Centro de Ciências da Natureza - CCN

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    ENSINO DE FÍSICA EM AULAS REMOTAS: possibilidades do uso do guia didático com simulador phet como experimento virtual de circuitos elétricos no ensino médio
    (2021-06-07) SANTOS, Cristian Fernandes
    O presente estudo tem como título: Guia didático para professores: utilizando o simulador PHET para o ensino de eletricidade em aulas remotas. Seguimos da seguinte questão: qual a possibilidade de um guia didático utilizando experimento virtual de circuitos elétricos do Phet colaborar com o processo de ensino e aprendizagem do conteúdo de eletricidade em aulas remotas? Seguimos o pressuposto que um guia didático para professores, utilizando laboratório virtual de circuitos elétricos do PHET para o ensino de eletricidade em aulas remotas traz possibilidades para o aprendizado dos alunos. Adota-se como objetivo geral desta pesquisa, elaborar um guia didático para o ensino dos conteúdos de Eletricidade na disciplina de Física na 3ª série do do Ensino Médio em aulas remotas. Para tal fixamos como objetivos específicos, identificar as dificuldades de aprendizagem dos alunos nos temas relacionados ao ensino de Eletricidade, na disciplina de Física no 3º ano do Ensino Médio, aplicar um guia didático no ensino de eletricidade em aulas remotas, com o uso da plataforma Google Meet e do site PhET, no 3º ano do Ensino Médio, avaliar as possibilidades do uso do guia didático, como experimento virtual de circuitos elétricos do PheT na mediação das aprendizagens, no ensino de eletricidade em aulas remotas. Para realização do estudo considerando o momento pandêmico, COVID-19, utilizamos a plataforma digital Google Meet e o site PHET para aplicar, questionários aos professores da 3ª série do Ensino Médio pós graduandos do Mestrado Nacional Profissional de Ensino de Fisica, Polo Universidade Federal do Piauí . Com base na premissa de que, para desenvolver o ensino remoto, os professores estão necessitando de ferramentas lúdicas que os auxiliem ministrar uma aula dinâmica na qual seja dada mais ênfase à aprendizagem, por meio de mediação tecnológica. O estudo teve como fundamento teórico-metodologico, a teoria de aprendizagem significativa de David Paul Ausubel (1978) e para fundamentação dos conteúdos de eletricidade podemos citar alguns autores Psillos (1998), Viennot (2001), Duit (1998), Stocklmayer (2010), Treagust (1998), dentre outros. Este estudo foi desenvoldo por meio de uma metodologia quantitativa de base explicativa e como procedimento para coleta dos dados foram aplicados questionários inicial como forma de diagnósticar as necessidades dos professores participantes da pesquisa com o propósito de elaborar posteriormente material pedagógico que os auxiliasem no ensino de eletricidade em aulas remotas e questionário final para avaliar o uso do guia didático; Ao final, após o uso do guia didático foi constatamos que o produto educacional, desenvolvido com textos e imagens de fácil acesso e compreensão foi aprovado por 87% dos professores participantes da pesquisa. ABSTRACT The present study is entitled: Didactic guide for teachers: using the PHET simulator for teaching electricity in remote classes. We continue with the following question: what is the possibility of a didactic guide using Phet's virtual electrical circuit experiment to collaborate with the process of teaching and learning the content of electricity in remote classes? We adopted as a general objective of this research, to elaborate a didactic guide for the teaching of the contents of Electricity in the discipline of Physics in the 3rd grade of High School in remote classes. To this end, we set as specific objectives, to identify with the teachers the students' learning difficulties in subjects related to the teaching of Electricity, to apply a didactic guide through remote classes using the Google Meet platform and the PhET website with the teachers of the 3rd grade of Education Medium, evaluate the possibility of a didactic guide using Phet's virtual electrical circuit experiment to improve the teaching of electricity in remote classes. To carry out the study considering the pandemic moment, COVID-19, we used the Google Meet digital platform and the PHET website to apply questionnaires to teachers of the 3rd grade of high school after graduating from the National Professional Master's Degree in Physics Teaching, Polo Universidade Federal do Piauí. Based on the premise that, in order to develop remote teaching, teachers are in need of playful tools that help them teach a dynamic class in which more emphasis is placed on learning, through technological mediation. The study had as a theoretical-methodological basis, the theory of significant learning by Ausubel (1978) and to support the content of electricity we can mention some authors Psillos (1998), Viennot (2001), Duit (1998), Stocklmayer (2010), Treagust (1998), among others. This study was developed by means of an explanatory-based quantitative methodology and as a procedure for data collection, initial questionnaires were applied as a way to diagnose the needs of the teachers participating in the research with the purpose of later elaborating pedagogical material that would help them in teaching electricity in remote classes and a final questionnaire to assess the use of the didactic guide; In the end, after using the didactic guide it was found that the educational product, developed with texts and images that are easy to access and understand, was approved by 87% of the teachers participating in the research.
