Teses e Dissertações

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A ciência na literatura barretiana: o conto literário nas aulas de física em uma perspectiva sociocultural
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2020-12-11) Lima, Silvana Souza; Gomes, Emerson Ferreira
A presente pesquisa é análise e elaboração de um material didático, partindo do conto “Congresso Pan-Palentário”, do autor Lima Barreto. Foi realizada com os alunos do Ensino Médio do Estado de São Paulo do primeiro ano, com uma abordagem e perspectiva sociocultural. Para isto, nos valemos de referenciais discursivos (BAKHTIN, 2006) para a análise do conto e de referenciais socioculturais (FREIRE, 1987; SNYDERS, 1988; VIGOTSKI, 2001) para a elaboração e a realização das atividades. A sequência didática foi composta por 10 aulas de 45 minutos, divididas em VII momentos (blocos) para sua realização. As aulas se basearam em interpretaçãoe estudos dos personagens. Utilizamos a análise de discurso para identificar aspectos de enunciados pertencentes à ciência antes e após as aulas, através da interpretação inicial dos alunos e após a leitura do conto. Com um questionário final, observamos que as aulas contribuíram para ajudar os alunos na intepretação do conto, pois eles demonstraram alegria e satisfação. Esses estudantes foram protagonistas e o professor, um mediador da integração do conhecimento prévio com o conhecimento formal (SNYDERS, 1988). Por fim, resultando dessa pesquisa, elaboramos um produto educacional que é composto por uma revista de divulgação de ensino, que contempla a sequência didática, uma reflexão sobre o ato de ler e sugestões para os professores com materiais de aproximação cultural e ensino de ciências.
Adição e Subtração de Frações segundo o Método Desenvolvido por Leonhard Euler no seu Livro Einleitung zur Rechen-Kunst zum Gebrauch des Gymnasii bey der Kayserl (1738)
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2021-09-30) Machado, Hercules D'Almeida; Luchetta, Valéria Ostete Jannis
O presente trabalho de dissertação – mestrado profissional em Matemática – apresenta o método de Leonhard Euler (matemático e cientista do século XVIII), no tocante ao ensino das operações de adição e subtração de frações. Este material é parte do livro escrito pelo mestre em 1735 intitulado Einleitung zur Rechen-Kunst zum Gebrauch des Gymnasii bey der Kayserl (1738), o qual foi idealizado, pelo referido mestre, para ser usado no curso dito Ginásio (Educação Básica) na recém criada Academia de Ciências de São Petersburgo (1727). A análise da História da Matemática, neste trabalho, é apresentada como ferramenta auxiliar para o ensino de Matemática: alguns usos são exemplificados e comentados, mas a proposta, aqui indicada, tem a intenção de estudar o assunto matemático à maneira como o mestre, originalmente, o desenvolveu e o praticou na sua época. Acreditamos que, assim, o aprendizado se torna mais claro e acarreta mais lucidez sobre o assunto. Assim, o método de Euler para o estudo das operações de adição e subtração de frações é desenvolvido seguindo-se esse princípio: na forma de tarefas didáticas, criadas para não só incrementar o ensino de tal assunto na Educação Básica (como foi a intenção de Euler na sua época), mas também permitir ao profissional da Educação conhecer o belo trabalho original do mestre e, também, aperfeiçoar-se. Apresenta-se, também, o modo que o assunto está sendo tratado na rede pública e reconhece-se, também, que o método de Euler sobre a adição e subtração de frações está em pleno acordo com os parâmetros da BNCC (Base Nacional Comum Curricular) e Curriculo da Cidade do Município de São Paulo. Este material histórico encontrado no livro de Leonhard Euler Einleitung zur Rechen-Kunst zum Gebrauch des Gymnasii bey der Kayserl, é um convite para se visitar no tempo o século XVIII, na Rússia Imperial, e entender como o ensino das operações com frações era feito, como alguns pensamentos matemáticos da Educação Básica eram entendidos na época, e, também, perceber quão atual é, ainda, a maneira que tal método desenvolve o ensino desse tema.
