Um dos grandes desafios da educação básica em relação à matemática é despertar o interesse dos alunos pelo conhecimento do conteúdo proposto e permitir que eles realmente percebam sua aplicabilidade no contexto diário, sendo que muitas vezes, os conteúdos são teóricos e têm poucas aplicações práticas. Todos esses fatores contribuem para o insucesso escolar, o abandono da disciplina e o desinteresse por parte dos alunos. Nesta dissertação, discute-se a importância do uso da Modelagem Matemática como metodologia de ensino e aprendizado, apresentando uma proposta de atividade que pode ser desenvolvida com professores de Ciências da Natureza, Ciências Humanas e Matemática do Ensino Médio, abordando a temática das Energias Renováveis, mais especificamente a Energia Fotovoltaica. A problemática inicial consiste em aplicar a modelagem matemática como ferramenta para representar os custos financeiros associados à instalação e uso de módulos fotovoltaicos, permitindo aos alunos realizar cálculos usando juros compostos e equações exponenciais, além de fazer tabulação de dados.
Por fim, os resultados apresentados indicam que a aplicação da modelagem matemática auxilia o aluno na capacidade de pensar, refletir e resolver problemas matemáticos mais complexos, com aplicação prática no dia a dia. Além disso, promove uma maior interação entre alunos e professores, fazendo com que os estudantes desenvolvam as habilidades previstas na Base Nacional Comum Curricular (BNCC) de uma forma mais aplicável e crítica em relação ao conteúdo inserido.
A Falta de Alta Impedância (FAI) é um problema do Sistema Elétrico de Potência que ocorre
devido ao contato de condutores elétricos energizados e deteriorados com superfícies de alta impedância. Esse problema vem sendo estudado desde a década de 70, mas ainda não possui uma solução definitiva. Em geral, as pesquisas são direcionadas a detecção e localização de FAI, enquanto estudos voltados às demais características que compõem a natureza desse distúrbio se configuram como minoria. Uma das etapas fundamentais no desenvolvimento de novas técnicas de detecção e localização de FAI, envolve a seleção de um modelo adequado, que possa simular com precisão as características de tensão e/ou corrente associadas à FAI. Nesse contexto, esta pesquisa tem como foco estudar diferentes modelos de FAI, com o objetivo de realizar a modelagem matemática desse distúrbio e uma análise comparativa entre os modelos, considerando diversos cenários nos quais a FAI pode ocorrer. Quatro modelos são escolhidos e validados no alimentador de testes IEEE - 13 barras, onde são examinadas as características típicas de corrente e tensão, assim como a relação tensão-corrente. Na sequência, os modelos são implementados na rede de Zamora para simular os diferentes cenários, incluindo superfícies, tais como, areia seca, asfalto seco, brita úmida, entre outras. Os resultados das simulações são avaliados em comparação com registros oscilográficos reais de FAI. De modo geral, cada cenário foi modelado de maneira eficaz por um dos quatro modelos escolhidos. Um ponto fundamental no desenvolvimento de abordagens inovadoras para a detecção e localização em simulações de FAI é a seleção adequada de um modelo; assim, este estudo traz uma contribuição inédita ao vincular o modelo mais adequado às características específicas de tensão e corrente da FAI em um determinado cenário. Essa escolha é essencial não somente para a precisão das simulações, mas também para reforçar a eficiência e confiabilidade dos sistemas de proteção que são desenvolvidos com base nessas simulações, promovendo uma atuação mais assertiva em eventos reais.
Sabe-se que a produção de grãos vem crescendo a cada ano, por isso, sistemas de armazenagem adequados, bem como um sistema de aeração eficiente, tornam-se essenciais para a conservação dos grãos até a sua comercialização. No entanto, mudanças climáticas decorrentes do aquecimento global podem impactar de forma significativa no processo de aeração, principalmente no que se refere ao custo energético, visto que a aeração utiliza o ar ambiente para o resfriamento dos grãos. Isso acontece, pois quanto maior a temperatura ambiente, mais horas de aeração são necessárias para manter os grãos em temperatura e níveis de umidade adequados, refletindo, então, em um custo energético maior. Dessa forma, o objetivo desta pesquisa é modelar matematicamente o impacto do aquecimento global no custo energético do processo de aeração em armazéns de grãos no noroeste do estado do Rio Grande do Sul (RS). Para isso, inicialmente, foram obtidos dados históricos meteorológicos de empresas e cooperativas localizadas no noroeste do estado e, em seguida, criados cenários hipotéticos da temperatura de grãos armazenados para o mês de Fevereiro e Julho, que foram relacionados com os dados históricos obtidos. A fim de avaliar o impacto do aquecimento global no processo de aeração, foram criados três cenários de aumento de temperatura ambiente, onde foram adicionados 1,5 °C, 2 °C e 4 °C na temperatura ambiente atual. Utilizando o modelo de transferência de calor Reator Homogêneo, foi possível definir o tempo de aeração necessária para atingir a temperatura objetivo do grão, tanto na temperatura ambiente atual, quanto nos cenários de aumento de temperatura. Por fim, com as horas de aeração, foi possível calcular o custo energético envolvido no processo de aeração, analisando o impacto das mudanças climáticas causadas pelo aquecimento global. De modo geral, todos os cenários apresentaram um aumento significativo nas horas de aeração, bem como no tempo total de resfriamento do grão. Além disso, houve casos em que foi possível verificar que a aeração com ar ambiente não será mais suficiente, necessitando da aeração refrigerada. A demanda de energia elétrica durante a aeração dobrou em alguns cenários, o que implica em um elevado custo na armazenagem para que os grãos permaneçam nas condições ideais, garantindo sua qualidade.
Participantes: