neighborhood of the analyzed items in the dataset. The objective of this research is to apply machine learning and information retrieval techniques for obtaining effective results in time series analysis. Four different methods are employed, and different feature extractors are evaluated in all tasks. First, a comparative study of univariate time series representation and ranking through contextual ranked-based distance learning is conducted in 10 different datasets, leading to mAP gains up to 31.78\%. Giving sequence to this research line, we propose multivariate time series analysis by processing each dimension of the series individually and using contextual rank aggregation methods to merge results and obtain a similarity representation used for retrieval and classification, obtaining competitive results to two SOTA methods. A clustering-based framework for data analysis based on temporal graph encoding is also proposed, where data is split using time segmentation criteria, and highly interpretative results are reached in this framework when applied to ball possession analysis in football matches. Last, semi-supervised classification of univariate time series using imaging methods and label propagation is proposed, reaching similar results to supervised classification.
Hidrologia superficial e subsuperficial em uma área úmida integrando imagens RPAS e medidas “in situ”
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-09-06) Miano, Felipe Queiroz ; Moreira, César Augusto ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As áreas úmidas são sistemas de alta complexidade e sensibilidade que recobrem cerca de 20% do território nacional e apresentam funções importantes para o armazenamento, fornecimento de água e recarga de aquíferos. Estudos apontam que, a partir de 2024, a Região Metropolitana de Piracicaba (RMP) estará em iminência de uma crise hídrica e isso ocorre quando toda a água disponível na bacia hidrográfica é utilizada dentro dela. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), o índice de disponibilidade hídrica para vida em comunidade deve ser igual ou maior a 2.500 m³/hab.ano, porém a bacia do rio Piracicaba apresenta índice crítico com disponibilidade hídrica inferior a 500 m³/hab.ano. Neste contexto de escassez hídrica, o estudo tem como objetivo compreender a dinâmica superficial local de uma área úmida fechada localizada em Piracicaba/SP e avaliar a influência de variáveis climáticas e geológicas como pluviosidade, taxa de evapotranspiração e permeabilidade do substrato, e suas consequências na disponibilidade hídrica e na contribuição da recarga de aquíferos. Para o monitoramento da área úmida e acompanhamento da lâmina d’água em superfície, foram realizados aerolevantamentos mensais de alta resolução espacial com RPAS do tipo multirotor e sensor RGB, durante o período de um ano, e; em conjunto, foram realizados o ensaio de permeabilidade (k), a identificação do perfil de solo e a tomada dos níveis de água subsuperficiais por meio de poços implementados no limite da área de estudo. Como resultado, a Formação Irati presente na região é determinante para existência da área úmida, devido à baixa permeabilidade do solo (2,65.10−5 cm/s), assim como o índice pluviométrico (1.036,2 mm) e a evapotranspiração (1.307,1 mm) contribuem diretamente para a evolução da lâmina d’água superficial com amplitude de 60.995,62 m³ (equivalente a 16,2 piscinas olímpicas) e regulam o nível d’água em subsuperfície e nas vertentes da bacia de contribuição, que são responsáveis pela manutenção da lâmina d’água no interior da área úmida ao longo do ano.
Investigação de redes neurais convolucionais na geração de modelos de substituição em processo de desenvolvimento de peças industriais
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-08-05) Campos, Leonardo Souza ; Salvadeo, Denis Henrique Pinheiro ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As ferramentas de aprendizado de máquina, em especial redes neurais artificiais, têm trazido enormes avanços em diversas áreas da ciência e tecnologia. Um dos campos em que o aprendizado profundo tem potencial para trazer ganhos significativos é sua utilização em conjunto com ferramentas de simulação computacional, tais como fluidodinâmica computacional. Este trabalho estudou a aplicação de arquiteturas de redes neurais artificiais, especificamente redes convolucionais, na geração de um modelo de substituição que se utiliza de técnicas de aprendizado supervisionado no treinamento de um modelo capaz de representar o escoamento e a interação fluido-estrutura de um determinado perfil fluidodinâmico. Este modelo foi treinado a partir de resultados de simulação obtidos por dados de simulação de fluidodinâmica computacional de dispensadores de sabão em pó de lavadoras de roupas, relacionado aos campos escalares de cisalhamento e fração volumétrica na superfície crítica do componente. Os hiperparâmetros ótimos da rede neural foram obtidos através do uso de experimentos fatoriais para ambos os campos escalares. Um modelo de regressão também foi criado para obter o efeito de cada variável geométrica do modelo paramétrico utilizado para gerar os indivíduos de treinamento com o erro da rede. Os resultados obtidos demonstram boa aderência entre os resultados obtidos com o modelo de substituição com os resultados obtidos via simulação. Vale destacar também que a arquitetura de rede neural e os algoritmos de otimização e treinamento podem ser aplicados a qualquer outro domínio físico, não sendo limitado ao utilizado para treinamento neste estudo.