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    SEQUÊNCIA DIDÁTICA COMO PROPOSTA DE INTEGRAÇÃO ENTRE AS VARIÁVEIS TERMODINÂMICAS E O SISTEMA SOLAR
    (2022-03-31) SILVA, Gilson Alves da
    Este estudo tem como título “Sequência didática como proposta de integração entre as variáveis termodinâmicas e o sistema solar” e se enquadra na linha de pesquisa “Recursos Didáticos para o Ensino de Física” onde aplicamos uma Sequência Didática composta por 06 (seis) etapas com duração de 02 (duas) horas cada, como proposta de integração entre a Termodinâmica e a Astronomia. Neste sentido, integrar Termodinâmica com Astronomia se justifica pelo motivo da Astronomia despertar a fascinação de crianças, jovens e adultos de todo o mundo. Ainda destacamos, a partir de pesquisas recentes em educação que, em geral, estudantes apresentam dificuldades no aprendizado da Termodinâmica por não ter se apropriado adequadamente dos conceitos relacionados às variáveis termodinâmicas. Especificamente neste trabalho relacionamos as variáveis “pressão”, “volume” e “temperatura” ao atrativo contexto do Sistema Solar. Uma vez que planetas, luas, asteroides, cometas e demais corpos celestes habitam o imaginário dos estudantes, então a estratégia de associar os conceitos de Astronomia para que os estudantes possam se apropriar e facilitar processo de ensino e aprendizagem de Termodinâmica. Esta integração foi fundamentada na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel e seus intérpretes. Procuramos com este trabalho responder ao problema de pesquisa: “Pode uma Sequência Didática possibilitar a integração da Termodinâmica com a Astronomia para contribuir a uma aprendizagem potencialmente significativa dos alunos do Ensino Médio? ” O estudo foi aplicado em um universo de 24 estudantes distribuídos entre as turmas de 1ª, 2ª e 3ª série do Ensino Médio, em uma escola estadual da cidade de Teresina/PI, e foi desenvolvido na modalidade remota, devido às restrições sanitárias relacionadas a pandemia do COVID-19, que inviabilizou as atividades educacionais presenciais. Embora desafiador, foi possível aplicar com os alunos do 1° ano, uma vez que propomos um estudo introdutório no campo da termodinâmica, envolvendo as três variáveis, objetos de nosso estudo, volume pressão e temperatura. Em linhas gerais, os resultados desta pesquisa revelam que ocorreu uma melhoria na aprendizagem em termodinâmica, diante da abordagem integrada ao atrativo contexto do sistema solar. Percebemos isso, ao estudarmos as percepções dos alunos ao longo da aplicação de nosso produto educacional, ficando assim nítido a apropriação dos conceitos relacionados às variáveis termodinâmicas, objetos de nosso estudo. Por fim, em relação à questão norteadora deste trabalho, uma integração entre Termodinâmica e Astronomia a partir de uma Sequência Didática, colabora para uma aprendizagem significativa dos alunos do Ensino Médio. Para trabalhos futuros, propomos expandir a integração com a Astronomia a outros tópicos de estudo da termodinâmica, e, ao mesmo tempo, aplicá-los com um enfoque em atividades práticas de forma presencial, e com isso, explorarmos todo o potencial da sequência didática proposta. ABSTRACT This study is entitled "Didactic Sequence as a proposal for integration between thermodynamic variables and the solar system" and fits into the research line "Didactic Resources for Teaching Physics" where we apply a Didactic Sequence composed of 06 (six) steps with duration of 02 (two) hours each, as a proposal of integration between Thermodynamics and Astronomy. In this sense, integrating Thermodynamics with Astronomy is justified by the reason that Astronomy arouses the fascination of children, young people and adults from all over the world. Based on recent research in education, we also highlight that, in general, students have difficulties in learning thermodynamics because they have not properly appropriated the concepts related to thermodynamic variables. Specifically in this work we relate the variables “pressure”, “volume” and “temperature” to the attractive context of the Solar System. Since planets, moons, asteroids, comets and other celestial bodies inhabit the students' imagination, then the strategy of associating the concepts of Astronomy so that students can appropriate and facilitate the teaching and learning process of Thermodynamics. This integration was based on the Theory of Meaningful Learning by