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RIU

Palmas v. 4, n. 6 mar. / set. de 2011


RIU Diretoria da Faculdade Católica do Tocantins Prof.ª MsC. Clarete de Itoz Diretora Geral Prof.ª MsC. Maria Rosa Arantes Pavel Vice-diretora de Ensino, Pesquisa e Extensão Rudinei Spada Vice-diretor Administrativo Financeiro Galileu Marcos Guarenghi Vice-Diretor de Planejamento e Desenvolvimento Revista Integralização Universitária - RIU É um periódico semestral com publicação da Faculdade Católica do Tocantins. Tem como proposta de ser de um canal de divulgação de trabalhos científicos de docentes, discentes e pesquisadores. A Revista recebe colaborações científicas da comunidade externa, pois não pretende ser um canal exclusivo da instituição que representa. Editora: Prof.º MsC. Claudemir Andreaci Correção Linguística: Prof. MsC. Carlos Henrique Lopes de Almeida Capa e Diagramação: Fábio Cabral Santos Impressão e Acabamento: Gráfica Santo Expedito Tiragem: 60 exemplares impressos Conselho Editorial Cássia Regina de Lima Claudemir Andreacci Geovanne Ferreira Rebouças José Lopes Soares Neto Osnilson Rodrigues Silva Silvia Schigueko Kondo Ramos

Comitê Editorial Alex Coelho - Faculdade Católica do Tocantins Alexandre Tadeu Rossini da Silva - Universidade Federal do Tocantins Alice Chaves de Carvalho Gomes - Universidade Federal do Vale do São Francisco André Pereira Raposo - Faculdade Católica do Tocantins Anderson Luiz Fernandes Perez – Univ. Federal de Santa Catarina Ariádne Scalfoni Rigo - Universidade Federal do Vale do São Francisco Cid Tacaoca Muraishi - Faculdade Católica do Tocantins Claudia Noleto Maciel Luz - Faculdade Católica do Tocantins Daniela Moreira de Carvalho - Universidade Federal Rural de Pernambuco Eliane Pozzebon – Universidade Federal de Santa Catarina Elizângela Inocêncio Mattos - Fundação Universidade do Tocantins Evandro Borges Arantes - Faculdade Católica do Tocantins Fabiano Ricardo Barbosa Pizetta - Faculdade Católica do Tocantins Fabio Favarin - Universidade Tecnológica Federal do Paraná Flavio Augustus da Mota Pacheco - Faculdade Católica do Tocantins Gentil Veloso Barbosa - Universidade Federal do Tocantins Geovanne Ferreira Rebouças – Faculdade Católica do Tocantins Gislaine Piccolo de Lima - Universidade Estadual do Oeste do Paraná Gustavo Miler - Faculdade Católica do Tocantins Helga Midori Iwanmoto - Universidade Federal do Tocantins Herlon Alves Bezerra - Univ. Federal do Vale do São Francisco Igor Yepes - Faculdade Católica do Tocantins Jeová Torres Silva Junior - Universidade Federal do Ceará José Rodrigues Vieira - Faculdade Castro Alves Márcia Machado - Fundação Universidade Federal do Tocantins Maria Beatriz Manno Bolanger - Faculdade Católica do Tocantins Maria Inês Ramos Azevedo - Fundação Universidade do Tocantins Mário César Hamdan Gontijo - Universidade Presidente Antônio Carlos Mônica Cristina Rovaris Machado - Fundação Universidade Federal do Tocantins Nilcéia Valdati - Faculdades Integradas ASSESC Osnilson Rodrigues Silva - Faculdade Católica do Tocantins Paula Chies Schommer - Universidade do Estado de Santa Catarina Roberto de Oliveira Santos - Faculdade Católica do Tocantins Ronaldo Rodrigues Coimbra - Fundação Universidade Federal do Tocantins Sandra Ferreira – Efeta Treinamento e Desenvolvimento Sandra Alberta Ferreira - Universidade Federal do Tocantins Terezinha da Conceição Costa-Hübes - Unioeste – Cascavell

As opiniões emitidas nos artigos assinados são de total responsabilidade dos respectivos autores. Todos os direitos de reprodução, tradução e adaptação reservados. R454 Revista integralização universitária/Faculdade Católica do Tocantins. v. 4, n. 6 (mar.2011/set.2011) ._ Palmas-To: Faculdade Católica do Tocantins, 2011. Semestral ISSN 1982-9280 1. Pesquisa científica - Periódico 2. Produção científica - Periódico 3. Ciência e conhecimento - Periódico I. Católica do Tocantins CDU 001(05)

Ficha Catalográfica elaborada pela Bibliotecária da Católica do Tocantins Maria Paixão Souza-CRB-2 / 720 Publicação da Faculdade Católica do Tocantins Palmas – v.1, n.6 – Abril - 2011/Setembro - 2011


SUMÁRIO CIÊNCIAS AGRÁRIAS • Efeito da ação do homem na fertilidade dos solos da região de Palmas - TO .............. 3 Paulo Alberto M. Cirilo, César Augusto Costa Nascimento, Dr. Cid Tacaoca Muraishi e Thiago Magalhães de Lazari

GESTÃO • Avaliação econômica de Sistemas Agroflorestais implantados em reserva legal no assentamento Mariana – Palmas - TO .......................................................... 10 Rodrigo da Silva Bitencourt, Jesiel da Silva, Mayco Duarte, Thayane Gomes, César Augusto Costa Nascimento e Dr. Cid Tacaoca Muraishi

TECNOLOGIA • HTML5 como Ferramenta para o Desenvolvimento de Jogos Interativos Web ....... 16 Castro H. C. Souza, Jader L. Nascimento e Alex Coelho

• Recomendações para a Realização de Simulações de Rede WLAN Usando NS-2 ........ 22 Jean Nunes Araújo e Claudio de Castro Monteiro

• Utilizando Cenários Virtuais para a Simulação de Ambientes Domésticos Controlados por Celular .......................................................................................33 Silvano Maneck Malfatti, Igor Yepes e Gabriel Lacerda dos Santos

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2 APRESENTAÇÃO A Revista Integralização Universitária – RIU é um mecanismo de publicação da Faculdade Católica do Tocantins, que tem por premissa a socialização de trabalhos dos professores, dos alunos e dos pesquisadores. Este é o Volume 3, Número 6. A partir desse exemplar, a revista é apresentada por meio eletrônico, com acesso na página http://riu.catolica-to.edu.br. Como veículo de divulgação de estudos e pesquisas nas áreas de Ciências Sociais Aplicadas, Ciências Agrárias e Ciências Exatas e da Terra a RIU deverá ter três tipos básicos de leitores – professores pesquisadores, acadêmicos e outras pessoas interessadas em ciência. Com referência a assuntos técnicos, os artigos deveram cobrir todas as áreas - sem enfatizar nenhuma delas preferencialmente. Considerando todos esses cenários e fatos, cremos que a circulação de mais um meio de divulgação seja benéfico não apenas à nossa Instituição como também as demais IES de todo o país, pois a RIU estará aberta a colaborações das demais IES brasileiras que queiram cooperar para o desenvolvimento de ciência, da técnica e do ensino. Neste número apresentamos publicações nas áreas de: Ciências Agrárias, Gestão e Tecnologia. Na área de Ciências Agrárias discute-se o efeito da ação do homem na fertilidade dos solos da região norte de Palmas – TO; na área de Gestão avalia-se economicamente sistemas agroflorestais implantados em reserva legal no assentamento Mariana; na área de Tecnologia é apresentada a ferramenta HTML5 para desenvolvimento de jogos interativos web, recomendações para a realização de simulações de rede WLAN usando NS-2 e a utilização de cenários virtuais para a simulação de ambientes domésticos controlados por celular. Os trabalhos são recebidos por fluxo contínuo no e-mail riu@catolica-to.edu.br . Mais informações no site: http://riu.catolica-to.edu.br. Boa leitura! Prof. Claudemir Andreaci Editor

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CIÊNCIAS AGRÁRIAS Efeito da ação do homem na fertilidade dos solos da região de Palmas - TO 11

Paulo Alberto M. Cirilo César Augusto Costa Nascimento21 2 Dr. Cid Tacaoca Muraishi Thiago Magalhães de Lazari4

Resumo: Com a expansão de novas fronteiras agrícolas visando à criação de gado, estimula comumentemente a prática de queimadas ilegais. Esta prática, associada ao fato de que 78% dos solos do Cerrado são ácidos e de baixa fertilidade natural, vêm provocando o depauperamento dos solos. Os efeitos dos impactos antrópicos vêm se agravando de forma preocupante, provocando algumas vezes, mudanças bruscas no clima da regiões. Este trabalho teve como objetivo comparar a fertilidade dos solos da Faculdade Católica do Tocantins - Campus de Ciências Agrárias e Ambientais, com áreas de pastagens degradas, áreas cultivadas e com vegetações nativas. A metodologia utilizada seguiu a linha exploratória, descritiva e bibliográfica. Para os dados secundários foram realizados trabalhos de campo através de coleta de materiais e análises laboratoriais. Ao comparar valores de pH encontrados nas áreas degradadas e cultivadas, verificou-se elevados teores de acidez e baixos teores de fósforo. Quanto às avaliações com potássio, observou-se que as áreas cultivadas com pastagem e aquelas cujas vegetações se encontravam conservadas obtiveram valores elevados em função da ciclagem de nutrientes realizado pelas gramíneas. Quanto as análises de cálcio, magnésio e alumínio livre, os menores teores foram encon-trados nas áreas cultivadas com pastagem, fator decorrente da depauperação em função do superpastejo e manejo inadequado da distribuição de nutrientes. Os percentuais de matéria orgânica também foram avaliados, sendo os níveis mais elevados encontrados nas áreas com vegetações remanescentes. Concluiu-se com este tra-

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balho que a ação do homem afeta diretamente a fertilidade dos solos podendo melhorar quando realizado adequadamente e piorando quando se faz as queimadas indiscriminadas. Palavras-chave: Análise química, textura, APP, pastagem degradada, área cultivada. Abstract: With the expansion of new agricultural frontiers in order to create cattle, commonly promotes the practice of illegal burning. This practice, coupled with the fact that 78% of the Cerrado soils are acidic and low fertility, have led to the depletion of soils. The effect of human impacts has been worsening alarmingly, causing sometimes sudden changes in the climate of regions. This study aimed to compare the fertility of soils from Católica do Tocantins - Campus de Ciências Agrárias e Ambientais, with areas of degraded pastures, cultivated areas and native vegetation. The methodology followed the line exploratory, descriptive and bibliographical. For the secondary data were conducted field work by collecting materials and laboratory analysis. When comparing pH values found in degraded and cultivated, there was high levels of acidity and low phosphorus. As for evaluations with potassium, it was observed that the areas sown to pasture and those whose vegetations were kept high values obtained according to the cycling of nutrients carried by grasses. As the analysis of calcium, magnesium and aluminum free, the lowest levels were found in cultivated areas of pasture, due to the depletion factor as a function of overcrowding and inadequate management of the distribution of nutrients. The percentage of

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Graduando do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Faculdade Católica do Tocantins – Campus de Ciências Agrárias e Ambientais. 2

Professor - orientador da Faculdade Católica do Tocantins – Centro de Ciências Agrárias e Ambientais: cid@ catolica-to.edu.br (Autor para correspondência) 4 Professor de Agronomia da Faculdade Católica do Tocantins: thiago@catolicato.edu.br .


4 organic matter were also evaluated, with the highest levels found in areas with vegetation remnants. It concluded with this work that the man's action directly affects the fertility of the soil may improve when performed properly and getting worse when you make the indiscriminate burning. Key words: Chemical analysis, texture, APP, degraded pasture, cultivated area. 1. Introdução Em termos gerais, a intensa mobilização dos solos tropicais traz como conseqüência sua desagregação superficial, sujeita à formação de uma fina crosta resultante da dispersão das partí-culas do solo, e ainda outra camada sub-superficial compactada, resultante tanto da pressão exercida pelo peso dos implementos agrícolas como pela ação direta dos pneus (CASTRO et al., 1987). No cerrado, como nas demais regiões tro-picais, a mineralização da matéria orgâ-nica chega a ser cinco vezes mais rápida do que aquela observada em regiões tem-peradas (DERPSCH, 1997). O cerrado com 1,8 milhões de km2, representada pelas regiões do Brasil Central e Centro Oeste, é hoje responsável pela produção de 35% de grãos do país (soja e milho) e com uma pecuária em franca evolução. Os solos desta região são predominantemente latossolos, cerca de 85% da área, de baixa fertilidade (DEMATTÊ & DEMATTÊ, 1993). O uso intenso das terras exploradas com culturas perenes ressalta a necessidade de se manter uma exploração racional, a fim de preservar o potencial produtivo dos solos; assim, o conhecimento das propriedades químicas e físicas do solo é uma ferramenta fundamental para direcionar práticas que reduzam o depauperamento a níveis toleráveis (THEODORO, 1999). Em virtude do avanço da fronteira agrícola na Região Amazônica, a floresta, como ecossistema em equilíbrio, vem sofrendo grandes alterações em sua estrutura natural, agravada por oscilações climáticas relacionadas com “El Niño”. Este avanço torna-se ainda mais preocupante, tendo em vista que 78 % dos solos da região são ácidos e de baixa fertilidade

natural, o que limita o uso contínuo na agricultura (SANCHEZ, 1976) citado por (MELO, et al., 2006). De acordo com Fernandes e Muraoka (2002) Solos ácidos e com alta saturação por Al, apresentam problemas na solubilidade de seus compostos, principalmente nutrientes, sendo que, no caso do P, com o abaixamento do pH ocorre diminuição em sua disponibilidade para as plantas. O fósforo (P) é o nutriente mais limitante da produtividade de biomassa em solos tropicais. Os solos brasileiros são carentes de P, em conseqüência do material de origem e da forte interação do P com o solo, A aplicação de P em doses elevadas em solos intemperizados é justificada pela intensa fixação desse elemento, ocasionando baixo conteúdo de P disponível (RAIJ, 1991). O fósforo (P) é amplamente distribuído na natureza, sendo encontrado em todas as células, o que significa que todas as fontes alimentares (vegetais ou animais) são potenciais fontes de fósforo. É encontrado também em bebidas car-bonatadas na forma de fosfato. Assim, pode-se considerar rara sua deficiência primária (BOUR et al., 1976). O K é o cátion mais abundante nos tecidos vegetais, sendo absorvido da solução do solo em grandes quantidades pelas raízes na forma do íon K+. Este nutriente, porém, não faz parte de nenhuma estrutura ou molécula orgânica, sendo encontrado como cátion livre ou adsorvido, o que o torna facilmente trocável das células ou dos tecidos, com alta mobilidade intracelular. As necessidades de K para o ótimo crescimento das plantas situam-se na faixa de 20–50 g kg-1 da massa das partes vegetativas secas da planta, das frutas e dos tubérculos, entretanto as plantas têm a capacidade de absorver quantidade de K superior à sua necessidade, o que comumente é denominado consumo de luxo de K (MEURER, 2006). O aumento da temperatura do solo com o uso do fogo pode provocar a oxidação da matéria orgânica, concentrando os teores de P ligados a Al, Fe e Ca e diminuindo os teores de P de compostos orgânicos, além de reduzir os teores de Ca, K e Mg na solução do solo pela lixiviação