Agricultura convencional versus agricultura orgânica: uma proposta de ensino CTS
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 02/10/2018) Benevides, Raquel Rodrigues Teixeira; Miranda Junior, Pedro
O ensino de ciências contextualizado por meio da discussão de temas sociocientíficos relevantes, fundamentada em conceitos científicos aprendidos em sala de aula, contribui para a formação ampla dos estudantes, capacitando-os para atuar de forma crítica na resolução de questões cotidianas e sociais. Este trabalho tem por objetivo desenvolver e analisar uma sequência de ensino investigativo (SEI) elaborada a partir dos referenciais CTS. A SEI elaborada com a temática ?agricultura convencional versus agricultura orgânica? constituiu-se de dois ciclos de atividades diversificadas, a fim de contribuir para o ensinoaprendizagem, com os seguintes objetivos: 1) motivar os estudantes para a construção de conceitos de Química Orgânica; 2) contribuir para a compreensão da linguagem química; 3) compreender a função da química para o desenvolvimento tecnológico e para a sociedade; 4) estimular a reflexão, a discussão e a argumentação dos estudantes; 5) instigar a discussão do tema agricultura e a produção de alimentos, possibilitando o debate de ideias e a articulação da tríade CTS, contribuindo para o desenvolvimento da capacidade de tomada de decisão frente a situações reais; 6) inserir os estudantes na cultura científica escolar. Esta pesquisa é caracterizada como qualitativa do tipo pesquisa-ação e foi desenvolvida em uma escola pública estadual do município de Embu das Artes (SP), com uma turma de 26 estudantes da 3ª série do Ensino Médio. A coleta de dados ocorreu por meio de questionários, observação das aulas, registros em diário de campo, produção dos estudantes e gravações em áudio do júri simulado. Os dados foram analisados a partir dos pressupostos da análise de conteúdo de Bardin. Os resultados evidenciaram diversas potencialidades da SEI, tais como: a motivação dos estudantes; um ensino contextualizado; a articulação das relações CTS; a aprendizagem de conceitos químicos; a tomada de posicionamento crítico; o estímulo ao trabalho cooperativo; a contribuição para a prática reflexiva da professora participante. Os principais desafios da SEI foram: a precariedade da estrutura física da escola para o desenvolvimento de aulas diferenciadas; a desmotivação dos alunos no início da SEI para argumentação e leitura de textos; a pouca familiaridade dos alunos com realização de práticas investigativas. Durante o desenvolvimento das atividades observou-se um amplo interesse dos alunos acerca da temática abordada e maior participação e argumentação nos debates sobre os impactos socioambientais causados pela agricultura convencional. A análise propiciou estabelecer articulações CTS nas produções dos alunos a partir das reavaliações das hipóteses para as problemáticas propostas nos ciclos I e II da SEI. Os debates durante as atividades, a entrevista com trabalhadores de horta urbana, a construção da horta e o júri simulado, possibilitaram o posicionamento crítico dos estudantes frente à questão abordada e ainda a construção de conceitos de química orgânica. A abordagem CTS vai ao encontro da função social do ensino defendida neste trabalho, contribuindo para o desenvolvimento de conteúdos conceituais, procedimentais e atitudinais, como subsídios para formação da autonomia crítica dos estudantes e para a tomada de posicionamento frente a questões sociocientíficas, a partir de conhecimentos e valores e para a compreensão do pano de fundo presente nos discursos de especialistas e no desenvolvimento científico e tecnológico
Ajuste de curvas e modelagem Fuzzy aplicados no desenvolvimento de um sistema automático de calibração de hidrômetros
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 25/04/2013) Neira, Fábio Garcia; Barbosa, Paulo Roberto
A premissa deste projeto foi desenvolver um sistema automatizado eletrônico para calibração de hidrômetros, a ser acoplado aos bancos de prova ou bancadas de pré-aferição das indústrias produtoras de medidores ou oficinas de recuperação, para reduzir o tempo de calibração e eliminar a possibilidade de erro humano por cansaço. Em sua implementação, empregou-se um sensor adaptado à relojoaria do hidrômetro em teste, que envia sinais a um microcontrolador e os compara com os sinais gerados por um padrão já existente no banco de provas, determinando, desta forma, o grau de erro a ser corrigido para, depois, ao final do processo, acionar um motor de passo, que atua diretamente no regulador do medidor, calibrando-o. Na fase do desenvolvimento do controle do sistema, especificamente para o cálculo da ação sobre o regulador, foi proposto um estudo comparativo entre o ajuste de curva por meio de uma função polinomial de terceiro grau e um algoritmo de lógica fuzzy. Ambos os métodos foram capazes de calibrar os hidrômetros. Contudo, a técnica de ajuste de curva proporcionou melhores resultados práticos de calibração.