David Ausubel and his interpreters. With this work, we seek to answer the research problem: “Can a Didactic Sequence enable the integration of Thermodynamics with Astronomy to contribute to a potentially significant learning process for high school students? ” The study was applied to a universe of 24 students distributed among the 1st, 2nd and 3rd grade classes of high school, in a state school in the city of Teresina/PI, and was developed in remote mode, due to sanitary restrictions related to COVID-19 pandemic, which made face-to-face educational activities unfeasible. Although challenging, it was possible to apply it with 1st year students, since we propose an introductory study in the field of thermodynamics, involving the three variables, objects of our study, volume, pressure and temperature. In general terms, the results of this research reveal that there was an improvement in thermodynamics learning, given the integrated approach to the attractive context of the solar system. We realized this when we studied the students' perceptions throughout the application of our educational product, thus making it clear the appropriation of concepts related to thermodynamic variables, objects of our study. Finally, in relation to the guiding question of this work, an integration between Thermodynamics and Astronomy from a Didactic Sequence, contributes to a significant learning of high school students. For future works, we propose to expand the integration with Astronomy to other topics of study of thermodynamics, and, at the same time, apply them with a focus on practical activities in person, and with that, we explore the full potential of the proposed didactic sequence.
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    FOTOELETRODO DE CuWO4: Estratégias para melhorar a eficiência de transferência de cargas e atividade fotocatalítica
    (2022-08-22) LIMA, Aline Estefany Brandão
    O tungstato de cobre (CuWO4) é um óxido semicondutor com excelente estabilidade química e absorção de radiação visível. Estas características tornam este material bastante atraente para aplicações de conversão de energia, incluindo a fotocatálise heterogênea. Entretanto, a atividade fotocatalítica do CuWO4 é limitada pela rápida recombinação das cargas fotogeradas e resistência na transferência de cargas. Nesta Tese foram desenvolvidas duas estratégias de modificações do fotoeletrodo de CuWO4 visando aprimorar a transferência de cargas e o desempenho fotocatalítico deste óxido. Uma mistura do óxido semicondutor de CuWO4 e do argilomineral palygorskita (PAL) foi preparada pelo método de coprecipitação seguido por tratamento hidrotérmico assistido por micro-ondas. A análise de difração de raios-X e espectroscopia de fotoelétrons de raios-X mostraram alterações estruturais que induziram a formação de vacâncias de oxigênio e melhoraram a mobilidade dos portadores de carga. A presença do PAL com morfologia fibrosa, bem como o controle do crescimento de cristais de CuWO4 favorecem a atividade fotocatalítica. As propriedades fotoeletroquímicas do fotoeletrodo de CuWO4-PAL foram investigadas na ausência de luz e sob irradiação de um simulador solar. A presença de PAL no fotoeletrodo promoveu um aumento da fotocorrente (39 μA/cm2) e diminuiu a taxa de recombinação do par elétron-buraco. Estes resultados promissores também foram obtidos com a segunda estratégia proposta, que consiste no preparo de um fotoeletrodo com heterojunção CuWO4tungstato de manganês (MnWO4). A heterojunção apresentou valores de densidade de fotocorrente duas vezes maiores que o filme FTO|CuWO4, chegando a 39 μA/cm2 a 1,23 V vs. RHE, em eletrólito inerte. Dados de baixa emissão de fotoluminescência e fotocorrente transiente confirmaram uma diminuição na resistência de transferência de carga eletrônica entre a banda de valência e banda de condução, além de uma taxa de recombinação elétron-buraco reduzida para o filme de heterojunção. Por fim, o nanocompósito e a heterojunção foram utilizados como fotocatalisadores para fotodegradação do antibiótico ciprofloxacina (CIP) e do corante Rodamina B (RhB), respectivamente. Irradiado por um simulador solar, CuWO4-PAL exibiu 92% de fotodegradação de CIP e 50% de remoção de carbono orgânico total (COT), em pH 10 após 90 min. O fotoanodo de heterojunção apresentou eficiência de fotodegradação significativamente melhorada para fotocatálise eletroquimicamente assistida, alcançando uma