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5 (FASSBENDER & BORNEMISZA, 1987). A desestruturação do solo, a compactação e a redução nos teores de matéria-orgânica são considerados os principais indutores da degradação dos solos agrícolas. Tal degradação, com todas as suas implicações e nefastas conseqüências, tem resultado no desafio de viabilizar sistemas de produção que possibilitem maior eficiência energética e conservação ambiental, criando-se novos paradigmas tecnológicos baseados na sustentabilida-de. Nas atuais metodologias de manejo sustentável para os sistemas agrícolas pro-dutivos, a fertilidade do solo assume uma abran-gência maior que a habitual, expres-sada apenas nos parâmetros de acidez, disponibilidade de nutrientes e teor de ma-téria orgânica. Os parâmetros físicos, co-mo armazenamento e conservação de á-gua, armazenamento e difusão do calor e permeabilidade ao ar e à água, passam a ter relevância na avaliação da fertilidade do solo (DENARDIN & KOCHHANM, 1993). A agricultura tem passado por transformações tecnológicas significativas em função da necessidade de conciliar o manejo conservacionista do solo com a busca constante da redução dos custos de produção. Dessa forma, o sistema plantio direto intensificou-se no Brasil, particularmente na região dos cerrados. Dos dez milhões de hectares atualmente ocupados por culturas anuais nos cerrados, aproximadamente dois milhões estão sob plantio direto, dados significativos para um período de apenas 16 anos (RESCK, 1998). O Plantio direto tem-se mostrado muito mais que um método de conservação do solo e vem contribuindo para a sustentabilidade da agricultura, mantendo altas produções, sem danificar o solo e o meio ambiente (AMARAL, 2001). Entre as culturas anuais, a soja destaca-se no plantio direto, principalmente na rotação com pastagens e outras forrageiras, revolucionando a produção agropecuária (SATURNINO, 2001). Em 2007/08, o Brasil figurou como o segundo produtor mundial de soja, responsável por 64,3 das 220,8 milhões de

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toneladas produzidas em nível global, ou seja, 29,1 % da safra mundial (DEPARTAMENTO DE AGRICULTURA DOS ESTADOS UNIDOS, 2008). O experimento teve como objetivo comparar a fertilidade dos solos da Faculdade Católica do Tocantins, Campus de Ciências Agrárias, comparando áreas de pastagens degradas, áreas cultivadas e vegetação nativa. 2. Metodologia 2.1. LOCALIZAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EXPERIMENTAL As amostras foram coletadas na área da Faculdade Católica do Tocantins, Campus de Ciências Agrárias em Palmas – TO, com coordenadas geográficas 48°16'34” W e 10°32'45” S e altitude de 230 m. Segundo a classificação internacional de Köppen, o clima da região é do tipo C2wA'a'- Clima úmido subúmido com pequena deficiência hídrica, no inverno, evapotranspiração potencial média anual de 1.500 mm, distribuindo-se no verão em torno de 420 mm ao longo dos três meses consecutivos com temperatura mais elevada, apresentando temperatura e precipitação média anual de 27,5º C e 1600 mm respectivamente, e umidade relativa média de 80 % (INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA INMET, 2009). O solo da área em estudo foi previamente classificado como Associação de LATOSSOLO VEMELHO-AMARELO concessionário ou não textura média e argilosa relevo suave ondulado + SOLOS CONCRECIONÁRIOS INDISCRIMINADOS Tb textura indiscriminada relevo suave ondulado e ondulado ambos DISTRÓFICOS (EMBRAPA, 1999). 2.2. HISTÓRICO DA ÁREA As amostras de solo foram coletadas no mês de maio, nas áreas experimentais aleatoriamente. Na área cultivada, foi semeado na safra 2007/08 a cultura do milho, de forma convencional, utilizandose grade, nas áreas de pastagens, encontra-

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6 capoeira foram superiores em mais de 100 %, quando comparadas às quantidades de K em leguminosas utilizadas na revegetação. Os autores destacam que tal fato se deve à baixa eficiência dos solos da área em reter este nutriente, devido à perda de matéria orgânica e argila em razão do processo erosivo, que contribui para o aumento das perdas de K por lixiviação, devido a sua alta mobilidade.

vou-se que os solos analisados possuem características texturais voltadas para arenoso. Para as áreas cultivadas com pastagem, as características demonstram o solo levemente argiloso, possuindo maior capacidade de retenção de nutrientes e umidade.

Gráfico 05 – Valores de Matéria Orgânica para as áreas estudadas – Palmas - 2009. Gráfico 03 – Valores de cálcio, magnésio e alumínio para as áreas estudadas – Palmas – 2009.

Em relação aos teores de cálcio, magnésio e alumínio, observa-se que para os teores de cálcio, a área de pastagem degradada, possui os piores teores, se diferenciando da área cultivada e de APP, uma vez que a área cultivada foi corrigida com calcário calcítico, importante fonte de cálcio para as culturas, refletindo também nos teores de alumínio, o qual foi neutralizado. Nas áreas de pastagens, estando estas em estado de degradação, ocorre uma maior concentração de alumínio e conseqüentemente uma maior acidez da área. As áreas de APP, encontrase próximo ao ideal quanto aos teores de cálcio, teores estes entre 2,0 e 5,0 cmolc.dm3, e valores próximos a zero de alumínio.

Gráfico 04 – Valores de textura para as áreas estudadas – Palmas - 2009.

De acordo com o gráfico 04, obser-

Em relação aos teores de matéria orgânica, observa-se que os teores para as áreas, onde já ocorreram previa mecanização se encontra abaixo dos teores ideais, 10 g.kg-1, e na área de preservação permanente, mesmo sendo uma área não muito fechada, com presença de vegetação abundante, possui um teor propício em relação as demais áreas. A matéria orgânica promove efeitos benéficos na adsorção de materiais orgânicos e água no solo, disponibilizando aos poucos macro e micronutrientes para os elementos presentes no solo. Os teores de matéria orgânica nas pastagens geralmente são baixo devido principalmente a ação do fogo, uma vez que o estado do Tocantins, possui um costume muito antigo de queimar as pastagens na época da seca, com isso faz com que a matéria orgânica queime e mineralize, disponibilizando rapidamente os nutrientes para as plantas. O fogo representa o meio mais rápido e econômico de que o colono dispõe para limpar e “fertilizar” a área de cultivo. Sob a ação da queima, de ventos e chuvas, movimento de partículas, lixiviação e escoamento superficial, o solo desprotegido perde nutrientes contidos nas cinzas. Considerando a alta pluviosidade da região amazônica, o efeito da perda anual de nutrientes intensifica-se, dado que mesmo uma pequena inclinação do terreno promove incremento da erosão

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7 se degradada, com pastagens de capim Andropogon, pastagens estas com mais de cinco (5) anos, nas áreas de APP, encontrase protegidas, em estagio de regeneração. 2.3. FORMA DE COLETA O material para análise foram coletadas na área do Campus de Ciências Agrárias, onde realizamos a coleta de 20 amostras simples em toda a área que após serem juntadas formaram uma amostra composta. As amostras foram coletadas na camada de 0 - 0,20m com um auxílio de um enxadão e um balde afim de melhor homogeneizar as amostras. 2.4. AVALIAÇÕES 2.4.1. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS E FÍSICAS DOS SOLOS As características químicas dos solos serão analisadas no Laboratório de Solos da Faculdade Católica do Tocantins, de acordo com a metodologia da (EMBRAPA, 1998)

Gráfico 01 – Valores de pH para as áreas estudadas – Palmas – 2009.

A deficiência de fósforo (P) nos solos brasileiros é generalizada. Como conseqüência, a produtividade das pastagens é baixa, assim como são baixos os índices zootécnicos dos animais. Nesta situação a adubação fosfatada é considerada de vital importância, principalmente na fase de estabelecimento de pastagem. Na área cultivada, os teores de fósforo, estão próximos ao ideal que seria na faixa de 10 a 20 mg dm3 (Comissão de Fertilidade de solos de Goiás, 1988), no entanto, as demais áreas encontram-se abaixo do necessário, demonstrando assim a deficiência de fósforo nos solos do cerrado.

3. Forma de análize dos resultados Os dados foram analisados por meio de gráficos, conforme a seguir. 4. Resultado e discussões De acordo com o gráfico 01, observamos que, quando comparamos os valores de pH, das áreas em estudo do campus de ciências agrárias com as áreas que já foram previamente cultivadas e as áreas de pastagens degradadas, todas se encontram com elevados teores de acidez. A área definida como Área de preservação permanente (APP) também se encontra com elevados níveis de acidez, entretanto relativamente abaixo dos índices encontrados nas demais áreas.

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Gráfico 02 – Valores de fósforo e potássio para as áreas estudadas – Palmas – 2009.

Os teores de potássio, na área cultivada encontra-se abaixo do aceitável, 50 mg dm-1, estando somente as áreas de pastagens e de APP, os teores ideais. Espíndola et al. (2006) observaram maior acúmulo de K nas gramíneas, sendo a decomposição dos resíduos e a liberação do K mais lentas na estação seca. Costa et al. (2004) avaliaram o aporte deste material em uma área degradada e revegetada com leguminosas arbóreas, e observaram que as concentrações de K nas folhas e nos galhos da

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8 (SAMPAIO et al. 2003). 5- Conclusões ŸO valor do pH sofreu variações, onde a Área de Preservação Permanente APP e as áreas cultivadas estão melho-res corrigidas; ŸO teores de fósforo encontram-se baixos, destacando-se a área previamente cultivada. Para os teores de potássio, a pastagem se destacou devido a ciclagem das gramíneas, seguido da Área de Preservação Permanente – APP; ŸPara os teores de cálcio, magnésio e alumínio a área de pastagem se diferenciou, principalmente por estar mais degradada e não possuir a capacidade de ciclar o nutriente. ŸQuanto a textura e teor de matéria orgânica, os solos estão classificados como arenosos e somente a área de APP encontra-se estabilizada em relação aos teores de matéria orgânica no solo. 6. Referencias AMARAL, M. Plantio direto evolui no Brasil. Informe Agropecuário, v.22, p.3, 2001.

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DENARDIN, J.E.; KOCHHANN, R.A. Requisitos para a implantação e manutenção do sistema plantio direto. In: EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Trigo. Plantio direto no Brasil. Passo Fundo : Aldeia Norte, 1993. p.19-27.

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SAMPAIO, F. A. R.; FONTES, L. E. F.; COSTA, L. M.; UCKSCH, I.. Balanço de nutrientes e da fitomassa em um Argissolo Amarelo sob floresta tropical amazônica após a queima e cultivo com arroz. Revista Brasileira de Ciências do Solo. 2003, vol.27, n.6, pp. 1161-1170 . THEODORO, V. C. A. Caracterização de sistemas de produção de café orgânico, em conversão e convencional. 1999. 214f. Dissertação (Mestrado em Fitotecnia) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 1999.

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GESTÃO Avaliação econômica de Sistemas Agroflorestais implantados em reserva legal no assentamento Mariana – Palmas - TO 1

Rodrigo da Silva Bitencourt Jesiel da Silva1 Mayco Duarte1 1 Thayane Gomes César Augusto Costa Nascimento1 2 Dr. Cid Tacaoca Muraishi

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Graduando do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental da Faculdade Católica do Tocantins – Campus de Ciências Agrárias e Ambientais. 2

Professor - orientador da Faculdade Católica do Tocantins – Centro de Ciências Agrárias e Ambientais: cid@catolica-to.edu.br (Autor para correspondência)

Resumo: O Código Florestal prevê que propriedades rurais localizadas na Amazônia Legal cuja vegetação seja Cerrado devem manter 35% de sua área com cobertura vegetal arbórea. Assim, a pesquisa se desenvolveu no assentamento Mariana, Município de Palmas, Tocantins, numa área de 6 ha de Reserva Legal com o objetivo de avaliar a situação econômica de um sistema agroflorestal implantado para a recuperação de uma área de reserva legal em um assentamento.. Três famílias foram responsáveis pela restauração da área, através de módulos agroflorestais temporários. Dois indicadores foram utilizados para avaliação econômica da produção agrícola na área: Valor Presente Líquido (VPL) com os valores, R$674,30, R$563,64 e R$9137,35 e Relação Benefício-Custo (RB/C) com os indicadores, R$1,95, R$1,02 e R$3,55, respectivos entre as denominadas: família 1, família 2 e família 3. Os resultados indicaram valores positivos em todas as famílias analisadas sendo que apenas a família 2 apresentou índice de menor rentabilidade levando à conclusão de que sistemas agroflorestais podem ser adotados na recuperação de áreas de reserva legal em propriedades rurais. Palavras-chave: Sustentabilidade, Agricultura Familiar, Economia. Abstract: The Forest Code provides that farms located in the Amazon, the vegetation is cerrado should keep 35% of its area covered by vegetation. Thus, the research has developed in the settlement

Marian, City of Palmas, Tocantins, in an area of 6 ha of legal reserve in order to assess the economic situation of an agroforestry system deployed to recover a reserve area in a legal settlement. . Three families were responsible for the restoration of the area, through agroforestry temporary modules. Two indicators were used for the economic evaluation of agricultural production in the area: Net Present Value (NPV) with the values of R$ 674.30 R$ 563.64 and R$ 9,137.35 and Benefit-Cost (RB / C) with indicators , R$ 1.95, R$ 1.02 and R$ 3.55, between the respective called: family first, family second and family third. The results showed positive values in all families analyzed and only the second family had a ratio of lower profitability leading to the conclusion that agroforestry systems can be adopted for recovery of legal reserve areas in rural properties. Keywords: Sustainability, Family Agriculture, Economics. 1. Introdução A legislação ambiental prevê que todas as propriedades rurais devem reservar parte de sua área com vegetal natural, o que é chamado de Reserva Legal (RL). A Reserva Legal tem importante papel am-biental, contribuindo para conservação da biodiversidade e a manutenção do equi-líbrio ecológico. E como essas áreas são plausíveis de uso, desde que não se prati-que o desmatamento também exercem função

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11 no fornecimento de bens econô-micos de forma sustentável (CAMPOS et al., 2002). Ainda que sua importância ambiental e seu potencial econômico sejam reconhecidos por vários setores da socie-dade, a realidade é que existem barreiras culturais, normativas, técnicas e econômicas para que tais exigências legais sejam cumpridas pelos agricultores. No caso de pequenos produtores familiares, esse problema tende a se agravar, em razão da pouca disponibilidade de área para o cultivo e sobrevivência da família (RAMOS FILHO e FRANCISCO, 2004). Nesse sentido, as combinações agro-florestais podem representar uma alter-nativa de agregação econômica à recuperação florestal, levando à incorporação de árvores com potencial econômico em propriedades rurais. A integração entre espécies arbóreas e culturas agrícolas não visa somente à produção, mas também à melhoria na qualidade dos recursos ambientais, graças às interações ecológicas e econômicas que acontecem nesse processo, uma vez que a presença de árvores favorece a ciclagem de nutrientes, confere proteção ao solo contra erosão e melhora o micro clima local (VALLADARES-PÁDUA et al.,1997). Todavia, para que os cultivos agrícolas e as árvores possam se combinar de forma compatível, garantindo a produção, deve apresentar requerimentos nutricionais essencialmente diferentes e, ao mesmo tempo, características físicas e morfo-lógicas distintas (ANDRADE, 2002). Mitigar e, posteriormente, reverter o processo de destruição do meio ambiente implica, em adotar soluções econômicas e práticas agrícolas que permitam aos produtores melhorar suas condições de vida, ao mesmo tempo preservar e/ou recuperar remanescentes florestais. Para tal, os sistemas agroflorestais apresentam enorme potencial como fonte de soluções alternativas para os problemas enfrentados na agricultura convencional, permitindo, principalmente aos pequenos produtores, retornos econômicos e maior conservação dos recursos naturais (MONTAGNINI, 1992; DUBOIS et al., 1996).