Análise comparativa da eficiência energética entre sistemas de abastecimento de águas prediais
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 24/04/2013) Dias, André Marcelo; Segatto, Ênio Carlos
O objetivo principal deste trabalho foi analisar o consumo entre os sistemas de abastecimento de água predial aplicáveis no Brasil, definindo qual deles se apresenta como o mais eficiente. Assim, para realização da análise, foi delimitado um universo de 9 edifícios, dentre os mais comuns no Brasil, dotados de 8, 12 ou 16 pavimentos que, por sua vez, continham 4, 8 ou 12 unidades habitacionais em cada um. Cada edifício teve suas instalações hidráulicas dimensionadas de acordo com a norma NBR5626:1998 para posterior simulação através do software Matlab/Simulink, considerando as características de operação diária de cada edificação. Com os resultados obtidos na simulação, o consumo energético necessário para operação de cada sistema pôde ser definido. Assim, como resultado, o sistema de abastecimento predial dotado apenas de reservatório inferior e com a prumada de abastecimento dividida em zonas de pressão apresentou o menor consumo energético por metro cúbico de água elevado. Já o sistema dotado com reservatórios inferior e superior e o sistema com reservatório inferior, mas com única prumada de abastecimento, obtiveram resultados muito próximos entre si, porém, apresentaram-se menos eficiente que o primeiro. Os resultados do estudo remetem ao fato de que a divisão da prumada do abastecimento predial em segmentos faz com que o consumo de energia ocorra apenas para a elevação da água até o pavimento mais alto de cada zona de pressão abastecida. Em contrapartida, os sistemas com dois reservatórios ou com reservatório inferior e única prumada de abastecimento necessitam de mais energia porque devem elevar a água até o último pavimento da edificação. Essa característica comum justifica os resultados bastante próximos obtidos pelos dois sistemas durante as simulações realizadas.
Análise construtiva de Motor de Relutância Variável (MRV) aplicado em dispositivo de calibração de gravímetros
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2022-05-30) Sanchez, Eduardo; Frajuca, Carlos; Silva, Davinson Mariano; Toufen, Dennis Lozano; Fortes, Márcio Zamboti
Motores de Relutância Variável (MRV) apresentam vantagens para aplicações nas mais diversas áreas da indústria e equipamentos, devido a sua versatilidade, robustez, estabilidade e possibilidade de controle preciso de rotação, potência e torque. Levando-se em conta estas vantagens, decidiu-se analisar os aspectos construtivos deste tipo de motor para o protótipo em tela, que será utilizado em calibração de gravímetros, destinado à detecção de ondas gravitacionais através do efeito destas ondas em objetos em rotações ultra-altas, da ordem de 500.000 rpm. O dispositivo proposto requer um controle de erro de 1:10.000 rpm, o que será possível face às características de estabilidade do MRV. Devido à vibração permissível ser extremamente baixa, o sistema utiliza rolamentos magnéticos no rotor, com ímãs de neodímio interagindo com o eixo metálico, garantindo baixo atrito e vibração. Parte destes aspectos construtivos podem ser simulados usando Matlab/Simulink, permitindo uma perspectiva de desempenho do MRV no protótipo.
Análise da compensação de atrito estático para válvula de controle de processo
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 27/04/2013) Guedes, Heliliano Carlos Sartori; Sousa, João Sinohara da Silva
A existência de atrito em válvulas traz problemas às malhas de controle em plantas industriais. A utilização dos compensadores de atrito estático considerados neste trabalho baseia-se em técnicas que adicionam energia ao sinal na saída do controlador, de forma a compensar o agarramento presente nas hastes de válvulas de controle devido à presença do atrito estático. Neste trabalho foram utilizados modelos que reproduzem fielmente as características do processo, controle e sensores necessários ao estudo. Assim como foram realizados ensaios com dispositivos físicos industriais (válvula comercial real) conectados a um computador através de placa de aquisição de dados analógica, que se comunica via interface padrão OPC aos demais objetos do controle, formando um ambiente híbrido conhecido como Hardware-in-the-loop. Para a escolha do modelo do processo e sua respectiva ação de controle, considerou-se uma planta com dinâmica de processo lenta com baixa constante de tempo dominante de forma a beneficiais a visualização dos fenômenos de atrito estático e da atuação dos compensadores. Adotou-se um modelo de controle de nível em um tanque cilíndrico vertical atmosférico, alimentado por fluxos variáveis em que seu nível é regulado através de ações de controle atuando sobre uma válvula de controle na saída do tanque. Para os ensaios em ambiente 100% simulados, foi escolhido o modelo de atrito de Karnopp que mais apropriadamente simula o atrito estático em válvulas de controle para fins de estudo de sua compensação. Nos ensaios em tempo real, adotou-se uma válvula de controle globo linear com atuador pneumático, equipada com posicionador inteligente e sensor de posição instalado na haste da válvula. Ao término deste trabalho, o desempenho dos compensadores considerados é avaliado e as conclusões obtidas nos ensaios são apresentadas juntamente com sugestões para trabalhos futuros.