Produção e caracterização de transistores de filmes de óxidos metálicos depositados por pulverização ultrassônica
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-08-02) Silva, Bruno Farias da ; Santos, Lucas Fugikawa ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Nesta dissertação de mestrado foi realizado o planejamento e construção de um protótipo para um sistema de deposição automatizada, controlando a temperatura, tempo de deposição, fluxo de solução, número de ciclos e posição da ponta ultrassônica, de filmes finos de óxidos metálicos pela técnica de spray ultrassônico pirólise, a fim de estudar o impacto de diferentes fatores de confecção no comportamento elétrico dos filmes depositados usando soluções aquosas que são mais amigáveis ao meio ambiente. Para analisar a qualidades dos filmes, foi feita a produção e a caracterização de transistores de filmes finos (TFT do inglés thin film transistors) de óxido de zinco e óxido de cobre sobre substratos de silício ou lamínula de vidro com gate de óxido de silício e de gel iônico, verificando a qualidade do sistema desenvolvido, a influência de parâmetros de confecção como solvente, fluxo de solução e fluxo laminar nas características físicas e elétricas dos filmes de óxido depositados de forma automatizada. As propriedades dos filmes foram analisadas por medidas elétricas da curva de saída e de transferência e a espessura através de medidas de perfilometria, que proporcionaram uma maior compreensão da influência do substrato no processo de deposição e da importância de um fluxo laminar para o transporte da nuvem de solução pulverizada a fim de alcançar filmes com comportamento homogêneo. Com as caracterizações elétricas foi possível demonstrar a capacidade do sistema de depositar diferentes óxidos metálicos por meio de soluções precursoras aquosas com propriedades próximas às de filmes depositados por spray pirólise com pulverização por aerografo.
Classificação do grau de maturidade de morangos a partir de imagens usando classificadores supervisionados e redes convolucionais como extratoras de características
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-29) Hamaguti, Érika Kayoko ; Breve, Fabricio Aparecido ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Nos últimos anos, técnicas de Aprendizado de Máquina e Aprendizado Profundo têm sido aplicadas na pesquisa de morangos. Atualmente, identificar a maturidade dos morangos de forma eficiente e precisa é um desafio devido aos métodos tradicionais, que são baseadas na aparência ou composição química da fruta, serem caros e demorados. A classificação automática de morangos pode oferecer aos agricultores uma maneira mais precisa de avaliar a qualidade dos frutos. Este trabalho propõe a análise da eficiência de diferentes combinações de modelos supervisionados e Redes Neurais Convolucionais (CNNs) para classificar a maturidade dos morangos. Foram testadas 71 CNNs para extração de características das imagens, seguidas por uma redução de dimensionalidade com PCA e a aplicação de dez classificadores. Os melhores resultados foram obtidos com as CNNs da família ConvNeXt (ConvNeXtBase, ConvNeXtSmall e ConvNeXtTiny) e VGG (VGG16 e VGG19) em combinação com os classificadores Gradient Boosting, Histogram Based Gradient Boosting e SVM, alcançando acurácia acima de 72% e F1-Score acima de 78%. As combinações testadas demonstraram ser eficientes, proporcionando uma solução viável para a classificação precisa da maturidade dos morangos, potencialmente beneficiando os agricultores com uma ferramenta mais eficaz e menos custosa.