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Apesar de toda viabilidade econômica, os sistemas agroflorestais não são adotados em larga escala no Brasil. Em geral, são praticados pelos pequenos produtores em áreas marginais da propriedade ou em terrenos já degradados (AND R A D E , 2 0 0 2 ) . Ta m b é m e s s a s comunidades têm dificuldade para compreender os complexos mecanismos e benefícios biológicos decorrentes da prática agroflorestal. Por isso, as considerações econômicas e sociais, sendo mais facilmente compreendidas, devem ser sempre exaltadas (CONSTANTIN, 2004). Entretanto a análise socioeconômica em projetos agroecológicos é uma das etapas primordiais nas pesquisas de desenvolvimento florestal, visando ao desenvolvimento sustentável (MASCHIO et al.1994). Segundo FERRAZ (2003) dentro dos pilares da sustentabilidade, a abordagem econômica é a mais discutida nas avaliações de agroecossistemas, devido ao seu elevado peso nas decisões humanas. Porém, as interpretações convencionais confundem a sustentabilidade econômica com a maior duração da produção e do máximo do rendimento Para obter os dados econômicos, pesquisadores utilizam entre outros, indicadores de rentabilidade como Relação Benefício / Custo (RB/C) e o Valor Presente Líquido (VPL), que segundo DOSSA et.al (2000) o RB/C é um indicador de eficiência econômicofinanceira por sugerir o retorno dos investimentos a partir da relação entre a receita total e as despesas efetuadas para viabilizá-la, ou seja, indica quantas unidades de capital recebido como benefício são obtidas para cada unidade de capital investido e o VPL está entre as alternativas mais sólidas para análise de investimentos, tem-se como o dado mais consistente o VPL, que estima o valor atual de um fluxo de caixa, usando para isso uma taxa mínima de atratividade do capital. Assim, o VPL determina a viabilidade de um cultivo pela diferença positiva entre benefícios e custos. A atividade será desejável se o VPL for superior ao valor do investimento. Logo, devem-se trazer os valores de cada período de tempo

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12 para o valor atual, tanto dos investimentos quanto dos custos e receitas. Assim, esta pesquisa teve como objetivo a avaliação econômica de um sistema agroflorestal implantado para a recuperação de uma área de reserva legal em um assentamento. 2. Metodologia 2.1. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO O assentamento Mariana foi criado em 2001, para acomodar antigos moradores do povoamento Canela, devido à formação do lago da usina hidrelétrica Luiz Eduardo Magalhães, construído pela INVESTICO. Inicialmente contava com 13 famílias assentadas, em 2002 passou a ter 20 famílias na região. Localizado no sudeste do município de Palmas, entre os rios São João e Chupé, na Sub bacia do rio São João. O local fazia parte de uma fazenda que se dedicava a criação de gado, transformando a paisagem da região em extensas áreas de pastagem (SEPLANTO, 2007) A vegetação na região sul e sudeste é coberta pela vegetação de cerrado, predominante do Planalto Central do Brasil. Existem dois tipos predominantes de solos na região, os Latossolos e os solos Litólicos. A região está sob domínio climático tropical semi-úmido, caracterizado por apresentar uma estação com estiagem aproximada de 4 meses. Com temperaturas que variam entre 23° e 26°C, sendo crescente no sentido do Sul para o Norte e índices de pluviosidade, o clima recebe a classificação de AW – Tropical de verão úmido e período de estiagem no inverno, de acordo com a classificação de Koppen. A estiagem varia de 3 a 5 meses, sendo as precipitações pluviais crescentes do Sul para o norte (1500 a 1750 mm/ano) e do Leste para o Oeste (1000 a 1800 mm/ano). Janeiro se caracteriza por ser o mais chuvoso e agosto o mais seco (SEAGROTO, 2007). O assentamento Mariana, localizado no Município de Palmas, possui atualmente 20 famílias assentadas. Possui

uma área de 430 ha de domínio privado, demarcada em 2001 sendo 150,5 ha (35%) alocados como Reservas Legais. Parte desse total necessita ser restaurada, pois se encontra totalmente degradada. A área experimental de Reserva Legal do assentamento Mariana implantada por meio de sistema agroflorestal totaliza 6 ha. A área foi igualmente dividida e entregue a três famílias moradoras desse assentamento para ser cultivada e manejada, conforme a aptidão agrícola e recursos (financeiros e humanos) de cada uma dessas famílias, totalizando três módulos agroflorestais de 2 ha cada (RURALTINS, 2006). Os custos iniciais do sistema foram financiados pela empresa Petrobrás Ambiental, com pesquisas desenvolvidas pelo Ruraltins, órgão municipal que oferece assistência técnica aos produtores do assentamento há 2 anos. O preparo do solo foi feito com arado a trator e grade niveladora, e a prevenção contra erosão foi feita por meio de terraços, onde foram plantados feijão-de-corda (Vigna unguiculata), espécies leguminosas fixadoras de nitrogênio. O espaçamento entre as espécies arbóreas foi de 4 m x 2 m em toda a área. A prática agroflorestal adotada foi o Taungya, que é um consórcio de curto período entre árvores e culturas agrícolas que permanecem no sítio até que o sombreamento da copa das árvores permita a produção. (“até que as copas das árvores se toquem”). Esse tipo de consórcio envolve espécies florestais de interesse econômico, uma vez que estas representariam o componente econômico após determinado período. Na área de Reserva Legal do assentamento Mariana, as árvores representam um componente econômico com papel ambiental na restauração de um fragmento florestal. As três famílias envolvidas no projeto irão cultivar as entrelinhas do sistema, enquanto o sombreamento do componente arbóreo permitir. Apesar da permissão legal para manejo do componente arbóreo, a área será abandonada para que a comunidade florestal se estabeleça e sirva como corredor ecológico, interligando fragmentos florestais na

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13 paisagem da região (RODRIGUES, 2005). As mesmas famílias envolvidas poderão, então, reiniciar esses sistemas em outras áreas do assentamento a serem recuperadas. 2.2. CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO ECONÔMICO A coleta dos dados foi realizada por meio de questionário com as três famílias envolvidas no projeto de recuperação da área de reserva legal, com questões voltadas para o levantamento de todos os custos e benefícios gerados desde o início do plantio. Assim, consideraramse como custos tudo aquilo que foi gasto pelos produtores para o plantio e manejo da área, o que inclui sua mão-de-obra, remunerada a R$40,00/ dia, que é o valor pago na região. Os benefícios se referem aos valores de produção e comercialização das culturas agrícolas produzidas na área durante todo o período de cultivo agrícola na área, que foi de dois anos. A tabulação dos dados e cálculo dos critérios de avaliação foram feitos usando-se uma planilha do Microsoft Excel 2007.

O cultivo da mandioca foi o responsável pelo maior sucesso econômico da família 3, sendo a cultura de maior retorno econômico. Apesar do valor positivo de VPL para a família 2, a atividade agroflorestal praticada foi a menos rentável, conforme indica a RB/C. Indicador

Familia 1

Familia 2

Familia 3

VPL¹

R$ 674,30

R$ 563,64

9137,35

RB/C¹ R$1,95 R$ 1,02 Fonte: Ruraltins e Pesquisa d e campo, outubro de 2 009.

R$ 3,55

Tabela 1 – Indicadores de avaliação econômica dos três módulos agroflorestais implantados pelas famílias do assentamento Mariana, na área de reserva legal. Cultura

Quantidade

Família 1

milho açaí

1,9 ton eladas 700 quilos

Família 2

milho mandioca

1,12 toneladas 2,7 toneladas

Família 3

mandioca

2,4 toneladas

feijão

200 quilos

milho

2,3 toneladas

Fonte: Ruraltins e pesquisa de campo

Tabela 1 – Indicadores de avaliação econômica dos três módulos agroflorestais implantados pelas famílias do assentamento Mariana, na área de reserva legal.

3. Resultados e discussão Na Tabela 01, apresentam-se os resultados do Valor Presente Líquido (VPL) e da Relação Benefício-Custo (RB/C) nos três módulos agroflorestais analisados, enquanto a Tabela 02 apresenta a produção agrícola de cada família durante o período de cultivo do sistema. Nesta primeira análise, não estão inclusos os custos com a implantação do sistema, uma vez que estes foram subsidiados às famílias como incentivo para a implantação do sistema. Pode-se interpretar o VPL como o lucro obtido pela atividade. Portanto, valores positivos indicam que a atividade é viável economicamente. A RB/C é o retorno de capital para cada unidade monetária investida. Assim, valores inferiores a R$1,00 indicam prejuízo de investimentos. Os resultados indicam valores positivos para as três famílias analisadas.

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O milho é a segunda cultura de maior rentabilidade para as famílias. Seu baixo custo de produção (aquisição de sementes e mão-de-obra), quando comparado com as demais culturas, faz que a atividade se torne viável economicamente. De acordo com Rodrigues (2005), a produção de grãos em áreas externas às propriedades é rentável não apenas pela comercialização, mas devido ao uso para alimentação animal, uma vez que as famílias envolvidas com o trabalho na área de reserva legal possuem animais de cria em suas propriedades. O emprego das análises econômico-financeiras é apoiar o processo de tomada de decisão, tanto dos produtores quanto dos pesquisadores que desenvolvem novos projetos e tecnologias no setor. É através dessas análises que será possível assegurar os recursos destinados à produção e formular recomendações de opções produtivas mais vantajosas de se

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14 implementar. Em caso de projetos agroflorestais, a análise deve estabelecer se sua implementação tem potencial de ser rentável, considerando-se as características físicas e biológicas do sítio. Para a avaliação econômica da lucratividade, é necessária uma ou várias safras para análise, tendo, portanto, pequena escala de tempo. Já a avaliação da sustentabilidade econômica requer maior escala temporal e não pode estar dissociada de sua escala sistêmica, ou seja, da amplitude da área de estudo, o que leva em consideração suas características hierárquicas e a complementaridade com o ambiente externo (FERRAZ, 2003). Neste trabalho, o diagnostico econômica do consórcio agroflorestal está, assim, ligado à microeconomia das zonas produtivas da propriedade rural em pequena escala de tempo, que de acordo com DOSSA et al. (2000) se caracterizam pela natureza das atividades agrícolas, pelos meios de produção disponíveis e pela qualificação da mão de obra colocada para produzir mais eficientemente. Em suma, o que se deseja de um sistema de produção é a otimização do uso dos fatores de produção (terra, mão-deobra, capital e tecnologia) com redução de custos, o que gera, conseqüentemente, maior renda na propriedade. Assim, esta é uma situação específica na qual o objetivo final da implantação do sistema é o estabelecimento de um fragmento florestal, onde não haverá mais o cultivo agrícola nas entrelinhas, mas continuará seus rendimentos com a produção de frutos nativos e exóticos, como açaí (Euterpe oleracea Mart) e cupuaçu (Theobroma Grandiflorum) e a implantação de outras técnicas permitidas, por exemplo, a apicultura. Porém, torna-se impossível fazer considerações sobre a sustentabilidade desse consórcio, visto que essa associação entre as árvores e as culturas agrícolas é temporária, e o componente arbóreo representará um elemento de rentável a longo prazo, devido à demora no crescimento das arbóreas. Isso não inviabiliza as análises econômicas sobre a geração de renda para essas famílias, nem descarta o uso dos sistemas agroflorestais como metodologia

para a recuperação de áreas de reserva legal ou, mesmo, como sistema de produção para agricultores assentados no Mariana. Para uma região como esta, a adoção de sistemas agroflorestais representa uma estratégia interessante de produção, onde sistemas agroflorestais poderiam representar alternativa para a diversificação da propriedade, além de conferir proteção ao solo contra erosão. Porém, a reconstituição de áreas degradadas é um processo de elevado custo financeiro, cujas iniciativas são recentes e as metodologias utilizadas ainda estão sendo discutidas no meio científico, a fim de evitar possíveis erros que acarretariam no fracasso do plantio e, conseqüentemente, no desperdício financeiro. Assim, um processo participativo, como o que foi adotado no assentamento Mariana, poderia reduzir esses custos, gerando receitas desde a implantação do plantio, graças ao consórcio com culturas agrícolas, e futuramente com o manejo sustentável do componente arbóreo. Por fim, Amador (2003) afirmou que o fator econômico é hoje uma “mola” que freia ou incentiva as ações em qualquer esfera e deve ser considerado na restauração dos ecossistemas, uma vez que pode cumprir um papel inovador, conciliando restauração, conservação com rentabilidade. 4. Considerações finais Desta forma, podemos afirmar que os sistemas agroflorestais podem ser adotados na recuperação de áreas de Reserva Legal em propriedades rurais, podendo gerar renda ao produtor graças ao consórcio agrícola. Sua maior ou menor viabilidade econômica irá depender de um manejo mais intensificado na área para a produção agrícola e de preços satisfatórios para venda no mercado. Por fim, recomenda-se continuidade em pesquisas como esta na região, com o intuito de avaliar o desenvolvimento dessas áreas a longo prazo, que permitam avaliar a produtividade da área para cada cultura praticada, fazendo comparações com as médias de produção encontradas na região e analisando o

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15 máximo de retorno (produtivo e financeiro) que pode ser esperado por hectare plantado. Também seria fundamental proporcionar maiores vivências em Sistemas Agroflorestais para as famílias que irão se envolver futuramente em projetos dessa natureza, para que elas tenham plena compreensão dessa prática agrícola como oportunidade produtiva e financeira associada à recuperação florestal. 5. Referencias AMADOR, D. B. Restauração de ecossistemas com sistemas agroflorestais. Disponível em: http://saf.cnpgc.embrapa.br/publicacoes/14.pdf Acesso em: 15 out. 2009 ANDRADE, Cecília Félix. Avaliação qualitativa de impactos ambientais no pólo agroflorestal custódio freire, município de rio branco, estado do acre. Disponível em: www.geo.ufv.br/simposio/simposio/trabalhos/tra balhos.../eixo11/020.pdf . Acesso 07 nov 2009. CAMPOS, J. B.; COSTA FILHO, L. V.; NARDINE, M. M. Recuperação da reserva legal e a conservação da biodiversidade. Cadernos de Biodiversidade, v.3, n.1, p.1-3, 2002. COSTANTIN, A l i n e M a r i a . Introdução aos Sistemas Agroflorestais. Disponível em: http://paraiso.etfto.gov.br/docente/admin/upload/docs_upload/material_87f61a9b e7.PDF. Acesso em: 17 out. 2009.