Análise da congruência entre os conteúdos avaliados nos itens de biologia do ENEM (2009 a 2014), a matriz de referência e a proposta curricular do estado de São Paulo
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2020-12-11) Mancini, Giovanna Vianna; Cintra, Elaine Pavini
O objetivo dessa dissertação foi analisar os itens de Biologia apresentados no Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM), no período de 2009 a 2014, conforme as dimensões da análise do conhecimento e da demanda cognitiva da Taxonomia de Bloom Revisada. Em adição, foi verificado a congruência parcial entre os conteúdos presentes nestes itens, a matriz de referência do ENEM e a Proposta Curricular do Estado de São Paulo de 2008. Resumidamente, foram caracterizados 96 itens a partir da elaboração de uma sentença descritora para cada um por diversos profissionais da área. Em relação aos objetos do conhecimento ou conteúdos analisados foi possível verificar que uma porcentagem significativa de itens, cerca de 36%, avaliou conceitos de Ecologia. Pela análise da tabela bidimensional, a maioria dos itens de biologia do referido período estão localizados em domínios com demandas de baixa ordem cognitiva (LOCS), em contraste a apenas 14,6% dos itens associados às demandas de alta ordem cognitiva (HOCS). Seguindo-se os preceitos de Web, foi verificado que: (i) a categoria “categorical concurrence” não foi plenamente satisfatória entre a Matriz de Referência e os itens, pela não contemplação de vários objetos de conhecimento; (ii) O critério de alinhamento “range of knowledge correspondance” indicou que houve uma boa congruência entre o que é avaliado nos itens e o currículo de biologia do Estado de São Paulo e (iii) “Depth of knowledge consistency” houve pouca congruência por privilegiar mais itens LOCs em detrimento ao HOCs. Este trabalho demonstrou de forma concisa e elegante que a verificação da congruência entre os itens de Biologia aplicados no ENEM e seus respectivos documentos norteadores precisa ser aprimorada através de uma readequação dos itens a serem contemplados em futuras provas do ENEM.
Análise da influência das variáveis térmicas de solidificação no comportamento elétrico e na microestrutura de ligas de cobre
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2020-12-18) Cipriano, Ariovaldo Merlin; Santos, Givanildo Alves dos
O objetivo deste trabalho é analisar se as variáveis térmicas de solidificação influenciam ou não no comportamento elétrico das ligas Cu-14Al-5Ni-5Fe, Latão alfabeta 58/42, Cu-8,5%Sn, obtidas após a solidificação do lingote para cada amostra. As ligas foram solidificadas em uma lingoteira de aço inoxidável AISI 304 montada em um dispositivo de resfriamento unidirecional ascendente. O ensaio de condutividade elétrica realizado pelo equipamento ponte de Wheatstone que mede a resistividade elétrica e com o medidor de condutividade obtém-se os valores em IACS conforme norma ASTM B193-02. A literatura especializada mostra que maiores taxas de resfriamento apresentam maiores valores de dureza, e microestrutura mais refinada. Como resultados, notou-se que a condutividade elétrica não foi influenciada pelo processo de solidificação, obtendo-se valores de IACS praticamente constantes para cada liga de cobre estudada, independentemente de microestrutura e de transição colunar-equiaxial na macroestrutura das ligas. Em termos individuais, em ordem crescente de condutividade elétrica, as ligas estudadas partem de Latão alfa-beta 58/42, Cu-14Al-5Ni-5Fe a Cu-8,5%Sn.
Análise das relações de gênero percebidas num curso de robótica
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2022-02-03) Taques-Villagran, Julyana Gomes; Killner, Gustavo Isaac
Esta pesquisa avalia se o conceito de gênero pode ser considerado como um organizador social na divisão de trabalhos coletivos em um curso de robótica, área predominantemente masculina. Para tanto, foi realizado um estudo de caso com 638 estudantes do 6º ao 9º ano de uma escola da rede privada da cidade de São Bernardo do Campo (SP). Neste estudo se analisou como os sujeitos da pesquisa se organizavam livremente em grupos nos diferentes anos. Foi utilizada uma abordagem mista, incluindo pesquisa documental, observação in situ, questionários e entrevistas com estudantes. Ao final, a partir dos agrupamentos observados e da triangulação dos dados obtidos, foi possível identificar que o gênero se constitui como organizador social para as atividades em grupo neste curso, além de evidenciar o chamado efeito tesoura já na educação básica. Foi possível associar o sucessivo afastamento feminino das atividades de robótica à profecia autorrealizadora, ao efeito Matilda e à superação desse distanciamento à presença de professoras nessa área historicamente masculinizada.