Isometrias em Geometrias Euclidianas e não Euclidianas sob o ponto de vista da Geometria Analítica
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-08-29) Sato, Carlos Alberto ; Pereira, Jamil Viana ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Isometrias, como transformações geométricas que não alteram as propriedades métricas de uma figura, têm importância e interesse não apenas para a Matemática, mas também para outros ramos do conhecimento humano. Tomando como base um ponto de vista da geometria analítica, desenvolvemos, a partir de um sistema de coordenadas, as transformações, reflexão por uma reta, translação, rotação e reflexão com deslizamento para a Geometria Euclidiana. Em seguida, adotamos o mesmo método para desenvolvermos os conceitos em duas outras geometrias não euclidianas, a saber, sobre a superfície da esfera e sobre uma folha de um hiperbolóide. Ao final observamos as similaridades e diferenças entre tais geometrias, e, ainda como um desdobramento, desenvolvemos uma sequência didática, aplicando alguns desse conceitos, para uma turma do ensino médio
Ajuste de curvas de velocidade radial de órbitas de exoplanetas com métodos numéricos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-08-23) Oishi, Enio Akira ; Morais, Maria Helena Moreira ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Este trabalho aplica o periodograma de Lomb-Scargle para obter estimativas e o melhor ajuste de função a dados de velocidade radial de órbitas de planetas extrassolares. No processo, fazemos o melhor ajuste com função sinusoidal aos dados para obter estimativas iniciais de parâmetros para, posteriormente, usá-los no ajuste de curva de velocidade radial, assim obtendo melhores estimativas dos parâmetros orbitais. Estudamos estas funções à partir da mecânica celeste e escrevemos algoritmos que complementam os métodos numéricos usando a linguagem de programação Julia.
Estratégias de geoconservação da Voçoroca da Mãe Preta: propostas de uso público para um geossítio do Projeto Geoparque Corumbataí
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-08-20) Baptista, Maria Vitoria ; Perinotto, José Alexandre de Jesus ; Zaine, José Eduardo ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A Voçoroca da Mãe Preta é um geossítio do Projeto Geoparque Corumbataí localizado no município de Rio Claro, interior do estado de São Paulo. A área se trata da seção-tipo da Formação Rio Claro (Cenozoico), unidade sedimentar de ocorrência quase restrita ao município. Por meio de atividades de pesquisa e divulgação, o Projeto Geoparque Corumbataí tem impulsionado a valorização dos atributos naturais e do potencial educativo da Voçoroca da Mãe Preta, medida que carece da análise de mecanismos legais de proteção deste geossítio. A International Union for Conservation Nature (IUCN), entidade que orienta o Sistema Nacional de Unidades de Conservação (SNUC) no Brasil, tem buscado incorporar a geoconservação nas diretrizes para criação de Áreas Protegidas (AP). Dentre as áreas relevantes para proteção, a IUCN destaca as seções-tipo e áreas representativas da geologia local. O Plano Diretor de Rio Claro já previa a criação de uma Unidade de Conservação (UC) no bairro Parque Mãe Preta, onde se localiza a voçoroca. Nesse sentido, a presente pesquisa teve como objetivo principal propor estratégias de geoconservação da Voçoroca da Mãe Preta a partir do SNUC. A partir de pesquisas bibliográficas, documentais e de campo, foram propostas três possíveis categorias de Unidade de Conservação para o geossítio: Parque Natural Municipal, Monumento Natural e Reserva Particular do Patrimônio Natural. Como estratégia de valorização e divulgação, foram propostas trilhas e materiais interpretativos e infraestruturas de conservação do geopatrimônio. Espera-se que estes resultados possam servir como base para a criação de uma Unidade de Conservação da geodiversidade no município de Rio Claro e contribuir para a valorização do território.
O pensamento computacional em uma disciplina eletiva de robótica
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-06-27) Ferreira, Ingrid Oara Lopes ; Maltempi, Marcus Vinicius
Esta pesquisa tem por objetivo geral investigar o Pensamento Computacional ao longo da construção de projetos robóticos por estudantes dos Anos Finais do Ensino Fundamental. A produção de dados foi realizada no contexto de uma disciplina eletiva do Ensino Fundamental Anos Finais de uma escola pública do estado de São Paulo. Delineamos a metodologia da disciplina com base na teoria Construcionista para observarmos manifestações do Pensamento Computacional durante a construção de protótipos de autoria própria dos estudantes. Nesta perspectiva, definimos a seguinte questão norteadora para a pesquisa: Como se manifesta o Pensamento Computacional ao longo da construção de projetos robóticos por estudantes do Ensino Fundamental Anos Finais? Com o propósito de abordar esse questionamento e atingir o objetivo geral, definimos os seguintes objetivos específicos: 1) Analisar características relacionadas ao Pensamento Computacional que se evidenciam na interação dos estudantes no decorrer do processo de construção de um robô. 2) Identificar, a partir da perspectiva dos estudantes, a evolução no aprimoramento de habilidades vinculadas ao Pensamento Computacional diante dos desafios emergentes durante a elaboração de um projeto de sua escolha. 3) Compreender o desenvolvimento do Pensamento Computacional pelos estudantes ao longo das atividades estruturadas na perspectiva Construcionista. Esta pesquisa foi realizada com base na abordagem qualitativa e os dados foram produzidos a partir da observação participante associada às gravações de áudio, entrevistas presenciais e registros durante as construções dos robôs. O estudo teve a participação de 36 discentes pertencentes aos 8º e 9º anos da Escola Estadual Professor João Batista Leme, tendo sido selecionados 12 desses para a análise dos dados. Neste contexto, as categorias de análise que surgiram dos dados foram: a) Decomposição; b) Padrões e Abstrações; c) Algoritmo. Os resultados desta pesquisa revelaram a manifestação do Pensamento Computacional durante a elaboração de projetos robóticos, evidenciando características relacionadas aos seus quatro pilares. Durante o processo de construção dos robôs, foram evidenciados pelos estudantes habilidades do Pensamento Computacional por meio do enfrentamento de desafios específicos, elaborando estratégias de forma contextualizada e adaptada às necessidades e situações encontradas durante o desenvolvimento dos projetos. Adicionalmente, os dados permitiram reflexões acerca das potencialidades de um ambiente Construcionista, destacando o desenvolvimento dos estudantes na elaboração criativa de suas ideias e na expressão tangível de seus pensamentos através da programação e construção de um robô, concomitantemente ao desenvolvimento de habilidades associadas ao Pensamento Computacional. Por fim, esta pesquisa tem o potencial de contribuir com discussões pertinentes à Educação Matemática e de apresentar uma possível proposta para os professores do Ensino Fundamental e Médio, com uma abordagem que visa promover o desenvolvimento do Pensamento Computacional e reflexão crítica sobre a formação dos indivíduos com habilidades alinhadas às demandas atuais.
Matemática recreativa: uma experiência no Ensino Fundamental
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-15) Rigobello, Adriana Valentina Maneta ; Capelato, Érika
A Matemática Recreativa é uma forma de despertar a curiosidade e o pensamento matemático nos estudantes por meio de jogos e problemas criativos e, desta forma, favorecer o ensino-aprendizagem desta ciência. Este trabalho apresenta algumas definições da Matemática Recreativa encontrada na literatura e faz um breve relato sobre a biografia de Malba Tahan, um dos pioneiros na idealização da Matemática Recreativa no Brasil. Como produto final, apresentamos uma associação entre alguns problemas do livro “O homem que calculava” de Malba Tahan e as habilidades do Currículo Paulista de Matemática. Cabe ressaltar que as habilidades presentes neste currículo orientam as práticas pedagógicas do professor de matemática do Estado de São Paulo. Além disso, apresentamos duas propostas de jogos recreativos que podem ser aplicados a estudantes do Ensino Fundamental - o Sudoku e o problema dos quatro quatros. Estes jogos podem ser utilizados para reforçar ou introduzir algum conceito matemático ou simplesmente desenvolver o pensamento matemático nos estudantes. Neste trabalho abordamos alguns aspectos matemáticos deste jogos como, uma forma geral para o problema dos quatro quatros e o número mínimo de pistas do Sudoku. Finalmente, descrevemos o desenvolvimento destes jogos junto aos alunos do 6o ano do Ensino Fundamental II de uma escola pública e fazemos uma descrição do ganho pedagógico do uso da Matemática Recreativa neste contexto escolar.
Modelo geoeléctrico-geológico das formações do complexo cristalino de base no distrito de Mavago, Niassa, Moçambique
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-04-26) Domingos, Reinaldo António ; Moreira, César Augusto ; Universidade Rovuma (UniRovuma)
Estudos destinados à alocação de pontos de captação da água subterrânea para os mais diversificados fins, podem levar a resultados contraproducentes, ora por inexperiência do pesquisador, ora pelas dificuldades impostas pela complexidade hidrogeológica da área de estudo. O Complexo de Base Cristalino é um desses contextos geológicos que oferecem maiores imprecisões. O distrito de Mavago, localizado na província de Niassa no norte de Moçambique, jaz sobre o Complexo Cristalino pré-câmbrico, com furos produtivos em áreas caracterizadas por resistividades excessivamente elevadas, desafiando o actual conhecimento científico sobre a matéria. Neste trabalho propôs-se a integração da análise topográfica, geológico-estrutural, geoeléctrico-geológica e sua correlação com a distribuição espacial dos furos produtivos, para explicar o fenómeno. Os resultados mostram que uma tendência geral do fluxo da água é orientada de SW-NE. Na área de estudo, uma série de estruturas secundárias orientadas de NE-SW, ENE-WSW e NW-SE, indiciam uma ampla circulação da água na região. A Bacia do Rovuma na fronteira norte e o Lago Niassa à oeste, situado ao longo do vale do rift este africano, podem ser as grandes feições provedoras do recurso hídrico ao aquífero regional da região ocidental da provincia do Niassa. A produtividade dos aquiferos das áreas resistivas em Mavago poderá estar relacionada com a possibilidade de uma circulação regional profunda associada a ocorrência frequente dos sistemas interconectados de fracturas e falhas regionais. As elevadas resistividades da sub-região montanhosa poderia reflectir um rególito de espessura limitada e um sistema de fracturas e falhas profundas alimentando zonas mais localizadas em profundidades moderadas a rasas, que ao serem interceptadas por furos, alimentam-nos verticalmente a partir dos fluxos subterrâneos profundos. Nas área resistivas, recomenda-se estudos integrados que envolvam o sensoriamento remoto e imageamento geofísico que busquem alvos de perfuração mais profundos, especialmente para os SAA cuja demanda é elevada e a captação é através de bombas submersíveis.