fotodegradação de RhB de 55,5% após 165 min. Os resultados mostram que tanto o PAL quanto o MnWO4 podem ser utilizados para potencializar a atividade fotocatalítica do CuWO4. ABSTRACT Copper tungstate (CuWO4) is a semiconductor oxide with excellent chemical stability and absorption of visible radiation. These characteristics make this material very attractive for energy conversion applications, including heterogeneous photocatalysis. However, the photocatalytic activity of CuWO4 is limited by the rapid recombination of photogenerated charges and charge transfer resistance. In this thesis, two modification strategies of the CuWO4 photoelectrode were developed to improve the charge transfer and the photocatalytic performance of this oxide. A mixture of CuWO4 semiconductor oxide and palygorskite clay mineral (PAL) was prepared by the coprecipitation method followed by microwave-assisted hydrothermal treatment. X-ray diffraction analysis and X-ray photoelectron spectroscopy showed structural changes that induced the formation of oxygen vacancies and improved the mobility of charge carriers. The presence of PAL with fibrous morphology, as well as the control of the growth of CuWO4 crystals favor the photocatalytic activity. The photoelectrochemical properties of the CuWO4-PAL photoelectrode were investigated in the absence of light and under the irradiation of a solar simulator. The presence of PAL in the photoelectrode promoted an increase in photocurrent (39 μA/cm2) and decreased the rate of recombination of the electron-hole pair. These promising results were also obtained with the second proposed strategy, which consists of preparing a photoelectrode with heterojunction CuWO4manganese tungstate (MnWO4). The heterojunction presented photocurrent density values twice as high as the FTO|CuWO4 film, reaching 39 μA/cm2 at 1.23 V vs. RHE, in the inert electrolyte. Low photoluminescence and transient photocurrent data confirmed a decrease in electronic charge transfer resistance between the valence band and conduction band, in addition to a reduced electron-hole recombination rate for the heterojunction film. Finally, the nanocomposite and the heterojunction were used as photocatalysts for the photodegradation of the antibiotic ciprofloxacin (CIP) and the dye Rhodamine B (RhB), respectively. Irradiated by a solar simulator, CuWO4-PAL exhibited 92% CIP photodegradation and 50% total organic carbon (TOC) removal at pH 10 after 90 min. The heterojunction photoanode showed significantly improved photodegradation efficiency for electrochemically assisted photocatalysis, achieving a RhB photodegradation of 55.5% after 165 min. The results show that both PAL and MnWO4 can be used to potentiate the photocatalytic activity of CuWO4.
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    AVALIAÇÃO DE CLASSIFICADORES PARA PREDIÇÃO DE EVASÃO NO ENSINO SUPERIOR UTILIZANDO JANELA SEMESTRAL
    (2022-08-29) VIANA, Filipe Soares
    A evasão estudantil nas universidades vem se apresentando como um problema recorrentee preocupante no mundo ao longo dos anos. Essa situação se torna algo ainda maisalarmante no Brasil em suas universidades públicas com orçamento oriundo dos cofres danação, problema esse não limitado ao prejuízo financeiro, mas também social e acadêmico.Diminuir a evasão se torna uma ação importante nas universidades, sendo de grandeajuda um mecanismo para classificar alunos ativos na sua predisposição para evadir. Essetrabalho se propõe a classificar e prever um discente ativo como “Evadido” ou "Formado",podendo assim os interessados redirecionarem esforços para evitar que o discente evada.Serão utilizados 4 estudos de casos: o primeiro utilizando dados do curso de Ciência daComputação da Universidade Federal do Piauí (UFPI); o segundo com os discentes docurso de Sistemas de Informação e o terceiro caso com a analise ocorrendo com a os doiscursos anteriores. A metodologia abordada segue os conceitos de Knowledge Discovery inDatabases (KDD) como guia na obtenção de um modelo preditivo e de conhecimentos noprocesso. O KDD descreve o processo de coleta dos dados, pré-processamento e, por fim, amineração dos dados utilizando algoritmos de aprendizagem de máquina. São utilizados7 algoritmos muito utilizados na literatura, comparando-os do decorrer das análise. Omodelo treinado é validado com métricas importantes como Accuracy, Recall, Precision,F1 Score, Índice Kappa e curva ROC.
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    UMA PROPOSTA PARA AUXÍLIO NO PRÉ-DIAGNÓSTICO DO TEA ATRAVÉS DA CLASSIFICAÇÃO DE IMAGENS FACIAIS BIDIMENSIONAIS ESTÁTICAS UTILIZANDO DEEP LEARNING
    (2022-08-31) RODRIGUES, José Nazareno Alves
    O número de pessoas diagnosticadas com transtorno do espectro autista (TEA) vem aumentando significativamente. Em decorrência disso, somado a fatores socioeconômicos, o acesso ao tratamento precoce tem se tornado restrito, reduzindo os potenciais ganhos advindos dessa intervenção e aumentando os gastos familiares e sociais em decorrência de intervenções tardias. Alternativas viáveis para contornar problemas relacionados ao TEA nesse contexto podem residir em soluções computacionais móveis pelo seu caráter acessível. Em observância a isso, este trabalho propõe uma solução para auxílio ao prédiagnóstico do TEA de forma não invasiva e de baixo custo. Para tanto, apoia-se em técnicas e conceitos de aprendizado de máquina (AM), mais especificamente de aprendizado profundo, para a geração de modelos que possam apoiar a implementação de soluções computacionais móveis. Assim, foram avaliadas neste trabalho 5 arquiteturas de redes neurais convolucionais (CNNs) no treinamento de modelos para classificação binária do TEA, utilizando como entrada imagens faciais bidimensionais estáticas. Trabalhos semelhantes analisados na literatura utilizaram tipos de imagens que inviabilizam sua utilização massiva em decorrência da necessidade de equipamentos específicos e nem sempre acessíveis, além de invasivos, comprometendo a espontaneidade nos resultados. Destarte, há poucos sistemas para auxiliar na identificação do TEA desenvolvidos que possam de fato ser usados na prática. Dentre as 5 arquiteturas CNNs utilizadas, destacaram-se a MobileNet e a DenseNet201. Os resultados obtidos a partir delas atingiram, nos melhores casos, a média de 90.7% de acurácia com cada uma dessas 2 arquiteturas, e desvio padrão de 0.68% e 1.64%, respectivamente. Resultados de execuções individuais chegaram nos melhores casos a 93.5% de acurácia com a DenseNet201. ABSTRACT The number of people with autism spectrum disorder (ASD) has been increasing signifi- cantly. As a result, in addition to socioeconomic factors, access to treatment has become restricted, reducing the potential gains from this intervention. tion and increasing family and social expenditures as a result of late interventions. Viable alternatives to circumvent problems related to ASD in this context may reside in mobile computing solutions due to their accessible character. In compliance with this, this work proposes a solution to aid the pre-diagnosis of ASD in a non-invasive and low-cost way. To do so, it relies on machine learning (ML) techniques and concepts, more specifically deep learning, to generate models that can support the implementation of mobile computing solutions. Thus, in this work, 5 architectures of convolutional neural networks (CNN) were evaluated in the training models for binary classification of ASD, using static two-dimensional images as input. Similar works analyzed in the literature use types of images that make their massive use unfeasible due to the need specific equipment and not always accessible, in addition to being invasive, compromising the spontaneity of the results. Thus, there are few systems to assist in the identification of ASD developed that can actually be used in practice. Among the 5 CNNs architectures used, MobileNet and DenseNet201 stood out. The results obtained from them in these preliminary evaluations reached, in the best cases, the average of 90.7% accuracy and standard deviation of 0.68% and 1.64%, using the architectures respectively CNNs MobileNet and DenseNet201. Results of individual runs reached the best cases to 93.5% of accuracy with each of these 2 architectures, and standard deviation of 0.68% and 1.64%, respectively. Results from individual runs arrived in the best cases at 93.5% accuracy with DenseNet201.