Análise de comportamento em fadiga de próteses de quadril fabricadas em liga de titânio revestida com hidroxiapatita
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2021-01-12) Souza, Caique Movio Pereira de; Silva Junior, Wilson Carlos da
Segundo o último censo demográfico divulgado em 2010 pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística - IBGE, o Brasil tem 45,6 milhões de pessoas com necessidades especiais sendo que, dessas, três milhões e duzentas mil com problemas de locomoção. A necessidade de procedimentos cirúrgicos tem aumentado significativamente na medida em que a expectativa de vida da população tem crescido. De acordo com dados disponibilizados pelo Sistema Único de Saúde – SUS, houve um aumento de 24,2% nas cirurgias de artroplastia de quadril. A mudança na regulamentação da ANVISA referente a valores para a resistência à fadiga exigem novos testes nas próteses comercializadas. Essa modificação prevê o aumento de cinco milhões de ciclos (ABNT NBR 7206-4:2011) para dez milhões de ciclos (ABNT NBR 7206-4:2011) que as próteses devem suportar sem apresentar falhas. As próteses que serão comercializadas no mercado deverão passar pelos testes com os novos parâmetros. Este trabalho tem como objetivo realizar estudos sobre as condições de resistência à fadiga de próteses de quadril comercializadas e/ou fabricadas no Brasil com a liga Ti 6Al 4V, com revestimento. A liga de titânio Ti-6Al4V foi submetida à análise de macro e microestrutura para identificação do tamanho de grão, inclusões e microdureza no Laboratório de Fenômenos de Superfície (LFS) da USP. Após as análises, foram realizados ensaios de resistência à fadiga no laboratório de caracterização mecânica do campus do IFSP em São João da Boa Vista. A prótese utilizada é revestida com hidroxiapatita e tem dimensões de 250 mm x 120 mm e para os ensaios foi construído um aparato com cimento de secagem ultrarrápida e mergulhadas em solução fisiológica à 0,9% de NaCl, com temperatura média de 37ºC ± 1, para simular o líquido sinovial encontrado no corpo humano. Foram aplicadas cargas de compressão com variação senoidal entre -0,3KN até -3,0KN, com a razão de 0,1 em 10.087.914 de ciclos sem a constatação de falha, tais como trincas e não sofrendo deformações plásticas, somente elásticas.
Análise de uma sequência de ensino investigativa no ensino de química realizada com um grupo de estudantes surdos
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 24/03/2017) Florentino, Carla Patrícia Araújo; Miranda Junior, Pedro
Atividades desenvolvidas nas aulas de Química que promovem a participação dos estudantes de maneira significativa podem possibilitar a compreensão do conhecimento científico e contribuir para a formação de cidadãos críticos preparados para tomada de decisão perante problemas reais da sociedade. O objetivo deste trabalho de mestrado é analisar a potencialidade de uma sequência de ensino investigativa (SEI) no ensino de Química para um grupo de estudantes surdos do 2° ano do Ensino Médio de uma escola com proposta de ensino bilíngue. O trabalho foi desenvolvido em uma abordagem qualitativa, utilizando-se do método da pesquisaação. A SEI, elaborada com o tema gerador ?leite adulterado?, foi desenvolvida em três etapas: I) concepções iniciais dos estudantes, problematização e levantamento de hipóteses; II) atividade experimental; III) sistematização e discussão pós-experimento. Os dados da pesquisa foram coletados a partir da observação participante, da gravação das aulas, das produções dos estudantes e da entrevista semiestruturada. Em cada etapa buscou-se analisar as potencialidades da SEI na construção de conceitos químicos a partir do tema abordado. Os resultados indicaram que a SEI possibilitou aos estudantes elaboração de argumentos mais fundamentados ao discutir soluções ao problema proposto, contribuindo para internalização de conhecimentos científicos, promovendo pensamento crítico e autônomo. Além disso, o debate do tema e a comunicação em sala de aula na língua natural do surdo (Libras) propiciaram a construção do conhecimento e promoveram maior envolvimento dos estudantes nas atividades realizadas.
Análise do comportamento elétrico de ligas de alumínio obtidas por solidificação unidirecional
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2020-12-18) Pimendis, Jorge Athanasios; Santos, Givanildo Alves dos
O objetivo deste trabalho é analisar se as variáveis térmicas de solidificação influenciam no comportamento elétrico de ligas de alumínio obtidas por solidificação unidirecional. Avaliar a diferença do comportamento mecânico e elétrico de produtos industrializados, em muitas vezes significa dar garantias de durabilidade e solidez, de utensilios domésticos a turbinas de avião, nas mais variadas aplicações de esforços e robustez de composição química de toda a sua vida útil. O comportamento elétrico, em particular a condutividade, é crucial para determinadas aplicações tecnológicas do alumínio e suas ligas. Neste caso específico de pesquisa, além da solidificação é considerado o nível de influência dos elementos de liga no comportamento elétrico das ligas Al-6%Zn, Al-3%Cu1%Li, Al-10%Si-2%Cu e Al-10%Si-5%Cu, com percentuais em massa. Os materiais aqui utilizados foram produzidos por solidificação unidirecional. O ensaio de condutividade normalizado, norma técnica ASTM B193 – 02 (2014), utilizado neste trabalho é adotado industrialmente. O método de comparação dos resultados com a tabela de resistividade dos materiais foi adotado para análise dos resultados. A adição de elementos de liga resultou em aumento da resistividade elétrica dos lingotes ensaiados, os resultados obtidos levam o alumínio para uma posição bem longe do cobre puro que é definido internacionalmente como sendo o material de 100% de condutividade elétrica. Notou-se que o controle da estrutura dentrítica, colunar ou equiaxial não influencia na condutividade e resistividade elétrica das ligas estudadas.
Análise do escoamento em um dispositivo de assistência ventricular
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 24/10/2018) Hernandes, Mariana Maria Aparecida Pinto; Bock, Eduardo Guy Perpétuo
Este trabalho apresenta a análise do escoamento de um Dispositivo de Assistência Ventricular (DAV) desenvolvido no Laboratório de Bioengenharia e Biomateriais (BIOENG) chamado Cardiac Assistant Recovery of Life (CARoL). Os DAVs são utilizados para o tratamento de pacientes com Insuficiência Cardíaca (IC), seja como ponte para o transplante ou como terapia de destino, o fluxo contínuo da bomba auxilia no bombeamento vital de sangue para o corpo. Visando a concepção e avaliação das medidas de segurança adotadas para evitar danos ao corpo do paciente implantado com DAV e o prolongamento da vida-útil deste, algumas etapas de ensaios são necessárias. A metodologia de análise do escoamento é dividida em: simulação numérica computacional do escoamento no interior da bomba, ensaio de desempenho hidrodinâmico, ensaio de velocimetria de imagens de partículas e ensaio da hemólise sanguínea (em ambiente virtual e in vitro). A análise do escoamento no interior da bomba CARoL ocorreu durante a sua fase de concepção e projeto mecânico, por meio da construção de um modelo tridimensional e da simulação numérica computacional no ambiente virtual do programa Ansys-CFX empregando o uso de modelagem de Transporte de Tensão de Cisalhamento com uma malha de 99 elementos/mm³. Os ensaios hidrodinâmicos foram realizados objetivando a determinação das curvas características em condições semelhantes ao corpo humano, pressão diferencial de 100 mmHg e fluxo de 5 L/min. O ensaio de PIV foi realizado em um protótipo em acrílico, visando a análise visual das regiões de turbulência da bomba. Com estes parâmetros, foi realizada a análise da hemólise em ambiente virtual utilizando a parametrização da equação de Carreau-Yasuda, com condições de contorno do limite do rompimento mecânico das hemácias de 200 Pa com exposição de 0,4 s a 0,6 s. Os ensaios de hemólise in vitro objetivando determinar a taxa de Hemoglobina Livre (HL) no sangue foram realizados nos laboratórios do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da Universidade de São Paulo (USP), utilizando dois procedimentos: Harboe e reagente Tetrametilbenzedina (Tmb). Os ensaios de escoamento no interior da bomba CARoL permitiram a definição da geometria e configurações das aletas com resultados satisfatórios para a aplicação, reduzindo inúmeros protótipos e ensaios. Com as curvas características, foi possível estabelecer a rotação nominal da bomba para manutenção do fluxo sanguíneo nas condições fisiológicas a 2100 rpm. O resultado dos ensaios de hemólise do DAV em ambiente virtual foi satisfatório, apresentando o resultado de tensão cisalhante de 130 Pa com o tempo de exposição variando de 0,1 s a 100 s. Os resultados de HL no plasma foram considerados satisfatórios, apresentando valores nos procedimentos Harboe e TMB, de 35 mg/dl e 30 mg/dl, respectivamente, sendo condizente com os resultados obtidos em ambiente virtual com erro menor que 5% na estimação numérica. Futuros trabalhos devem aprimorar a técnica de PIV para análise de outras possíveis variáveis danosas ao sangue como áreas de estagnação e recirculação, propensas à formação de trombos
Análise dos impactos do SARESP nas políticas públicas para formação contínua de professores de matemática da SEE/SP
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) , 27/03/2017) Santos, Giselle Barreto
Este trabalho tem por objetivo analisar em que medida os resultados do Sistema de Avaliação de Rendimento Escolar do Estado de São Paulo (SARESP) são orientadores de políticas públicas para formação de professores no contexto específico do ensino de Matemática na rede estadual paulista. Para tal, realizou-se pesquisa documental com vistas a analisar as políticas públicas atuais, o Currículo de Matemática para o Estado de São Paulo, as matrizes de referência para avaliação do SARESP e os resultados apresentados nos relatórios pedagógicos desta avaliação, a fim de verificar o desempenho dos alunos e a relação dos temas apresentados nos resultados com os temas citados nos documentos oficiais. Foram também realizadas entrevistas direcionadas aos professores da rede pública de São Paulo, e uma pesquisa documental sobre quais ações de formação contínua foram desenvolvidas e seus respectivos temas, com vistas a verificar, principalmente, se os temas aplicados nas ações de formação desenvolvidas pela diretoria estão relacionados com temas apresentados nos relatórios pedagógicos do SARESP. Após análise documental, verificamos que os resultados da avaliação externa minimamente são utilizados nas ações de formação contínua de professores, percebemos que a SEE/SP utiliza o modelo clássico da formação contínua, conforme destaca CANDAU (2008). Como perspectiva, elaboramos de um relatório final direcionado para os profissionais de educação e professores, que os orientarão sobre temas para as ações desenvolvidas à formação continuada de professores especialistas em matemática pela SEE/SP.
Análise dos níveis de eficiência energética obtidos em sistemas de iluminação com a aplicação do protocolo KNX
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2017) Santos, Vandeir Vioti dos; Segatto, Ênio Carlos
Esta pesquisa objetiva ratificar a eficiência da utilização de protocolos de automação e controle predial no alcance de altos níveis de eficiência energética nos sistemas de iluminação. Para a realização desta pesquisa, foi efetuada uma parametrização de índices de eficiência através das certificações prediais, utilizando os padrões propostos pelas normas de eficiência energética LEED, AQUA, ENCE e a certificação portuguesa SCE. Após essa análise, foi realizado um trabalho de campo em uma edificação da Universidade Cidade de São Paulo, com o objetivo de avaliar o sistema de iluminação. Posteriormente, os dados levantados foram utilizados para a criação de uma proposta para um novo sistema de iluminação. Após a descrição analítica dos dados, simulações matemáticas, tratamento e interpretação das informações obtidas, foi verificada e comprovada a economia de energia gerada após a aplicação de um sistema de automação baseado no protocolo KNX.
Análise dos parâmetros da soldagem por atrito rotativo coaxial entre o cobre eletrolítico e a liga CuCrZr para garantir condutividade elétrica
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 03/07/2018) Sabor, Wagner de Campos; Nakamoto, Francisco Yastami
A união de materiais similares e dissimilares realizadas por soldagem por atrito rotativo ou Friction Rotary Welding (FRW) é muito utilizada na indústria, principalmente na indústria automobilística para a fabricação de peças com geometrias complexas ou compostas de materiais dissimilares, em que os processos tradicionais de soldagem por fusão não são possíveis ou não recomendados devido às restrições das condições de contorno que envolvem propriedades do material e/ou processo. Esta pesquisa visa obter a correlação dos parâmetros de soldagem FRW entre o cobre eletrolítico e a liga CuCrZr, mantendo a qualidade da condutividade elétrica na região da solda. A soldagem dos corpos de prova foi realizada em um equipamento adaptado para realizar o processo, ou seja, foi realizado o retrofit de um torno mecânico convencional, com a adaptação de reforços estruturais, sistema hidráulico, sistema de controle eletrônico de rotação, sensores e software dedicado. Após uma extensa pesquisa experimental, os melhores parâmetros para a obtenção de soldas de boa qualidade foram determinados. O presente trabalho contribuirá para o processo de fabricação de terminais e hastes para transformadores e eletrodos para soldagem por resistência, dentre outras aplicações. Os corpos de prova foram submetidos a ensaios de tração, dureza e microdureza Vickers, inspeções metalográficas, micrográficas e macrográficas, ensaios não destrutivos e ensaios de condutividade elétrica, que comprovam a eficiência das soldas, boa resistência mecânica e melhora na condutividade elétrica
Análise Microestrutural da Liga Cu-Sn-Pb-Zn e correlação com variáveis térmicas de solidificação
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 2022-03-25) Marturano, José Luis Mantovani; Santos, Givanildo Alves dos
O objetivo neste trabalho é analisar as influências das variáveis térmicas de solidificação na microestrutura e dureza da liga Cu-Sn-Pb-Zn obtida após a solidificação do lingote. A solidificação da liga se deu através de extração de calor direcionada em uma lingoteira de aço inoxidável AISI 304 montada em um dispositivo de resfriamento unidirecional ascendente. As microestruturas foram analisadas através de microscopia ótica (MO). As variáveis térmicas de solidificação, tais como velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL), taxa de resfriamento (T) e gradiente térmico (GL) foram avaliadas em função da distância da superfície de extração de calor. As durezas foram medidas em função das posições dos termopares do lingote com as variáveis térmicas de solidificação. Com os resultados obtidos, conclui-se que que os valores da velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL), da taxa de resfriamento (T), do gradiente térmico (GL) são maiores para as posições mais próximas da superfície de troca de calor, conforme a literatura abundante. As amostras no sentido longitudinal apresentaram estrutura bruta de fusão com dendritas colunares (próximos a base de refrigeração) apresentando variação considerável na dureza (HV) e no sentido transversal e distante da base um aumento na presença de intermetálicos de chumbo apresentaram estrutura bruta de fusão com dendritas equiaxiais, com ligeira variação de dureza (HV) de aproximadamente 10 porcento, da liga considerada.