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SEPLAN. Secretaria de Planejamento do Estado do Tocantins. Atlas do Tocantins, 2007. Disponível em: http://www.seplan.to.gov.br/seplan/br/index2.php?area=download&id_m= 153. Acesso em: 10 out. 2009 VALLADARES-PÁDUA, C. et al. Módulos agroflorestais na conservação de fragmentos florestais da Mata Atlântica. Revista Experiências PDA, v.2, p.7-33, 2002.

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TECNOLOGIA HTML5 como Ferramenta para o Desenvolvimento de Jogos Interativos Web Castro H. C. Souza1 1 Jader L. Nascimento 2 Alex Coelho

1

Graduando de Graduação de Sistemas de Informação da Faculdade Católica do Tocantins – Campus Sede. 2 Mestre em Ciência da Computação – Professor do colegiado de Sistemas de Informação da Faculdade Católica do Tocantins – alex@catolica-to.edu.br

Resumo: Atualmente se busca facilitar o acesso a informação e o conhecimento por meios de elementos de interesse comum e em constante transformação como a web e jogos interativos. Uma das formas mais utilizadas para tais perspectivas consiste na introdução de jogos nos mais diversos contextos, facilitando a absorção, o aprendizado e a construção do conhecimento. Porém, para que isso ocorra é necessário considerar além de fatores específicos ligados ao processo de desenvolvimento de jogos, que existam tecnologias de desenvolvimento que auxiliem nesse processo. Diante disso, e considerando tanto o alcance da web quanto a sua facilidade de disponibilizar conteúdo é importante que sejam consideradas tecnologias que permitam utilizar todo o potencial disponibilizado pela corrida tecnológica. Neste sentido, vem surgindo um novo conceito de linguagem de desenvolvimento web: a HTML 5, sendo uma evolução da HTML 4, credenciadas pelo consorcio W3C, responsável em criar e manter tais padrões web. A utilização do HTML 5 combinada a criação de procedimentos para games online abre caminho para criação de jogos interativos. Logo, o objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de jogos interativos realizado com a utilização da linguagem HTML 5. Palavras-chaves: HTML 5, Jogos interativos educacionais, W3C. Abstract: Today is seeking to facilitate access to information and knowledge by means of elements of common interest and in constant transformation and continues as the web and interactive games. One of the most used for such views is the introduction of gaming in various contexts, facilitating absorption, learning and knowledge building. But for that to happen we need to consider in addition to

specific factors related to the process of game development, there are developing technologies that assist in this process. Given this, and considering the scope of the web as its ease of content available is considered to be important technologies that use the full potential offered by the technology race. In this sense, has emerged a new concept in web deve-lopment language: HTML 5, and an evolution of HTML 4, accredited by the W3C consortium, responsible for creating and maintaining these web standards. The combined use of HTML 5 establishing procedures for online gaming opens way for creation of interactive games. Therefore, the aim of this work is development interactive games with HTML 5. Keywords: HTML 5, Interactive educational games, W3C. 1. Introdução O avanço tecnológico e a constante busca por novas formas de auxiliar no processo de entretenimento e distribuição de conteúdo culminam com a criação de elementos que tornem tal processo atrativo. A criação de jogos pode ser considerada uma das estratégias mais importantes neste sentido, no qual está presente e são trabalhadas nos mais diversos âmbitos, desde o ensino fundamental até o processo de aprendizagem com conteúdos específicos ligados a áreas como administração, contabilidade e engenharia. Como exemplo, pode ser citado a criação de jogos comerciais de empresas e autarquias, como o SEBRAE em seu âmbito nacional. Logo, é importante considerar que a utilização da internet neste contexto ainda é pouco explorada devido a falta de tecnologias que forneçam suporte

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Figura 1: Demonstração da aplicação Muro em iPad. FONTE: Deviantart (2010)

consistente e adequado para que tais ferramentas educacionais não sejam reféns de empresas de tecnologia. Nos últimos anos muito se trabalhou para que isso se torne uma realidade. Com o advento do HTML 5 (W3C, 2010), diversas possibilidades podem ser exploradas, dentre elas, a criação de jogos educacionais para o ensino. Como se trata de uma nova tecnologia, outras possibilidades podem ser vislumbradas e tratadas com boas perspectivas. Logo, o presente trabalho apresenta uma breve explanação sobre esta nova tecnologia, bem como o desenvolvimento de procedimentos reutilizáveis para a produção dos jogos interativos. 2. Estado da arte A linguagem de marcação HTML (Hiper Text Mark-up Language) derivou-se da linguagem de marcação pioneira SGML (Standard Generalized Mark-up Language) desenvolvida na

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década de 60, sofrendo adaptações com o intuito de auxiliar na estruturação e apresentação de documentos em um navegador - browser. A atualização do HTML 4.01 passou por período de uma década sem grandes modificações (W3C, 2010). Pela necessidade de uma reestruturação, a W3C(World Wide Web Consortium) buscou melhorias e inovações para facilitar tanto o trabalho de desenvolvedores quanto no simples uso da web por usuários domésticos. Também contando com a ajuda da WHATWG (Web Hypertext Application Technology Working Group), esta sendo desenvolvida a quinta versão da linguagem de apresentação HTML, que chega ao mercado quebrando barreiras de compatibilidade na exibição de vídeos via internet, utilização da geolocalização padronizada e aprimoramento no uso offline de aplicações web, permitindo com isso a fácil exibição de gráficos interativos em browsers, além de outros serviços que ainda estão em fase de aperfeiçoamento e prometem revolucionar o modo como a

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18 web é desenvolvida e utilizada (TABLELESS, 2010). Diante das mudanças ofertadas por este novo padrão de desenvolvimento web, uma infinidade de aplicações das mais diversas categorias já vem sendo criadas por desenvolvedores de todo o mundo. Desde simples remodelagens de paginas construídas com o antigo HTML4, até aplicações robustas, tido como um novo conceito de aplicações denominadas Web App, como por exemplo, o “Muro” (MACMAGAZINE, 2010). Desenvolvida pela DeviantArt a aplicação é um editor gráfico que demonstra o poder do HTML5, podendo ser utilizado até em iPad's, como ilustra a Figura 1. O HTML (Hyper Text Markup Language) que inicialmente foi definido como sendo a linguagem de marcação base da web, foi concebido para ser uma linguagem para descrever semanticamente documentos científicos embora sua finalidade e concepção foi adequada aos longos dos anos. Em sua quinta versão o HTML está passando por uma revisão importante, uma nova tecnologia para criação e desen-volvimento de paginas esta sendo criada pela W3C (World Wide Web Consortium) buscando se adequar aos novos padrões da web que se modificaram desde sua ultima atualização, feita em 1999 (W3C, 2010). O funcionamento do HTML5 está em fase experimental e diversas empresas aderiram a essa tecnologia. Para tanto, já estão sendo utilizadas novas tecnologias propostas pela nova HTML em diversos serviços, principalmente no que tange a apresentação de conteúdo e criação de jogos interativos na web (SLIDESHARE, 2010). Diante disso, é importante analisar a influência do tema, suas possibilidades e recursos visuais e sonoros para a criação de um jogo. Dentre estes recursos o HTML 5 oferece novas possibilidades para o desenvolvimento web, o que torna possível o desen-volvimento de jogos, sem a necessidade de plataformas auxiliares ou mesmo codecs especiais (SLIDESHARE, 2010). O HTML 5 promete ser uma revolução na Web devido a sua função mais polemica:

não precisar de ferramentas externas para acesso a vídeos, jogos, imagens, áudios ou qualquer outro recurso disponibilizado, assim, reduzindo ou até mesmo extinguindo a necessidade da utilização do aplicativo Flash Player da Adobe, bem como semelhantes. O HTML 5 favorece a criação de aplicações mais elaboradas, com mais e melhores recursos, enriquecendo ainda mais a atual web. Tomando o exemplo apresentado na Figura 1, aliado ao enorme avanço das tecnologias que são empregadas a web atual, surgem também uma gama de procedimentos reutilizáveis para jogos online. Isso culmina com a possibilidade de tais procedimentos virem a se tornar um engine, no caso um motor para jogos online web. Um engine, também denominada game engine, é definido como um software ou conjunto de bibliotecas utilizadas para facilitar o desenvolvimento de jogos ou qualquer outra aplicação que utilize gráficos em tempo real (3DENGINES, 2010). Em sua maioria tais procedimentos são distribuídos como API's ou em conjunto com ferramentas que auxiliam no desenvolvimento, por meio de scripts reutilizáveis preconcebidos, que são adaptados as necessidades apresentadas, conhecidos como middleware's. Um exemplo de jogo que utiliza recursos do HTML 5 e Javascript estilo 8-bits é o Leave Me Alone (AKIHABARA, 2010) apresentado na Figura 2. Tal jogo interativo embora não apresente documentação completa da engine apresenta em algumas demonstrações recursos interessantes até então trabalhados sobre

Figura 2: Interface do jogo Leave Me Alone FONTE: Akihabara (2010)

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19 browsers com a utilização de tecnologias de suporte a nova versão HTML. Isso abre caminho para que se vislumbre diversas possibilidades, dentro de um mercado bilionário que representa e têm despertado o interesse de um número cada vez maior de pessoas (FERNANDES, 2009). Segundo Novak (2010) os jogos eletrônicos, em sua essência, são considerados uma das formas e práticas mais expressivas de entretenimento do século 21, no qual a paixão, em sua maioria das vezes movida pela criatividade e diversão, torna os jogos elementos diferenciados. Considerando todas as possibilidades tecnológicas que podem ser exploradas pela utilização do novo padrão, a criação de jogos interativos está dentre as mais cobiçadas atualmente, tendo como elemento central os benefícios que a internet e a web podem fornecer. A utilização de elementos que colaboram para a criação de explicações e práticas que ajudam a desvendar a arte do apren-dizado e compreensão são elementos considerados por diversos pesquisadores que tentam a todo instante buscar novos conceitos que norteiem tais processos. Dentre as diversas possibilidades existentes e comprovadas para a fixação de conteúdo, em seus diversos aspectos, a criação dos jogos eletrônicos está entre as mais atrativas (PERUCIA, 2007). Os jogos têm conquistado público de todos os gêneros e idades, criando novos desafios para os profissionais da área, dentre eles a criação de jogos que con-tribuam para o crescimento sócio inte-lectual, fazendo com que tal ferramenta contribua de maneira significativa para processos como de ensino e aprendizado. Esses de-safios podem ser vistos a todo o momento e estão sempre presentes quando se busca a criação de uma expe-riência interativa que proporcione um alto grau de diversão e aprendizado para seus usuários. Assim, considerando todas as pos-sibilidades tecnológicas que podem ser exploradas pela utilização do novo padrão HTML 5, a criação de jogos interativos está dentre as mais cobiçadas atualmente, tendo como elemento central

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os bene-fícios que a internet e a web podem trazer ao processo entretenimento e educação, como por exemplo. 3.Estudo de caso O trabalho em seu eixo principal consiste na criação de procedimentos para um jogo interativo, tomando por base o desenvolvimento de um jogo de memória com cartas. Foram utilizadas técnicas reconhecidas aceitas para a criação de jogos como Sprites e Tiles, associados ao processo de criação da arte, bem como a gerência e criação dos procedimentos de controle interativo que foram produzidos utilizando Javascript. Os procedimentos e páginas foram desenvolvidos utilizando a IDE (Interface Development Enviroment) Netbeans e os testes realizados utilizando navegadores que já possibilitam o manuseio da tecnologia HTML 5, como o Safari, disponibilizado pela Apple. O principal fator a ser levantado para fazer uso da tecnologia, consistiu no suporte que deve ser oferecido a nova versão do HTML. Considerando que o HTML 5 fornece novos componentes para a criação de elementos apresentáveis em navegadores, sua transformação é totalmente dependente de tecnologias como Javascript, sendo responsável por toda a criação e manipulação dos elementos gráficos em tempo de execução, bem como eventos e animações, além de tratar a interação entre o usuário e os componentes do jogo. Para a criação gráfica dos elementos foi utilizada uma das novas tags ou componente fornecidos pela HTML 5, o Canvas, que define o local da página para criar todo e qualquer tipo de “desenho” a ser implementado. Tal procedimento pode ser visualizado no trecho de código apresentado na Figura 2. <center> <canvas id=”rostoreto” width=”150” height=”150”> </canvas> </center>

Figura 2: Tag de criação do objeto Canvas.

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20 No que consiste a parte de animações e eventos para interação com o usuário, como supracitado, foi utilizada a linguagem Javascript. Logo, foram contemplados aspectos para transformações dos objetos HTML 5 em tempo real, prezando pela reutilização e controle de todos os elementos do jogo por meio de funções, sendo um arcabouço para a criação de um futuro motor para jogos mais complexos que venham a ser produzidos. A Figura 3 apresenta trecho do código elaborado para a transformação dos desenhos apresentados no jogo.

Figura 4. Jogo de memória produzido com HTML 5 e procedimentos em Javascript.

de implementações futuras, considerando aspectos simples como a interatividade, bem como registro de ações com o auxílio da linguagem Javascript para proporcionar reutilização de código e procedimentos de desenvolvimento. 4. Conclusões

Figura 3: Trecho JavaScript para criação e transformação de objetos HTML5.

Para o gerenciamento dos eventos de seleção das cartas foram desenvolvidas funções que determinam as devidas operações com o método “addEventListener” da marcação Canvas, definindo eventos como o “mousedown” e “mouseup”. Além disso, foi necessário que outros procedimentos importantes fossem criados, como sequências de verificações e procedimentos para se saber se o usuário escolheu cartas iguais e se o jogo chegou ao seu término. Como já dito em alguns trechos deste trabalho, o HTML 5 promete ser uma revolução na web devido a sua função mais polêmica: não precisar de ferramentas externas para o acesso a vídeos, imagens, áudios ou qualquer outro recurso disponibilizado como obtido no jogo proposto no trabalho, sendo que o resultado dos procedimentos apresentados podem ser visualizados na Figura 4. Por ser um jogo muito simples, a ideia principal consistia na criação de estruturas utilizando o padrão HTML 5 sendo um arcabouço para a padronização

Diante das perspectivas para o HTML 5, pode ser traçado um paralelo entre as vantagens e desvantagens do padrão. Com uma fácil implementação, o padrão favorece a criação de aplicações mais elaboradas, com mais e melhores recursos, enriquecendo ainda mais a atual web. Futuramente, após sua consolidação, tais perspectivas podem comutar em uma navegação mais rápida, pois com a modernização de suas tags (marcações), não serão necessárias muitas linhas de código para designar uma funcionalidade e, portanto, facilitará o trafego dos códigos pela rede. Considerando tais perspectivas, o padrão HTML 5 traz benefícios como uma melhor organização do código e facilidade na declaração de diversos objetos por parte do desenvolvedor. Outra vantagem a ser considerada está no fato de facilitar a vida do usuário desta nova tecnologia, sendo que este não necessitará mais da instalação de plug-ins ou qualquer software parecido para a utilização dos mais diversos recursos que a web apresenta com cons-tantes mudanças e inovações. Tais transformações considerando as ferramentas e possibilidades supracitadas sobre a modernização da web também traz desvantagens. Atualmente, a maior desvantagem consiste no fato de

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21 ainda estar em fase de desenvolvimento, que devido a isto está em constantes mudanças até chegar a sua versão final, sendo que os desenvolvedores terão que permanecer atentos a novas mudanças para atualizar suas aplicações. A incompatibilidade dos browsers também ainda é um desafio, pois não adianta desenvolver recursos e não utilizá-los. Lembrando que pela falta de um padrão definido, os browsers estão trabalhando de maneiras distintas, no qual alguns já detêm de melhores desempenhos em algumas funcionalidades que outros, porem, ainda não disponibilizam recursos suficientes para utilização de alguns tipos de stream de vídeo, por exemplo, aos quais necessitam de codecs especificos que garantam alta qualidade de video. Concluindo, foram consideradas novas ideias e discussões na nova versão da HTML, que ainda está em fase criação e busca por padrões, que serão futuramente definidos pela W3C. Isso leva a uma grande disputa por território comercial entre as empresas do ramo como já pode ser percebido na web. 5. Referências W3C, World Wide Web. HTML5 differences from HTML4. Disponível em: http://www.w3.org/TR/html5-diff/. Acesso em: 22 abr. 2010. SLIDESHARE, Campus Party. O HTML 5 e o futuro da web. Disponível em: http://www.slideshare.net/campus-partybrasil/ohtml-5-e-o-futuro-da-web . Acesso em: 30 abr. 2010. MACMAGAZINE, DeviantART lança Muro, um web app de desenho em HTML5 que funciona também em iPads. Disponível em: http://macmagazine.com.br/2010/08/11/deviantar t-lanca-muro-um-web-app-de-desenho-emhtml5-que-funciona-tambem-em-ipads/. Acesso em: 14 set. 2010.