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    RIGIDEZ DE HIPERSUPERFÍCIES EM UM CONJUNTO DE DADOS INICIAIS E UMBILICIDADE EM ESPAÇOS CONFORMEMENTE PLANO
    (2022-09-20) LIMA, Alexandre Bezerra do Nascimento
    Na primeira parte deste trabalho exploramos “marginally outer trapped surface (MOTS)” Σ2 em um conjunto de dados inicias M3 para as equações de Einstein-Maxwell sem campo magnético e com constante cosmológica Λ. Assumindo que Σ é MOTS estável e tem gênero g(Σ), nós obtemos uma desigualdade que relaciona a área de Σ, g(Σ), Λ e a carga q(Σ) de Σ. No caso da igualdade, provamos que localmente M é um cilindro sobre Σ. Se Λ > 0, nós concluímos que Σ é uma 2-esfera redonda. Nós também mostramos que localmente este conjunto de dados iniciais pode ser mergulhado como uma superfície tipo-espaço no espaço tempo de Nariai carregado. Na segunda parte, nós consideramos uma superfície two-sided, compacta, mínima, estritamente estável que localmente minimiza a massa de Hawking carregada, provamos um resultado de rigidez local e concluímos que uma vizinhança de Σ em M é isométrica ao espaço de Reissner-Nordström-Anti-de Sitter. Ao mesmo tempo, deduzimos uma estimativa para a área de uma superfície two-sided, compacta de gênero g(Σ) que é localmente minimizante de área. No caso da igualdade, provamos que Σ tem curvatura Gaussiana constante e localmente M é um cilindro sobre Σ. Na última parte, nós consideramos hipersuperfícies em espaços conformemente plano e provamos uma extensão do Teorema de Jellet. Também provamos uma desigualdade tipo Heintze-Karcher, e apresentamos uma família a 1-parâmetro de espaços conformemente plano (todos distintos dos espaços forma) nos quais vale a desigualdade tipo Heintze-Karcher. ABSTRACT In the first part of this work we explored “marginally outer trapped surface (MOTS)” Σ2 in an initial data set M3 for the Einstein-Maxwell equations without magnetic field and with cosmological constant Λ. Assuming that Σ is MOTS stable and has genus g(Σ), we obtain an inequality that relates the area of ​​Σ, g(Σ), Λ and the charge q(Σ) of Σ. In the case of equality, we prove that locally M is a cylinder over Σ. If Λ > 0, we conclude that Σ is a round 2-sphere. We also show that locally this initial data set can be embedded as a space-like surface in the charged Nariai spacetime. In the second part, we consider a two-sided, compact, minimal, strictly stable surface that locally minimizes the Hawking mass carried, prove a local stiffness result and conclude that a neighborhood of Σ in M ​​is isometric to the Reissner-Nordström space -Anti-de Sitter. At the same time, we derive an estimate for the area of ​​a two-sided, compact surface of genus g(Σ) that is locally area-minimizing. In the case of equality, we prove that Σ has constant Gaussian curvature and locally M is a cylinder over Σ. In the last part, we consider hypersurfaces in conformally flat spaces and prove an extension of Jellet's Theorem. We also prove a Heintze-Karcher type inequality, and present a 1-parameter family of conformally flat spaces (all distinct from shape spaces) in which the Heintze-Karcher type inequality holds.