Análise por simulação de rotores de materiais conjugados para baterias eletromecânicas
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), 03/03/2018) Coppedé, Daniel ; Frajuca, Carlos
O trabalho apresenta um estudo voltado a um tipo específico de roda de inércia, conhecida como Flywheel, capaz de acumular energia cinética quando em movimento. Foram realizadas análises computacionais sobre a geometria e a proporção de materiais conjugados para o rotor. Estas rodas são utilizadas em baterias eletromecânicas que detém uma maior vida útil se comparada com outros tipos de bateria comercialmente conhecidas. Este estudo visa à análise de uma roda de inércia girando a uma velocidade de rotação de até 150.000 rpm, assim concentrando maior quantidade de energia e reduzindo dimensões e custos de material. Para tanto, neste trabalho foram criados e simulados, pelo Método de Elementos Finitos, vários tipos de geometrias de rodas de inércia, com a intenção de verificar o comportamento das tensões de resistência mecânica do material na sua elevada velocidade de rotação. Com estes dados escolheu se a geometria e o material que juntos obtiveram o melhor desempenho para o desenvolvimento de uma roda de inércia de baixo custo e elevado rendimento, com resultados obtidos de rotações acima dos 170.000 rpm
Aplicação de equipamentos eletrônicos inteligentes via IEC 61850/GOOSE em sistema de média de tensão
(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) , 23/09/2015) Souza, Emerson Barbosa; Segatto, Ênio Carlos
No contexto de inovação no controle de sistemas de automação em média tensão a aplicação da lógica de transferência automática (LTA) utilizando Equipamentos Eletrônicos Inteligentes (IED´s) visa controlar sistemas elétricos de potência (SEP) críticos a fim de se obter redução no tempo de execução do processo. Esta aplicação de transferência automática pode ser utilizada em diversos casos como, por exemplo, geração de energia, processos industriais de plantas químicas, plantas petrolíferas/refinarias, fabricação de papel/celulose e processos de mineradoras entre outros. Desta forma, com o grande desenvolvimento e crescimento da automação em sistemas de potência e eficiência energética surge a necessidade de aperfeiçoar e melhorar os processos. A LTA é comumente aplicada quando o SEP é composto por duas ou mais fontes de energia, suas configurações podem ser com fontes intermitentes onde existe uma fonte que é a principal e alimenta todo sistema, sendo que a outra será uma fonte de reserva que servirá de backup em caso de falha da fonte principal conhecido como método Regime/Reserva, ou então, duas fontes simultâneas onde ambas as fontes alimentam o sistema que por sua vez é dividido em duas barras também conhecido como Regime/Regime onde ambas as fontes tem capacidade de alimentar o sistema caso a outra seja comprometida. Esta aplicação de LTA objetiva manter o sistema em pleno funcionamento em uma possível queda de energia de uma das fontes transferindo automaticamente para fonte saudável evitando assim, interferências, perdas ou danos ao funcionamento do sistema e mantendo a alimentação das cargas em uma eventual perda ou queda de tensão conhecida como subtensão (undervoltage). Como a aplicação através de componentes e sinais discretos impacta com um alto custo na implantação e tempo elevado de execução para os níveis de proteção, a nova proposta faz com que esta lógica seja executada via informações provenientes de rede de comunicação robusta sobre o protocolo padronizado pela International Electrotechnical Commission (IEC) 61850, buscando assim maior velocidade na execução e redução de custos. Para realização da avaliação desta aplicação os objetos de estudo serão: Informações digitais reportadas via comunicação, aplicação de LTA com IED’s, níveis de velocidade e qualidade dos sinais trafegados na rede IEC 61850 através de simulações.

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