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SLIDESHARE, Campus Party. O HTML 5 e o futuro da web. Disponível em: http://www.slideshare.net/campuspartybrasil/ohtml-5-e-o-futuro-da-web. Acesso em: 30 abr. 2010. INFO ONLINE, Jobs diz que Flash é Desnecessário. Disponível em: http://info.abril.com.br/noticias/tecnologiapessoal/jobs-diz-que-flash-e-desnecessario29042010-13.shl . Acesso em: 30 abr. 2010. PERUCIA, A. et al. Desenvolvimento de Jogos Eletrônicos: Teoria e Prática. 2ª. Edição. Novatec Editora: São Paulo, 2007. NOVAK, J. Desenvolvimento de Games: Tradução da 2º Edição Norte-Americana. Cengage Learning: Nova York, 2010. FERNANDES, A. et al. Jogos Eletrônicos Mapeando Novas Perspectivas. Visual Books: São Paulo, 2009. D E V I A N TA RT, D e v i a n t A RT M u r o . Disponível em: http://muro.deviant-art.com/. Acesso em: 14 set. 2010. TABLELESS, HTML 5. Um guia de referência para os desenvolvedores web. Disponível em: http://tableless.com.br/html5/. Acesso em: 14 de set. 2010. 3DENGINES, Data Base. DevMaster - your source for game development. Disponível em: http://www.devmaster.net/engi-nes/. Acesso em: 14 de set. 2010. AKIHABARA, Engine Akihabara. Engine Akihabara, que utiliza alguns recursos do HTML 5. Disponível em: http://www.kesiev.com/akihabara/. Acesso em: 15 de set. 2010. Engine Akihabara. Engine Akihabara, que utiliza alguns recursos do HTML 5. Disponível em: < http://www.kesiev.com/akihabara/ >. Acesso em: 15 de set. 2010.

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22 Recomendações para a Realização de Simulações de Rede WLAN Usando NS-2 Jean Nunes Araújo1 2,3 Claudio de Castro Monteiro

1

Graduando de Graduação de Sistemas de Informação da Faculdade Católica do Tocantins – Campus Sede. 2 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Tocantins, e-mail: ccm@ifto.edu.br 3

Faculdade Católica do Tocan-tins, e-mail: ccm.monteiro@ieee.org

Resumo: É possível presenciar atualmente um crescimento constante na utilização de soluções tecnológicas sem fio, entre elas as redes WLAN. Porém, essas redes possuem níveis menores de recursos em relação às redes cabeadas. Uma das ferramentas que podem auxiliar na análise do comportamento de uma rede WLAN é a simulação, sendo o Network Simulator (NS) um dos ambientes que se pode destacar devido a sua aceitação no universo acadêmico. No entanto, quando se refere a simulações de rede utilizando NS para WLAN infraestruturada, dificuldades em relação à disponibilidade de documentação detalhada para realizar essa tarefa ainda são encontradas. A proposta deste artigo é planejar e executar simulações WLAN no NS a fim de esclarecer as funcionalidades dos principais parâmetros de configuração, tornando possível ao estudante ou pesquisador de rede recriá-las facilmente, adaptando ao seu cenário. Foram executadas diversas experiências com os padrões B e G, a fim de verificar e analisar os resultados obtidos. Palavras–chave: sem fio, simulação, 802.11. Abstract: You can now witness a steady increase in the use of wireless technology solutions, including WLAN networks. However, these networks have lower levels of resources compared to wired networks. One of the tools that can help in analyzing the behavior of a WLAN network is the simulation, the Network Simulator (NS) of the environments that can highlight due to its acceptance in the academic world. However, when referring to simulated network using NS for WLAN infrastructure, difficulties in relation to the availability of detailed documentation to accomplish this task are still found. The purpose of this article is to project and execute simulations WLAN in NS to clarify the features of the main parameters of configuration, enabling the student or

researcher of network recreates them easily, adapting to your scenario. Have performed several experiments with the standard B and G, to verify and analyze the results. Key-words: wireless, simulations, 802.11. 1. Introdução A grande popularização das conexões em rede sem fio na atual realidade das organizações, instituições e universidades, evidencia o aumento da importância da conectividade e da mobilidade no cenário atual. Essas características são constantemente vinculadas nos meios de comunicação, comprovando que não é apenas o “está conectado” que atrai o mercado, mas o “está conectado sempre” (SINGH et al., 2008). Entre algumas tecnologias sem fio em destaque atualmente podemos citar o infravermelho, bluetooth, wimax e wlan. Em sistemas de comunicação para celular existem também o gsm, cdma, 3g e 4g. É interessante notar que a maioria dessas soluções já não são apenas tendências ou inovações, mas são tecnologias que já fazem parte da realidade, seja empresarial, acadêmica ou pessoal da comunidade. Em um ambiente local de rede de computadores a tecnologia sem fio mais utilizada é a WLAN (Wireless Local Area Network) que significa rede de área local sem fio. É regulamentada pelo padrão IEEE 802.11 como apresentado em IEEE Standard 802.11 (1999) e Rubinstein et al. (2002). A popularização das WLANs se deve a sua diversidade em termos de capacidade e cobertura, além do baixo custo dos dispositivos de rede (RUBINSTEIN et al., 2002). As redes WLAN assim como as principais tecnologias sem fio possuem

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23 problemas relacionados ao baixo nível de tolerância a falhas e interferências, aspectos que envolvem mobilidade e handoff, e instabilidade nas taxas de transmissão. Esses fatores podem ser modelados e avaliados utilizando ferramentas como a simulação, que se apresenta como uma opção das mais utilizadas para se mensurar e analisar o comportamento de uma rede de computadores (CROW et al., 1997) e (MARGALHO, 2004). A Tabela 1 apresenta alguns benefícios do uso da simulação em redes de computadores. Alguns benefícios que a simulação pode trazer 1. Adicionar e retirar nós 2. Configurar taxas de transmissão 3. Adicionar tráfego 4. Determinar a mobilidade dos nós 5. Visualizar ações e comportamentos da rede 6. Gerar gráficos e dados estatísticos

Tabela 1 – Alguns benefícios da simulação

Em resumo, as ferramentas de simulação proporcionam maior flexibilidade em relação a um ambiente real, porque, além de não exigir uma estrutura física disponível, também é possível executar várias simulações variando os valores dos parâmetros de acordo com o cenário definido pelo usuário. Um dos principais simuladores de rede utilizados é o Network Simulator. No entanto, quando se refere a simulações sem fio em ambiente infraestruturado, nota-se uma grande ausência de documentação que apresente de forma detalhada e funcional os procedimentos necessários para criar, alterar e modelar a estrutura de forma adaptada ao cenário desejado. Além disso, o NS até pouco tempo não fornecia suporte a simulações WLAN infraestruturada, onde apenas nas versões mais recentes isso se tornou possível. Portanto, o objetivo inicial desse artigo é apresentar os principais parâmetros necessários para simular rede WLAN infraestruturada. Além de utilizar conhecimentos teóricos das redes WLAN com o objetivo de comparar se os resultados obtidos no NS condizem com os sub-padrões B e G do 802.11.

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Esse artigo está disposto da seguinte maneira: Na seção 2 é estudado o funcionamento do padrão 802.11, mais especificadamente a camada MAC, seus conceitos e atuação. A seção 3 apresenta uma breve explanação sobre o Network Simulator, além do cenário de simulação proposto. Na seção 4 inicia-se a programação da simulação, mostrando os principais parâmetros de configuração para simular uma rede sem fio e suas possíveis variações. Na seção 5 pode ser visualizado os resultados obtidos através de gráficos de vazão, com o objetivo de demonstrar o comportamento e a atuação do NS em redes sem fio infraestruturada. Finalmente na seção 6 é feita a conclusão e os possíveis trabalhos que possam ser desenvolvidos a partir ou em complemento a este. 2. O padrão 802.11 Em 1999, o IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) definiu a normatização das redes locais sem fio através da especificação chamada “Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications”. Como todos os protocolos da família 802.x, o padrão 802.11 padroniza e especifica a camada física (PHY) e a subcamada de controle de acesso ao meio (MAC) (RUBINSTEIN et al., 2002). A arquitetura do IEEE 802.11 é constituída de vários componentes que visam prover em um ambiente local uma conectividade sem fio, com suporte a mobilidade das estações de modo transparente para as camadas superiores. O padrão IEEE 802.11 possui várias sub-padronizações que se diferenciam entre si, seja pela freqüência de rádio ou pelas taxas de transmissão. Os dois modelos mais usados atualmente são: Ÿ802.11b: Trabalha em um intervalo de freqüência entre 2,4 GHz e 2.4835 GHz e sua taxa de transmissão de dados pode chegar a 11Mbps. Foi o primeiro a ser adotado em larga escala. Ÿ802.11g: É o sucessor do 802.11b e sua taxa de transmissão de dados chega a 54 Mbps.

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24 A base da arquitetura 802.11 é conhecida como um Conjunto Básico de Serviço (Basic Service Set – BSS), no qual pode ser definido como um grupo de estações e dispositivos que são controlados por uma função de coordenação DCF e/ou PCF. A área de cobertura de um BSS é chamada de Área Básica de Serviço (Basic Service Área – BSA). Assim como nas redes cabeadas, onde existem topologias que direcionam a maneira como os dados trafegarão, um BSS em redes WLAN possui duas estruturas de configuração física, conhecidas como: Ad Hoc e Infrastruturada. 2.1. REDE AD HOC As redes móveis ad hoc são também conhecidas como MANET (Mobile Ad Hoc Network), e consistem de nós dentro de um BSS que podem trocar informações diretamente entre si. Ou seja, cada nó pode se tornar consciente da presença de outros nós no âmbito de sua cobertura. Conexões estabelecidas no modo ad hoc não dependem da utilização de um ponto de acesso ou estação base. Os dispositivos podem comunicar diretamente uns com os outros. Porém, quaisquer pares de nós não estão diretamente conectados, eles só se comunicam se existir um caminho, que é formado por cada um dos nós que se conectam, assim, os dados são encaminhados através dos dispositivos desde a origem até o destino. Isso implica dizer que cada nó desempenha um papel ativo na transmissão dos dados para outras unidades nós (PERKINS, 2001), e (CROW et al., 1997) e (BARBEAU e KRANAKIS, 2007). O gerenciamento de redes ad hoc é uma tarefa muito complexa devido as suas características, onde os dispositivos móveis tendem a se mover freqüentemente e de forma arbitrária e imprevisível. Com isso, muda-se a conectividade entre os nós também nessa mesma medida, exigindo controle, adaptação e reconfiguração de rotas

constantemente (PERKINS, 2001) e (BARBEAU e KRANAKIS, 2007). Geralmente uma rede móvel Ad Hoc é utilizada onde não exista a possibilidade de implantar uma rede infraestruturada, ou então, onde exista a necessidade de instalar de forma rápida uma rede de comunicação. As principais aplicações possíveis de redes Ad Hoc são: ŸÁrea Militar – na troca de informações em campos de treinamento ou guerra. ŸResgates Militares. ŸCompartilhamento de informações em uma área específica, como reuniões.

2.2. REDE DE INFRAESTRUTURA Uma rede Infraestruturada utiliza-se de um ponto de acesso (Access Point – AP) o qual exerce a função de centralizador, que atua na distribuição dos dados na rede. Ou seja, os dados que trafegam entre os nós, seja internamente ou para fora da rede local, são controlados e encaminhados através do AP ao destino. Uma forma de aumentar a cobertura em uma rede infraestruturada é interligando vários pontos de acesso através de um backbone conhecido sistema de distribuição (Distribution System - DS). O conjunto de todas as conexões entre vários BSS's feitas por sistemas de distribuição é definido como um conjunto de serviços estendido (Extended Service Set – ESS), (RUBINSTEIN et al., 2002). Essa estrutura é demonstrada na Figura 1. A especificação da sub-camada MAC do padrão 802.11 referentes as funções de coordenação, backoff exponencial, janela de contenção e outros fatores, são apresentados em Nunes (2009), Ferreira (2007) e Crow et al., 1997. 3. Planejamento e modelagem da simulação 3.1. NETWORK SIMULATOR O Network Simulator foi desenvolvido através de um projeto chamado VINT (Virtual InterNetwork

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25 Testbed), formado pela parceria de algumas empresas como a Xerox PARC, a DARPA e a Universidade de Berkeley, e se

Figura 1. Rede sem fio infraestruturada com sistema de distribuição

encontra atualmente na versão 2.34. O NS é um simulador de eventos discretos, ou seja, sua atuação é baseada em uma seqüência de eventos que possibilita o controle e o comportamento do cenário proposto. O fato de o NS ser um software livre e de código aberto permite ao usuário efetuar ajustes que se façam necessários no núcleo do sistema, desde que se tenha conhecimento para isso. O simulador fornece suporte a simulações de diversas tecnologias de rede, seja sem fio ou cabeada, tornando possível explorar os mais diversos cenários baseados nos protocolos de transporte TCP e UDP. A utilização do NS é feita através de duas linguagens distintas de programação, e que possuem utilizações específicas. Devido à necessidade de se manipular grande quantidade de dados, assim como tratar variáveis de mais baixo nível em relação à rede, como a manipulação de pacotes e bytes, a lin-guagem escolhido para formar a estrutura básica do NS foi o C++. Outro fator importante esperado durante as simulações é a interatividade entre o código escrito e o resultado. Diante dessa realidade a linguagem escolhida para criação dos scripts de simulação no NS foi o OTCL, versão orientada a objetos do TCL (Tool Command Language). É através dessa linguagem que se cria efetivamente as simulações. Trabalhos já desenvolvidos sobre a instalação, configuração, e simulação de redes cabeadas usando NS podem ser encontrados em Nunes (2008), Greigs e Margalho. O NS em versões anteriores não possuía suporte a simulações sem fio em ambiente infraestruturado, suportava

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apenas as redes ad hoc. Isso era uma grande desvantagem partindo do ponto de vista que a maioria das redes WLAN são implementadas com infraestrutura. No entanto, uma extensão desenvolvida por Purushothaman e Roy, da Universidade de Washington, foi incorporada ao NS a fim de prover essa funcionalidade. Ao passo que estaremos abordando os principais parâmetros de configuração do código, já incluindo a utilização dessa extensão, iremos também efetuar simulações que possam mostrar os resultados obtidos através dessa nova funcionalidade. Essa experiência será visualizada utilizando diversas taxas de transmissão no AP, referentes aos sub-padrões B e G do 802.11, como: 1Mbps, 2Mbps, 5.5Mbps, 11Mbps, 36Mbps e 54Mbps. Através da vazão encontrada em cada simulação será possível entender a atuação dessa nova extensão, comparando com a vazão já estimada em um ambiente real. 3.2. CENÁRIO DAS SIMULAÇÕES Propõe-se, portanto, um cenário formado por cinco nós móveis e um AP, todos concorrendo ao meio. Dentre os cinco nós um servirá como servidor de FTP, enquanto os demais gerarão tráfego simultâneo na rede acessando esse servidor, como ilustrado na Figura 2. O AP estará conectado a uma rede cabeada, servindo assim como extensão da rede. As taxas de transmissão do AP para os nós serão variadas de acordo com as taxas dos modelos 802.11B e 802.11G, a fim de demonstrar a atuação do NS nesse tipo de simulação. Os detalhes dos parâmetros

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26 O NS implementa três modelos de propagação:

Figura 2. Cenário de simulação utilizados serão abordados na próxima sessão, com o objetivo de instruir o leitor a implementar as suas próprias simulações adaptando a um cenário específico. Os resultados obtidos serão comentados na sessão 5, analisando os dados e os gráficos de vazão. 4. Simulando WLAN com NS De acordo com o cenário proposto é possível iniciar a implementação do código em tcl, programando manualmente todas as características da rede e seus parâmetros. Cabe aqui uma observação no sentido de mostrar que essa talvez seja a maior desvantagem e dificuldade das simulações em NS, logo porque é necessário que todas as variáveis, os conceitos e os atributos particulares de cada tipo de rede sejam informados e configurados manualmente. Isso remete dizer que, para se fazer simulações em NS, é preciso conhecer muito bem as especificações do modelo e a teoria envolvida, além de ter a consciência daquilo que se deseja simular. Se não conhecermos o que determinado comando em tcl realiza, a omissão ou a falta de atenção a esse detalhe pode influenciar diretamente nos resultados encontrados e também nas conclusões a serem feitas. 4.1. PARÂMETROS INICIAS set val(chan) Channel/WirelessCha-nnel – Define o canal de propagação como sendo Wireless set val(prop) Propagation/TwoRayGround – Define o modelo de propagação.

? Free Space – modelo usado para simular a comunicação sem fio onde existe um caminho livre entre transmissor e receptor. É mais indicado em cenários onde as interferências naturais ou obstáculos (paredes, árvores, sombras) não são considerados. ? Two Ray Ground – modelo de dois raios usado quando se deseja considerar reflexão de solo, objetos e obstáculos durante a simulação. ? Shadowing – modelo que simula o efeito de obstruções de sombra entre o transmissor e o receptor. Ele é usado principalmente para simular canal sem fio em ambiente in-door.

set val(netif) Phy/WirelessPhy – Define o tipo de camada física como sendo Wireless. Phy/WirelessPhy set CSThresh_ 5.011872e-12 Phy/WirelessPhy set

O NS utiliza limiares para determinar se um frame é recebido corretamente pelo receptor, o sinal CSThresh_ faz essa verificação. Se a intensidade do sinal do frame é inferior ao sinal CSThresh_ este frame é descartado na camada física (PHY) e não será visível na camada MAC. O NS tem outro limiar, o RxThresh_ que define a intensidade de um frame recebido pelo receptor. Se um frame é recebido e a intensidade do sinal é maior que RxThresh_, o frame é recebido corretamente, caso contrário, o frame é tido com corrompido e a camada MAC o descarta. Para configuração desses parâmetros é necessário conhecer os detalhes do funcionamento da camada física e dos modelos de propagação. Pode-se configurar a simulação sem esses dois parâmetros. Phy/WirelessPhy set bandwidth_ 11Mb

Esse parâmetro define a largura de banda na camada física. A freqüência 11Mb é referente ao padrão 802.11b. set val(mac) Mac/802_11 – Define o tipo da camada MAC como sendo 802.11. O NS também implementa a camada MAC do tipo TDMA. Mac/802_11 set dataRate_ 11Mb – Define a taxa máxima dos dados que podem trafegar pela camada MAC. set val(ifq) Queue/DropTail – Define o tipo de interface de fila.

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27 O NS implementa dois tipos de interface de fila: Ÿ DropTail – O algoritmo

DropTail é um algoritmo simples de controle de congestionamento. Ele armazena os pacotes na ordem em que chegam, e, assim que a rede permitir são enviados nessa mesma ordem, portanto, não existe nesse algoritmo o conceito de prioridade, a ordem de chegada é o determinante do fluxo. No caso da fila atingir seu limite, isto é, a rede estiver sofrendo grande tráfego, o algoritmo pode descartar os pacotes que chegarem a partir de então (DropTail). Ÿ RED (Random Early Detection) - O algoritmo de RED tem a finalidade de evitar o congestionamento em uma rede, e é utilizado em tráfegos que necessitem de QoS. Ele otimiza a taxa de transmissão de acordo com o tráfego e é apropriado para serviços que utilizam o protocolo de transporte TCP, como no caso da Internet. set val(ll) LL – Define a camada de enlace. set val(ifqlen) 50 – Define a quantidade máxima de pacotes na fila. set val(nn) 6 – Número de nós móveis. set val(rp) DumbAgent – Protocolo de roteamento. set val(x) 600 – Coordenada x da topologia.

4.2. DEFINIÇÃO DE DOMÍNIOS REDE SEM FIO COM REDE CABEADA Geralmente, as redes sem fio são utilizadas como extensões de redes cabeadas, portanto, é normal realizar simulações desse tipo. Nesse caso é necessário definir o conceito de domínio. Um domínio seria uma rede particular composta por um ou mais nós dividindo uma mesma faixa de endereçamento, como ilustrado na Figura 3. Os parâmetros para se trabalhar com domínios em NS são comentados abaixo: - Define o número de domínios AddrParams set domain_num_ 2 - Define quantos subdomínios haverá dentro de um domínio lappend cluster_num 1 1 - Define o número de nós em cada domínio AddrParams set cluster_num_ $cluster_num lappend eilastlevel 1 6

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Figura 3. Modelo de domínio

Com essa configuração feita todos os nós que forem criados no código precisarão de um endereçamento que identifique o domínio a qual pertence e sua identificação única dentro desse domínio, o que pode ser comparado com o número IP da máquina, como no exemplo abaixo: set n0 [$ns_ node 0.0.0]

Esse nó pertence ao domínio 0, subdomínio 0 e é o nó 0 dentro dessa estrutura. set n3 [$ns_ node 0.0.3]

Esse nó pertence ao domínio 0, subdomínio 0, e é o nó 3 dentro dessa estrutura. Para um nó sem fio é a mesma idéia. set node_(2) [$ns_ node 1.0.2]

Esse nó pertence ao domínio 1, subdomínio 0, e é o nó 2 dentro dessa estrutura. Lembrando que se for adicionado uma quantidade de nós maior do que o especificado no parâmetro lappend eilastlevel a execução do código apresentará erro. O mesmo acontece se as configurações de endereçamento forem configuradas e não for atribuído nenhum endereço a um determinado nó. 4.3. CRIAÇÃO DE NÓS SEM FIO E DEFINIÇÃO DE “AP” Os nós podem ser criados um por

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28 um, porém, se forem muitos essa configuração pode ser feita através de um laço for como no código abaixo que cria os 6 nós móveis atribuídos a variável val(nn) com endereçamento: set temp {1.0.0 1.0.1 1.0.2 1.0.3 1.0.4 1.0.5} for {set i 0}{$i < [expr $val(nn)]}{incr i}{ set node_($i) [$ns_ node [lindex $temp $i]] # desabilita mobilidade randômica $node_($i) random-motion 0 set mac_($i) [$node_($i) getMac 0]

A definição de um ou mais nós como AP é feito através do código abaixo, nesse caso o nó 0 está sendo definido como AP: set AP_ADDR1 [$mac_(0) id] $mac_(0) ap $AP_ADDR1

Configurações como o nome, a posição e a cor do nó que aparecerá no nam pode ser feito através do seguinte código: $ns_ at 0.0 "$node_(0) label \"AP\"" $node_(0) set X_ 0.0692067 $node_(0) set Y_ -70.243 $node_(0) set Z_ 0.0 $node_(0) color "red”

4.4. CRIAÇÃO DE TRÁFEGO A fim de simular um estado real de uma rede sem fio nós podemos definir a criação de dois tipos de tráfego: FTP e CBR. Onde o FTP define um tráfego que simula a transferência de arquivos, e o CBR define um tráfego que simula a distribuição de vídeo na rede. Tráfego FTP set tcp1(1) [new Agent/TCP] $ns_ attach-agent $node_(2) $tcp1(1) set ftp1(1) [new Application/FTP] $ftp1(1) attach-agent $tcp1(1) set sink1 [new Agent/TCPSink] $ns_ attach-agent $node_(1) $sink1 O nó 2 envia pacotes FTP ao nó 1.

Tráfego CBR set udp1(1) [new Agent/UDP] $ns_ attach-agent $node_(2) $udp1(1) set cbr1(1) [new Application/Traffic/CBR] $cbr1(1) attach-agent $udp1(1) set base0 [new Agent/Null] $ns_ attach-agent $node_(1) $base0 O nó 2 envia pacotes CBR ao nó 1 Todas essas configurações podem ser adaptadas facilmente ao cenário desejado. 5. Resultados Um dos objetivos desse trabalho é colocar em evidência a capacidade do Network Simulator em realizar simulações em rede sem fio infraestruturada. Como abordado anteriormente o NS em versões anteriores a 2.29 não possuía suporte a simulações sem fio nesse tipo de ambiente, suportava apenas as redes ad hoc. O que caracterizava uma grande desvantagem partindo do ponto de vista que a maioria das redes WLAN são implementadas com infraestrutura. No entanto, a partir das últimas versões uma extensão desenvolvida por Purushothaman e Roy, da Universidade de Washington, foi incorporada ao NS a fim de prover essa funcionalidade. Portanto, serão apresentados resultados que demonstram a utilização dessa extensão. 5.1. DEMOSTRANDO A INFRAESTRUTURA Em um primeiro momento o que caracteriza uma rede infraestruturada é a presença de um centralizador que irá exercer a função de distribuição do tráfego de dados na rede sem fio. Portanto, toda comunicação entre os nós precisam obrigatoriamente passar por esse nó centralizador ou Access Point – AP. As simulações feitas no NS geram um arquivo com extensão .tr, um arquivo trace que informa tudo o que aconteceu na rede durante o tempo de

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29 simulação. Através desse arquivo e da ilustração da simulação é possível verificar se a rede pode ser caracterizada como uma rede infraestruturada. Pode-se destacar algumas linhas do trace a fim de demonstrar o envio de um pacote entre o nó 1 e o nó 2. Os trechos em negrito destacam esses nós e o AP que é caracterizado pelo nó 0.

E finalmente na linha 1 o AP envia a confirmação ACK ao nó 2, atestando que o nó 1 recebeu o pacote. Na linha 2 o nó 2 recebe a confirmação. Todo esse processo pode ser visualizado através do nam, que emula o arquivo trace gerado, criando o ambiente visual da simulação. As Figuras 4 e 5 mostram a simulação sendo ilustrada pelo nam.

# Linha 1 # s 0.204968988 _2_ MAC 0 tcp 98 [13a 0 2 800] [2:0 1:0 32 0] [0 0] 0 0

Essa linha do trace descreve o envio de um pacote tcp tendo como origem o nó 2 e destino o nó 1, porém o envio não é feito diretamente, pois o nó 2 envia o pacote para o nó 0 que no caso é o AP, que tem por função encaminhar o pacote ao nó 1.

Figura 4. Nó 2 enviando pacotes para o Nó 1

# Linha 1 # r 0.205215177 _0_ MAC 0 tcp 40 [13a 0 2 800] [2:0 1:0 32 1] [0 0] 1 0 # Linha 2 # s 0.205225177 _0_ MAC 0 ACK 38 [0 2 0 0] # Linha 3 # r 0.205529548 _2_ MAC 0 ACK 38 [0 2 0 0]

Seguindo, na linha 1 o AP recebe o pacote do nó 2 e retorna na linha 2 a confirmação ACK. Na linha 3 o nó 2 recebe o pacote ACK enviado pelo AP. # Linha 1 # s 0.205699177 _0_ MAC 0 tcp 98 [13a 1 0 800] [2:0 1:0 32 1] [0 0] 1 0 # Linha 2 # r 0.205945483 _1_ MAC 0 tcp 40 [13a 1 0 800] [2:0 1:0 32 1] [0 0] 2 0 # Linha 3 # s 0.205955483 _1_ MAC 0 ACK 38 [0 0 0 0]

Em seguida na linha 1 o AP envia o pacote tcp que ele recebeu do nó 2 ao seu destino que é o nó 1. O nó 1 recebe o pacote na linha 2 e emite a confirmação ACK de recebimento ao AP na linha 3. # Linha 1 # s 0.207599788 _0_ MAC 1 ack 98 [13a 2 0 800] [1:0 2:0 32 2] [0 0] 1 0 # Linha 2 # r 0.207845977 _2_ MAC 1 ack 40 [13a 2 0 800] [1:0 2:0 32 2] [0 0] 2 0

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Figura 4. Nó 2 enviando pacotes para o Nó 1

Nessas ilustrações é possível visualizar que todos os tráfegos gerados na rede são distribuídos pelo AP. Com esses dados e ilustrações, verifica-se que o NS através dessa extensão consegue simular satisfatoriamente a infraestrutura de uma rede sem fio. 5.2. DEMOSTRANDO OS SUBPADRÕES “B” E “G” Os sub-padrões 802.11b e 802.11g podem ser simulados utilizando o NS através da variação nas taxas de transmissão. A partir do arquivo trace é possível utilizar programas auxiliares para descobrir a vazão da rede. Com esse objetivo foram feitas diversas simulações baseadas no cenário demonstrado na Figura 2, alterando as taxas de transmissão em cada simulação, como na Tabela 2:

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30 Simulação 1 2 3 4 5 6

Taxa de Transmissão 1 Mbps 2 Mbps 5.5 Mbps 11 Mbps 36 Mbps 54 Mbps

As taxas das simulações de 1 a 4 correspondem as do sub-padrão 802.11b, enquanto as taxas das simulações 5 e 6 só podem ser alcançadas no sub-padrão 802.11g. Após a realização das simulações foi utilizada uma ferramenta auxiliar chamada tracegraph que analisa os arquivos traces gerados, e possibilita a visualização de diversos gráficos referentes ao comportamento da rede simulada. Nas figuras abaixo demonstra-se os gráficos de vazão gerados pelo tracegraph de cada simulação mostrada na Tabela 2.

Figura 18. Vazão – 5.5Mbps

Figura 19. Vazão – 11Mbps

Figura 20. Vazão – 36Mbps Figura 16. Vazão – 1Mbps

Figura 21. Vazão – 54Mbps

Figura 17. Vazão – 2Mbps

O tracegraph retorna os gráficos em bits, sendo necessário fazer um cálculo nos resultados a fim de encontrar a vazão de

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31 cada simulação em Mbps. A Tabela 3 demonstra os cálculos e os resultados, levando em consideração a vazão máxima aproximada encontrada em cada gráfico. Taxa 1 Mbps 2 Mbps 5.5 Mbps 11 Mbps 36 Mbps 54 Mbps

Cálculo (10*10^5)/1024 (16,5*10^5)/1024 (3,5*10^6)/1024 (4,5*10^6)/1024 (6*10^6)/1024 (6,5*10^6)/1024

Vazão ~ 976 Kbps ~ 1,61 Mbps ~ 3,41 Mbps ~ 4,39 Mbps ~ 5,85 Mbps ~ 6,34 Mbps

Tabela 3 – Tabela de cálculo de vazão

Comparando o resultado encontrado nos gráficos é possível afirmar que as vazões obtidas nas taxas de transferência referentes a 1 Mbps, 2 Mbps, 5.5 Mbps e 11 Mbps estão condizentes com a vazão esperada em um ambiente real utilizando o padrão 802.11b. Porém, como mostrado na tabela, as taxas de transferência de 36 Mbps e 54 Mbps não estão de acordo com o padrão 802.11g, que em tese alcançariam por vol-ta de 15 Mbps e 25 Mbps de vazão res-pectivamente, considerando que o ambiente de simulação para cada taxa demonstrada é idêntico, inclusive em ter-mos de distância entre nós. Com esses resultados é possível dizer que o NS consegue simular adequadamente redes sem fio infraestruturada utilizando a especificação 802.11b, mas, possui uma tendência a não apresentar resultados satisfatórios em simulações com taxas acima de 11Mbps alcançados na especificação 802.11g, sendo uma limitação importante em relação a essa extensão do NS. Essa tendência é indiretamente demonstrada em Monteiro (2009), onde o autor teve que alterar rotinas internas do simulador para obter os resultados desejados com taxas alcançadas pelo padrão 802.11g. 6. Conclusão O Network Simulator é utilizado para analisar e avaliar modelos e cenários reais de rede de computadores. Ele permite também que se desenvolvam modificações no código a fim de propor

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possíveis melhorias e alternativas em determinado modelo de rede (MONTEIRO, 2009). Pode-se encontrar diversos exemplos dessa utilização em artigos científicos aprovados em eventos renomados, provando que é possível alcançar resultados interessantes e satisfatórios através dessa ferramenta. Em razão disso, o NS é uma alternativa bastante atraente de estudos e pesquisas. Porém, ainda é muito fácil implementar erradamente uma simulação utilizando NS, onde os resultados encontrados pareçam estar certos, no entanto, nem sempre é possível comprovar isso. O que evidencia a necessidade de saber exatamente o que se deseja simular e o que se deseja alcançar de resultados, tendo um domínio satisfatório da teoria do modelo utilizado na simulação. Nesse trabalho foi apresentado os principais parâmetros de configuração em redes sem fio infraestruturada utilizando o NS, demonstrando até que ponto ele tende a nos fornecer resultados adequados no que tange aos sub-padrões B e G do 802.11. As principais dificuldades encontradas foram exatamente as limitações em reunir dados e informações relevantes e esclarecedoras sobre simulações sem fio em NS. Grande parte dos trabalhos relacionados apresenta apenas resultados e experiências realizadas, sem necessariamente disponibilizar detalhes dos procedimentos de configuração adotados. Portanto, existe um horizonte bastante amplo de possibilidades para novos estudos e pesquisas que podem utilizar a simulação em NS como ferramenta de auxílio, inclusive até propondo melhorias no modelo 802.11. Nesse sentido, diversos trabalhos futuros podem ser desenvolvidos, utilizando outras medidas de tráfego, outros cenários e outras configurações de rede. Além de trabalhos que possam programar melhorias, codificando e alterando diretamente rotinas do NS. 7. Referências INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONIC AND ENGINEERS.

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32 Wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications. IEEE Standard 802.11, 1999.

RUBINSTEIN, M. G.; BAHL, P.; REZENDE, J. F. Qualidade de Serviço no Controle de Acesso ao Meio de Redes 802.11. Rio de Janeiro: UFRJ, 2002.

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33 Utilizando Cenários Virtuais para a Simulação de Ambientes Domésticos Controlados por Celular 1

Silvano Maneck Malfatti 2 Igor Yepes Gabriel Lacerda dos Santos3 Resumo: O constante avanço da eletrônica tem possibilitado cada vez mais a automação de atividades domésticas tais como a ativação de aparelhos ou mesmo o gerenciamento de mecanismos de segurança. Neste contexto, as tecnologias de comunicação sem fio oferecido pelos celulares, representam um grande potencial para transformar tais aparelhos em dispositivos de controle sem fio. Sendo assim, através de redes como wifi ou mesmo bluetooth é possível utilizar telefones móveis para gerenciar tarefas domésticas tanto localmente quanto em longa distância. Com o intuito de testar o impacto do uso de dispositivos móveis para automação doméstica, este trabalho apresenta um estudo de caso que consiste em utilizar a tecnologia bluetooth e cenários virtuais desenvolvidos em Java 3D para simular ambientes domésticos controlados por celular. Palavras chave: automação residencial, celulares, realidade virtual. Abstract: The constant advancement of electronics has enabled more and more automation of household chores such as activation of appliances or even the management of security mechanisms. In this context, the wireless communications technologies offered by mobile phones represent a great potential to transform these devices into wireless control devices. Thus, through networks such as WiFi or Bluetooth mobile phones can be used to manage household tasks both locally and long distance. In order to test the impact of using mobile devices for home automation, this paper presents a case study that is to use the Bluetooth technology and virtual sets of Java 3D to simulate home environments controlled by mobile phone. Keywords: home automation, mobile phone, virtual reality.

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1.Introdução Devido à rápida evolução da eletrônica, a automação residencial vem se tornando cada vez mais acessível à população em geral. Segundo dados da Aureside (Associação das Empresas de Automação Residencial), nos últimos cinco anos, os preços dos sistemas de automação foram reduzidos à metade (Aureside, 2010). Para Gabriel Peixoto, diretor da empresa Neocontrol, o desenvolvimento de tecnologias nacionais e o crescimento do número de soluções já permitem que com cerca de R$ 2.500 seja possível criar um projeto para comandar quatro pontos de iluminação e duas persianas (Folha, 2010). No Brasil, diversas indústrias e outras empresas já utilizam sistemas de automação para controlar máquinas, sistemas de produção e outras funções. Entretanto, há cerca de dez anos, a automação começou a ser implantada também em residências. Os sistemas domésticos de automação integram inúmeras possibilidades. Por exemplo, através de um controle remoto é possível ligar uma lâmpada, aparelho de DVD ou mesmo regular o volume da TV. “É possível integrar até um chuveiro ou banheira, mas é importante considerar quais são as reais necessidades e o custo associado a esta integração”, comenta Thales Cavalcanti, diretor-executivo da Aureside. Neste cenário, os celulares vêm despertando o interesse de diversas empresas bem como de pesquisadores ligados a área de automação doméstica. A maioria dos aparelhos populares não possui grande capacidade de processamento, porém oferecem um enorme potencial para atuarem como

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Mestre em Sistemas e Computação – Professor do colegiado de Sistemas de Informação – Faculdade Católica do Tcantins – malfatti@catolica-to.edu.br. 2 Mestre em Ciência da Computação – Professor do colegiado de Sistemas de Informação – Faculdade Católica do Tocantins – igor@catolicato.edu.br. 3 Graduando em Sistemas de Informação – Faculdade Católica do Tocantins – lacerda@catolica-to.edu.br.


34 controles eletrônicos. A maioria dos aparelhos lançados atualmente no mercado é capaz de transmitir e receber dados através de tecnologias como wifi ou bluetooth. Sendo assim, os mecanismos de comunicação sem fios oferecidos pelos celulares podem ser utilizados para diminuir os custos do processo de automação, tendo em vista que ao invés de vender ao consumidor um controle de custo elevado, é possível automatizar a sua residência com um dispositivo que ele já possui e está acostumado a utilizar. Além disso, o número de celulares cresceu muito nos últimos anos, e estatísticas apontam para uma relação de um aparelho por habitante até o final de 2011 (Zmoginski, 2010). Portanto, se a previsão se confirmar, em pouco tempo cada habitante estará levando consigo um potencial controle eletrônico móvel. Com o intuito de avaliar o potencial de interatividade oferecido pelos celulares no que se refere à automação residencial, o presente trabalho propõe a utilização da API Java3D para realizar a simulação de ambientes domésticos controlados por dispositivos móveis. Para tanto, o trabalho encontra-se dividido da seguinte forma: a seção 2 apresenta trabalhos relacionados na área de automação doméstica, a seção 3 descreve os mecanismos de comunicação sem fios oferecidos pelos celulares, a seção 4 apresenta o estudo de caso utilizando ambientes virtuais e a seção 5 às conclusões e trabalhos futuros. 2. Automação Doméstica – Trabalhos Relacionados

Além de projetos comerciais desenvolvidos por empresas, a automação residencial também é alvo de investigação da comunidade acadêmica. Um exemplo dessa tendência é o projeto desenvolvido por Scherer, no qual foi proposta a utilização de aparelhos celulares para automação de tarefas domésticas através do uso de redes sem fio (Scherer & Garcia, 2006). O sistema proposto, desenvolvido em Delphi, é composto por um módulo administrativo, um módulo de monitoramento e um módulo WAP. O módulo administrador é responsável pelo cadastro e manutenção de usuários, controle dos dispositivos e geração de relatórios. O módulo WAP permite que os usuários se conectem a um servidor através do celular para controlar os dispositivos, e o módulo monitor é responsável por verificar as tarefas cadastradas no banco de dados executando-as quando solicitado. O módulo monitor serve basicamente para disparar tarefas agendadas pelo usuário ou mesmo verificar sensores que controlam vazamentos ou detectam índices elevados de fumaça. Para este projeto, também foi desenvolvido um hardware específico que se comunica via USB com o computador onde estão os módulos administrador e monitor do sistema. O sistema exige uma constante conexão com a internet, pois o módulo WAP do sistema é hospedado em um site onde o usuário precisa acessá-lo via celular para obter o controle dos dispositivos. A Figura 1 apresenta a hierarquia proposta pelo projeto.

Figura 1 – Arquitetura do sistema proposto por Scherer.

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Figura 2 – Proposta para a automatização residencial utilizando a

Outro projeto interessante na área de automação residencial consiste de um sistema utilizando dispositivos móveis, no qual um aplicativo desenvolvido em J2ME necessita ser instalado no celular para permitir que os dispositivos possam se comunicar através de SMS com um módulo de monitoramento implementado com o auxílio de outro celular (Oliveira, 2006). A Figura 2 apresenta o sistema proposto. Esta proposta apresenta uma ligeira vantagem sobre a arquitetura apresentada na Figura 1, pois o sistema não depende da internet para ser operacional. Ao invés de utilizar a web como “ponte” entre o celular e o sistema local, a arquitetura apresentada na Figura 2 emprega dois celulares que se comunicam via mensagem SMS. Ao receber os comandos enviados a partir do celular do usuário o módulo local se encarrega de repassar os comandos para um circuito lógico que executa o procedimento desejado, porém a utilização de SMS pode acarretar atrasos na execução dos processos, pois o envio e recebimento de SMS não são realizados em tempo real e dependem da boa performance de rede da operadora escolhida pra este fim, um mal funcionamento ou um congestionamento na operadora pode ocorrer a perda de pacotes no envio ocasionando o não recebimento do mesmo. Outro fator preocupante é o custo no envio de cada SMS que tem uma média de R$ 0.30 por SMS. Além destas arquiteturas já implementadas, também foi proposto um framework, para a implementação de soluções destinadas a automação residencial via Web. Através desta especificação é possível utilizar tanto por

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computadores quanto celulares para projetar e construir soluções independentes da tecnologia utilizada (Teruel, 2008). Além disso, o framework proposto poderá ser utilizado em sistemas de automação via internet que contenham pelo menos um dos sistemas definidos pela proposta como controle de dispositivos, monitoramento de câmeras de vigilância ou segurança seja contra intrusos ou acidentes. Apesar dos projetos apresentados serem viáveis, eles possuem algumas restrições como a necessidade de conexão com a internet ou o custo da comunicação para a troca de mensagens através de SMS ou mesmo WAP dependendo do caso. Além disso, em algumas datas como o final de ano, o sistema da operadora pode congestionar causando retardo ou mesmo falha na entrega das mensagens. Por tais motivos, o primeiro passo para o projeto proposto neste artigo foi avaliar tecnologias de comunicação sem custo como bluetooth ou wifi. A próxima seção apresenta os resultados de um estudo comparativo en-tre ambas com o intuído de identificar o seu potencial e aplicabilidade no que diz respeito ao uso de celulares para a automação residencial. 3. Wifi Versus Bluetooth Atualmente, a maioria dos celulares conta com alguma tecnologia de transmissão de dados sem fio como bluetooth ou wifi. Além de possibilitarem a troca de dados e aplicativos entre aparelhos, estas tecnologias permitem também a criação de programas que

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36 utilizam redes temporárias ou móveis para transmitir dados e colaborar entre si. Apesar de ambas serem voltadas para a transmissão de dados sem fio, as tecnologias bluetooth e wifi apresentam algumas diferenças. As redes wifi possuem uma maior capacidade de transmissão, maiores alcance e suporte a um numero maior de dispositivos interconectados. As redes Bluetooth, por sua vez, são mais dinâmicas, consomem me-nos energia e são indicadas para a criação de redes temporárias móveis baseadas em uma arquitetura mestre-escravo. As redes Bluetooth possuem um alcance máximo de 100 metros como mostra a Tabela 1.

Classe

ad-quirir um aparelho de maior custo. Com base nessas características, o desenvolvimento do projeto apresentado neste artigo é baseada na utilização de redes bluetooth visando principalmente atingir um número maior de usuários que estariam habilitados a participar dos testes. Outra decisão tomada durante a execução do projeto, foi a escolha pela plataforma de implementação do sistema. Uma das plataformas que oferece suporte a programação para bluetooth em celulares é a J2ME. Esta versão simplificada da plataforma J2SE possui um conjunto de classes que oferecem suporte a programação de redes sem fio para celulares.

Potência máxima permitida (mW/dBm)

Alcance (Aproximadamente)

Clas se 1

100 mW (20 dBm)

até 100 metros

Clas se 2

2.5 mW (4 dBm )

até 10 metros

Clas se 3

1 mW (0 dBm)

~ 1 metro

Tabela 1 – Classes do Bluetooth, com suas potências e alcance.

Em termos de automação doméstica é possível identificar diferentes usos para cada uma dessas tecnologias. O padrão bluetooth, por exemplo, pode ser utilizado para a interação com equipamentos localmente, permitindo assim que o celular atue da mesma forma que um controle remoto para ativar, desativar ou configurar equipamentos domésticos. Já a tecnologia wifi, é indicada para o controle de dispositivos a distância, como por exemplo, uma câmera de vigilância, ou mesmo alarmes silenciosos que avisam a presença de estranhos no interior da casa. Além disso, outra diferença importante entre estas tecnologias refere-se ao custo do aparelho. Atualmente, a maioria dos aparelhos celulares populares já vêm equipados com bluetooth, entretanto, para ter acesso a wifi o usuário necessita

Atualmente, a J2ME está presente na maioria dos celulares populares oferecidos no mercado, o que torna esta tecnologia bastante atraente para o desenvolvimento de aplicações voltadas a automação doméstica. Além do aplicativo J2ME destinado a executar no celular, o projeto proposto neste artigo conta também com uma aplicação em J2SE destinada a executar em um PC. A tarefa da aplicação desktop consiste no recebimento e processamento dos comandos vindos do celular que serão utilizados para ativar os dispositivos representados no mundo virtual. 3.1 ESTABELECENDO CONEXÃO BLUETOOTH ENTRE APLICAÇÕES “J2ME” E “ J2SE” Em termos de programação, a

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37 linguagem Java define procedimentos diferentes para a implementação da troca de dados via Bluetooth entre celulares e aplicações desktop. Em J2ME a abertura de uma conexão bluetooth pode ser feita por meio da classe Connector. Dentre os recursos oferecidos pela clase Connector, destaca-se o método open() utilizado para a abertura de conexões. Através deste método, que recebe como parâmetro um objeto do tipo String, é possível especificar o tipo de conexão a ser aberta. O fragmento de código a seguir demonstra a utilização do método open() para a abertura de uma conexão bluetooth. Conector.open(“btspp://localhost: 0000000000000000000000AF2004BCEF”);

Este comando abre uma conexão do tipo btspp (bluetooth serial port profile), ou seja destinada a troca de dados via bluetooth. Para este tipo de conexão é necessário saber o endereço do serviço de troca de dados oferecido pelo servidor bluetooth. Após o estabelecimento da conexão com o servidor é preciso ainda realizar a abertura dos canais de comunicação que serão utilizados para o envio e recebimento de dados entre as entidades participantes. Para este procedimento a tecnologia J2ME oferece as classes DataOutputStream e DataInputStream cujos objetos são obtidos a partir da classe Connector como mostra o código abaixo.

operacional. Entretanto, ainda são poucas as bibliotecas de uso gratuito e que suportam diversos sistemas operacionais como mostra a tabela 2. Sistemas Suportados

Tipo de Licença

Windows, Mac, Linux

Gratuita somente para Linux

API

Aventana

Bluecove

Windows, Mac, Linux

Gratuita

Eletric Blue

Windows

Comercial

Atinav

Linux, Windows

Comercial

Tabela 2 – APIs que implementam a JSR-82 para J2SE.

Observando a Tabela 1 é possível constatar que apenas a API Bluecove atende os requisitos de ser gratuita e multiplataforma (Bluecove, 2010). Para possibilitar o suporte a bluetooth em J2SE para várias plataformas, a Bluecove implementa a pilha de protocolos sobre diversas tecnologias como Mac OS X, WIDCOMM, BlueSoleil,e a pilha de protocolos bluetooth da Microsoft. Desta forma a Bluecove atua como uma camada intermediária entre as aplicações J2SE e a pilha de protocolos bluetooth nativa do sistema operacional como mostra a Figura 3.

1. DataOutputStream output = connector.openDataOutputStream(); 2. DataInputStream input = connector.openDataInputStream();

Apesar da abertura de um canal de comunicação bluetooth ser relativamente simples em J2ME, o mesmo não ocorre com a plataforma J2SE destinada a programas Java para desktop. Este problema ocorre pelo fato de que o pacote responsável pela programação bluetooth não é nativamente implementado pela J2SE. Para contornar o problema, existem diversas APIs que implementam a especificação JSR-82 sobre a pilha de protocolos bluetooth do próprio sistema

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Figura 3 – Estrutura de uma aplicação J2SE com bluetooth através da API Bluecove.

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38 Apesar de o projeto Bluecove ter sido inicialmente criado por pesquisadores da Intel, atualmente passou a ser mantido por voluntários que contribuem para o lançamento de novas versões bem como aumento da confiabilidade desta API. A utilização da API Bluecove foi fundamental para a concretização da proposta de utilizar celulares para criar ambientes domésticos virtuais controlados por celular. 4. Ambientes Virtuais Controlados por Celular Um dos principais campos de atuação para a Realidade Virtual atualmente é a simulação. Existem diversas vantagens em simular ambientes antes de partir para a sua construção no mundo real, como por exemplo, redução de custos, maior agilidade para a realização de testes envolvendo o conceito do produto e feedback do usuário antes mesmo que o produto se torne real. Devido a estas vantagens, a proposta deste trabalho consiste em utilizar ambientes virtuais para testar a aceitação do usuário no que diz respeito ao uso do celular para o controle de equipamentos domésticos. Para tanto, utilizou-se a linguagem Java associada a sua API gráfica Java 3D para que fosse possível implementar o mundo virtual no qual os testes serão realizados.

exemplo, quarto, sala, cozinha, etc. A classe BranchGroup define um contexto gráfico onde serão inseridos os objetos responsáveis pela mo-vimentação da câmera ou os elementos 3D que fazem parte da cena. No caso da sala virtual proposta neste trabalho, foi criada dois contextos gráficos para que fosse possível diferenciar a câmera do mundo virtual. Além disso, utilizou-se também a classe TransformGroup que representa objetos 3D que poderão sofrer transformações geométricas com translações ou rotações ao longo da simulação. O papel desta classe é vital tendo em vista que é através dela que são realizadas as mudanças no cenário com base nos comandos disparados pelo celular. A Figura 4 apresenta o grafo de cena utilizado para a criação do ambiente virtual.

4.1. IMPLEMENTAÇÃO DO MUNDO VIRTUAL A API Java 3D trabalha com o conceito de grafo de cena que possibilita ao programador trabalhar com um nível mais alto de abstração durante a elaboração de uma cena gráfica. No caso da casa virtual, utilizaram-se basicamente três classes: VirtualUniverse, BranchGroup e TransformGroup. A primeira representa o universo virtual no qual podem estar registradas diversos contextos gráficos. No caso de uma residência, cada contexto poderia definir uma peça da casa como por

Figura 4 – grafo de cena e um cenário virtual em Java 3D.

A estrutura de cena oferecida pelo Java3D facilitou o desenvolvimento do protótipo, tendo em vista que dependendo do comando enviado pelo celular, um dos objetos transformadores é alterado fazendo com que o objeto virtual associado a ele passe a se movimentar na cena.

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39 4.2. IMPLEMENTAÇÃO DO CONTROLE MÓVEL A aplicação destinada a executar no celular foi desenvolvida em J2ME com base em dois conceitos de interface, com e sem suporte a touchscreen. Celulares sem o recurso irão trabalhar com interfaces orientadas a menus enquanto que em aparelhos com touchscreen utiliza-se uma interface baseada em componentes gráficos. Além de permitir a interação do usuário com os equipamentos domésticos, o programa exibe informações sobre o estado atual de um determinado aparelho, bem como um histórico de interações para consultas posteriores. Para que a interação entre o ambiente virtual e o celular pudesse ocorrer, foi necessário desenvolver um pequeno protocolo de comunicação no qual cada mensagem enviada a partir da aplicação J2ME é definida por três campos. O primeiro campo da mensagem identifica o usuário que está disparando a ação, o segundo campo representa o equipamento que vai sofrer a ação e o terceiro campo será o comando propriamente dito. A Figura 5 apresenta o padrão de mensagens utilizado.

Figura 5 – Padrão de mensagem utilizada para a comunicação entre celular e PC.

O terceiro campo apresentado na Figura 5 é fundamental tento em vista que dependendo do equipamento solicitado, o usuário contará com um número maior ou menor de ações que poderão ser realizadas sobre o mesmo. Por exemplo, uma lâmpada oferece apenas os comandos ligar e desligar. Já um ar condicionado poderia permitir também o controle de temperatura ou o direcionamento do fluxo de ar. A Figura 6 apresenta uma visão geral da arquitetura proposta.

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Figura 6 – Arquitetura proposta para a automação de ambientes virtuais através do uso de celulares.

É importante salientar que a pesar do sistema proposto ser baseado em um ambiente virtual, não é preciso um grande esforço para que o mesmo passe a controlar um sistema real. Neste caso, bastaria substituir os métodos que realizam o controle dos objetos virtuais por chamadas JNI que permitiriam a comunicação com uma placa controladora responsável pela ativação dos equipamentos reais. 4. Conclusões e Trabalhos Futuros Os aparelhos celulares representam um grande potencial em termos de interação, pois já se encontram inseridos em todas as faixas etárias que fazem parte de nossa sociedade. No projeto apresentado neste artigo, a tecnologia Bluetooth utilizada para transformar celulares em controles destinados a operar aparelhos domésticos, mostrou-se viável tendo em vista que testes realizados demonstraram boa aceitação por parte dos usuários bem como ausência de delay no processo de comunicação. Ao permitir que cada usuário utilize o próprio celular para realizar o controle de sua casa permite-se a interação de forma mais natural sem que seja necessário produzir um controle específico. Além disso, a proposta torna a implantação do sistema seja mais barata, além de tornar o processo de interação mais dinâmico tendo em vista que além de transmitir dados, o celular pode também armazenar o histórico de interações e permitir o agendamento de tarefas. Como trabalho futuro espera-se utilizar a mesma arquitetura de comunicação para a interação com objetos reais. Para tanto será preciso utilizar uma placa controladora associada ao computador.

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40 5. Referências Bibliográficas Aureside. Associação Brasileira de Automação Residencial. Disponível em http://www.aureside.org.br/. Último acesso em 10/10/2010.Folha de São Paulo, 2010. “Ao Alcance das Mãos”. Edição 22/08/2010.

Zmoginski, F., 2010. Brasil fica perto de 1 celular por pessoa. INFO Online, http://info.abril.com.br/noticias/mercado/brasil-tem-175-micelulares-vivo-lidera-22022010-29.shl. Último acesso em 10/10/2010. Scherer, C. C. C., Garcia, “Desenvolvimento de um sistema para Domótica”. II Concurso Teleco de Trabalhos de Conclusão de Curso, 2006. Disponível em http://www.teleco.com.br/tcc/tcc_2006.asp. Último acesso em 06/10/2010. Oliveira, A. “Protótipo de um Sistema de Controle e Monitoração Residencial Utilizando J2ME”. Trabalho de conclusão de curso em Engenharia de Telecomunicações. Universidade Regional de Blumenau, 2006. Disponível em http://www.inf.furb.br/~pericas/orientacoes/CtrlR esidencial2006.pdf. Último acesso em 03/10/2010. Teruel, E. C. “Uma Proposta de Framework para Sistemas de Automação Residencial com Interface para a Web”. Dissertação de Mestrado. Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza, 2008. Disponível em http://www.centropaulasouza.sp.gov.br/posgraduacao/Trabalhos/Dissertaco es/evandro-carlos-teruel.pdf. Último acesso em 07/10.2010. Bluecove 2010. Disponível em http://bluecove.org/. Último acesso em 07/10.2010.

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Política Editorial A RIU - Revista Integralização Universitária - tem como missão fomentar a geração e disseminação de novos conhecimentos e/ou do conhecimento pré-existentes em diversas áreas de conhecimento. O público alvo da RIU é composto por pesquisadores, professores, alunos de pós-graduação e graduação, bem como profissionais das mais variadas áreas de conhecimento. A RIU é uma revista com publicação semestral da Católica do Tocantins. Os trabalhos passam por um processo de análise e aprovação por parte do Comitê Editorial formado por avaliadores de diferentes estados do Brasil. Tipos de trabalhos a serem submetidos - Serão aceitos artigos, resenhas e ensaios; preferencialmente inéditos. Formato dos trabalhos - Fonte: Times New Roman, tamanho 12, espaçamento simples. As referências, ao final do texto, devem ser apresentadas de acordo com as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). - 1ª página com o título e tipo do trabalho, seguidos da identificação dos autores, contendo nome(s) completo(s) do autor(es), formação/atuação destes em notas de rodapé (fonte tamanho 10), nome(s) completo(s) da(s) instituição(ões) ao qual está(ão) vinculado(s), endereço para correspondência, telefone, fax (quando houver) e e-mail. O contato será feito com o primeiro autor, que deve informar aos demais o andamento da avaliação. (esta página não conta como parte do trabalho) - 2ª página: início do texto com o título (em negrito). Resumo (até 250 palavras), contemplando objetivo, metodologia e principais resultados; logo após 3 palavras-chave, seguido de abstract/key-words no mesmo formato. - Textos digitados de forma seqüencial, sem espaços usando editores de texto de maior difusão, não excedendo a 15 laudas, no caso de artigo ou 6 laudas no caso de resenha ou ensaio. - Citações indiretas na forma (AUTOR, ano) e diretas na forma (AUTOR, ano, p.), exemplo: (SILVA, 2002), (SILVA, 2002, p.23). - Nome do autor fora do parêntesis, exemplo: Silva (2002), para citações indiretas, ou Silva (2002, p.23) para citações diretas. - Citações diretas com mais de 3 linhas, texto em fonte tamanho 10, destacado do texto, com distância de 4 cm da margem esquerda. - Os trabalhos que contenham fotos ou gravuras devem encaminhar os mesmos no texto na posição correta e separadamente (matrizes ou originais devidamente identificados) para garantir a qualidade da impressão. - Os trabalhos devem ser enviados, necessariamente, após revisão gramatical e de ortografia. Quanto à estrutura de apresentação: ELEMENTOS PRÉ-TEXTUAIS: Título e subtítulo (em português e Inglês); Autor(es); Resumo (com até 250 palavras); Palavras-chave (até cinco); Abstract (com até 250 palavras); Keywords (até cinco). ELEMENTOS TEXTUAIS: Introdução; Desenvolvimento; Conclusões. ELEMENTOS PÓS-TEXTUAIS: Referências (ver NBR 6023 atualizada); Glossário (se houver); Apêndice(s) (se houver); Anexo(s) (se houver). Submissão dos trabalhos - A submissão de trabalhos acontece por fluxo contínuo. - Os artigos podem ser encaminhados por e-mail (riu@catolica-to.edu.br) Avaliação dos trabalhos - Os trabalhos apresentados serão submetidos a pelo menos dois avaliadores, sendo os autores notificados da aceitação ou recusa do trabalho. Caso o trabalho seja aceito, o autor receberá três exemplares. - O Conselho Editorial reserva-se ao direito de aceitar, sugerir alterações ou recusar os trabalhos encaminhados à publicação. - Critérios para avaliação: - Clareza do texto; Qualidade da redação (ortografia e estrutura formal); Qualidade/adequação da revisão de literatura; Relevância do tema; Originalidade do trabalho e contribuições para a área temática; Avaliação global. Trabalhos que não contemplem todas estas condições podem ser recusados. Endereço: Faculdade Católica do Tocantins Revista Integralização Universitária Av. Theotônio Segurado, 1402 Sul, cj. 01 – CEP 77061-002 - Palmas /TO e-mail: riu@catolica-to.edu.br home page: www.catolica-to.edu.br


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