Dinâmica de nanoestruturas e simulação de encapsulamento de pequenas moléculas em fulerenos porosos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-16) Fernandes, Jessica de Oliveira ; Santos, Ricardo Paupitz Barbosa dos
Os fulerenos são nanoestruturas bem conhecidas, com formato esférico e formadas apenas por átomos de carbono. Desde sua síntese realizada pela primeira vez em 1985 por Kroto et al., vaporizando a laser um bloco de grafite em gás hélio, os fulerenos têm chamado a atenção por suas interessantes características físicas. A mais chamativa destas características é seu interior oco, que motivou pesquisas acerca do encapsulamento de espécies, principalmente metálicas, nessas gaiolas de carbono. Durante esses estudos, foi descoberto que a transferência de carga das espécies metálicas para a estrutura de carbono confere propriedades estruturais e eletrônicas únicas a esses materiais. As aplicações destes tipos de sistemas endoédricos são vastas e estudadas até hoje. Além disso, em busca de avanços na área de novos materiais, estruturas que são baseadas nas estruturas bem conhecidas do carbono, como o grafeno, nanotubos de carbono e os fulerenos, têm surgido estruturas com novas propriedades estruturais, eletrônicas e magnéticas interessantes. Um exemplo são as folhas bidimensionais de grafenileno (BPC) e grafeno poroso (PG), que possuem propriedade diferentes de seu análogo grafeno. Um trabalho recente explorou fulerenos porosos, baseados em unidades de BPC e PG, modificando as ligações carbono-carbono de fulerenos convencionais como C20 e C60. A principal vantagem desses fulerenos porosos é a sua alta porosidade e seu tamanho relativamente maior que os fulerenos convencionais encontrados na literatura; essas diferentes características podem acarretar em propriedades intrínsecas bem diferentes. Em nosso trabalho investigamos as propriedades desses materiais, principalmente a partir do encapsulamento de moléculas como H2, H2O e CO2, utilizando simulações computacionais a partir de métodos quânticos. A abordagem DFTB (Tight Binding DFT) foi adotada devido à sua eficiência computacional em relação à DFT convencional, especialmente em cálculos envolvendo grandes sistemas ou dinâmica molecular.
O desenvolvimento rural na região metropolitana de Piracicaba-SP: diferenciação espacial de processos sociais, econômicos e ambientais
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-05-22) Marconi, Matheus Sanaiotti ; Ferreira, Darlene Aparecida de Oliveira
Partindo da importância dos estudos sobre desenvolvimento rural como problemática de pesquisa de base geográfica e considerando, ainda, a diferenciação espacial como fundamento da Geografia, esta dissertação buscou analisar o espaço rural dos municípios pertencentes à Região Metropolitana de Piracicaba através da aplicação de parâmetros metodológicos do Índice de Desenvolvimento Rural (IDR). Assim, com o objetivo de qualificar as discussões teóricas, para alcançarmos os principais objetivos delimitados, foram realizadas leituras e sistematizações teóricas, sobretudo, relacionadas à relação campo-cidade e desenvolvimento rural. Por conseguinte, seguiu-se para caracterização da área de estudo e apresentação da operacionalização e aplicação do IDR, estabelecidos por meio do cálculo de quatro subíndices parciais, sendo eles o Índice de População (IPOP), Índice de Bem-estar Social (IBES), Índice de Desenvolvimento Econômico (IDE) e Índice de Meio Ambiente (IMA). Os dados obtidos foram tratados, sistematizados e tabulados, passando por um conjunto de procedimentos estatísticos e, posterior a isso, análise e espacialização dos dados no território metropolitano. Nesse sentido, identifica-se que, embora os municípios estejam dentro de uma mesma configuração metropolitana, existe um conjunto de elementos que combinados produzem e aprofundam as diferenciações espaciais, evidenciando um processo combinado, no qual sociedade e natureza constroem um mosaico diverso e de grande riqueza social, política, econômica, cultural e natural. À vista disso, verificou-se que o Desenvolvimento Rural não pode ser analisado de forma simples e isolado, priorizando-se apenas os aspectos econômicos, mas sim um conjunto de elementos cujas transformações visam o bem estar da população do campo. Nesta perspectiva, observa-se que, por meio dos indicadores demográficos, sociais, econômicos e ambientais os municípios com maiores Índices de Desenvolvimento Rural são, em sua maioria, os mesmos que possuem resultados elevados pela variável econômica, tendo a monocultura de cana-de-açúcar como aquela que mais aufere rendimentos às localidades. Nesse contexto, a perspectiva do Desenvolvimento Rural leva em consideração a presença da população no campo, no entanto, através dos resultados do IDR, percebeu-se a baixa presença da população no campo e o reduzido uso do espaço rural como moradia. Dessa forma, sem população e com a forte presença da cana-de-açúcar, o desenvolvimento assume-se dentro de uma lógica meramente econômica, o que não satisfaz a ideia de Desenvolvimento Rural a partir de uma perspectiva multissetorial, multifacetado e multinível. Com isso, o que está posto para o espaço rural do conjunto dos municípios aqui considerados é um intenso desenvolvimento e avanço tecnológico, trazidos pela herança da região na produção agrícola da cana-de-açúcar, com uso de tecnologias avançadas, emprego de maquinários, equipamentos e insumos agrícolas, ancorado na dimensão econômica, o que através da literatura, não se enquadra nas perspectivas multidimensionais de Desenvolvimento Rural, mas sim de Desenvolvimento Agrícola. Nesta orientação, o espaço rural de existência situada e, portanto, relacional, necessita preencher-se novamente de vida para assumirmos os rumos das políticas públicas verdadeiramente pautadas pelo desenvolvimento rural.
Compreensão de uma transição de fase de difusão limitada para ilimitada em um sistema bilhar
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-17) Fonseca, Anne Kétri Pasquinelli da ; Leonel, Edson Denis
Neste trabalho estudamos diferentes aspectos das propriedades dinâmicas de um sistema bilhar ovóide. Apesar de ser um caso integrável para epsilon=0, para valores não nulos deste parâmetro observamos uma dinâmica mista no espaço de fases. A presença de caos, bem como a existência de órbitas heteroclínicas é, segundo a conjectura Loskutov-Ryabov-Akinshin (LRA), condição suficiente para observarmos aceleração de Fermi (crescimento ilimitado de energia) quando uma perturbação temporal na fronteira é introduzida. Este fenômeno, no entanto, não é robusto uma vez que a introdução de colisões inelásticas das partículas com a fronteira, bem como outras dissipações possíveis para o sistema, é suficiente para que o crescimento ilimitado de energia seja suprimido. A investigação e caracterização dessa específica transição de fase observada no bilhar dependente do tempo, de difusão limitada para ilimitada, conforme variamos um parâmetro de controle, é também objetivo deste projeto. É descrito na literatura que em uma transição de fase de segunda ordem, a variável dinâmica que descreve o parâmetro de ordem se aproxima a zero continuamente conforme nos aproximamos da transição, enquanto a susceptibilidade diverge. Além disso os observáveis que caracterizam a dinâmica são descritos por leis de potência, levando ao fenômeno de invariância de escala que é típico de transições de fase contínuas. Neste trabalho descreveremos propriedades do bilhar ovóide estático e dependente do tempo usando um conjunto de hipóteses de escala e uma função homogênea generalizada. A partir disso obtemos uma relação entre os expoentes críticos levando a leis de escala. A caracterização e definição destas classes de universalidade são essenciais para a descrição desse modelo uma vez que, apesar de muito se saber sobre os fenômenos de escala, o tipo de transição observada ainda é um caso a ser investigado, sendo os parâmetros de ordem, susceptibilidade e quebra de simetria do sistema ainda problemas em aberto.

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