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    ESTUDO E ANÁLISE DE ESTRATÉGIAS DE POSICIONAMENTO DE GATEWAY LORA E QUANTIFICAÇÃO DE QOS EM FUNÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DE CONFIGURAÇÃO LORAWAN
    (2022-09-25) SILVA, Cristiano Neri da
    As redes de longa distância de baixa potência (LPWAN) são tecnologias que ganharam interesse na pesquisa e comunidade industrial para dispositivos e aplicações de Internet das Coisas (IoT) assim como o protocolo LoRa Wide Area Network (LoRaWAN) que permite a implementação de aplicações de redes de longo alcance e baixa potência para a IoT. A técnica de comunicação de rádio que adota o protocolo LoRaWan, comumente conhecida como Long Range (Lora), utiliza modulação por espalhamento espectral de chirp (chirp spread spectrum - CSS). Esse esquema de modulação utiliza diversos parâmetros de transmissão como Spreading Factor (SF), Payload Size (PS), Bandwidth (BW) e Coding Rate (CR) permitindo uma comunicação bidirecional, possibilitando ao LoRaWAN o uso de algoritmo adaptativo, o Adaptive Data Rate (ADR), para atribuir esses parâmetros dinamicamente explorando as vantagens do LoRa. No entanto, o sistema de controle ADR não ajusta os parâmetros considerando a evolução da Qualidade de Serviço (QoS) das aplicações, sendo o planejamento da rede e a otimização considerados problemas significativos impactando no desempenho e nos custos das despesas de capital (CAPEX) e operacionais (OPEX). Nesse contexto, este trabalho propõe determinar a quantidade de diferentes QoS, analisando as características do conjunto de configurações LoRaWAN através da combinação dos métodos gap statistic com algoritmo Fuzzy C-Means (FCM) e elbow com K-means. Adicionalmente, realizou-se agrupamento com FCM baseado nas figuras de mérito Bit Error Rate (BER), Received Signal Strenght Indicator (RSSI) e Time on Air (ToA) e desenvolver um estudo comparativo de estratégias de posicionamento de gateways (GW) que usam os algoritmos FCM, Gustafson-Kessel (GK) e K-means; adicionando a estratégia Grid25 que segmenta o cenário em grades de 2km, posicionando o GW no centro, e outra Rand22 que dispõe os GWs aleatoriamente, avaliando as métricas RSSI, Signal to Noise Ratio (SNR), delay e distância, possibilitando uma redução do número de GW e dos custos CAPEX e OPEX como também estabelecer o desempenho das estratégias para as métricas. Nos resultados, foram determinados agrupamentos adequados conforme os diferentes tipos de QoS baseado na combinação dos métodos, enquanto o algoritmo FCM permitiu agrupar as aplicações com QoS similares. O estudo comparativo mostrou uma redução da quantidade de GW e dos custos CAPEX e OPEX com aproximadamente a mesma proporção de entrega em relação ao Grid25; as estratégias FCM e GK obtiveram desempenho superior, a partir de 22 GW, para as métricas RSSI e SNR em relação ao Kmeans, já a FCM e Kmeans apresentaram menores distâncias e delay comparado ao GK a partir de 18 GW. ABSTRACT Low Power Wide Area Networks (LPWAN) are technologies that have gained interest in the research and industrial community for Internet of Things (IoT) devices and applications, as well as the LoRa Wide Area Network (LoRaWAN) protocol that allows the implementation of long-range, low-power networks for the IoT. Its modulation scheme, Long Range (LoRa), uses several transmission parameters such as Spreading Factor (SF), Payload Size (PS), Bandwidth (BW), and Coding Rate (CR) allowing bidirectional communication, allowing LoRaWAN to use the adaptive algorithm, the Adaptive Data Rate (ADR), to assign these parameters dynamically exploiting the advantages of LoRa. However, the ADR control system does not adjust the parameters considering the evolution of the Quality of Service (QoS) of the applications, being the network planning and optimization are considered significant problems impacting the performance and the costs of capital expenses (CAPEX) and operations (OPEX). In this context, this work proposes to determine the number of different QoS by analyzing the characteristics of the LoRaWAN configuration set through the combination of the gap statistic methods with the Fuzzy C-Means (FCM) and elbow algorithms. With K-means. Additionally, grouping was performed with FCM based on the metrics Bit Error Rate (BER), Received Signal Strength Indicator (RSSI) and Time on Air (ToA) and develop a comparative study of gateway positioning strategies (GW) that use the FCM, Gustafson-Kessel (GK) and K-means algorithms; adding a strategy that segments the scenario into 2km grids, positioning the GW in the center, and another that arranges the GWs randomly, evaluating the metrics RSSI, Signal to Noise Ratio (SNR), delay and distance, allowing a reduction the number of GW and CAPEX and OPEX costs as well as establishing the performance of the strategies for the metrics. In the results, they determined suitable groupings according to the different types of QoS based on the combination of methods, while the FCM allowed grouping the applications with similar QoS. The comparative study showed a reduction in the amount of GW and CAPEX and OPEX costs with approximately the same proportion of delivery about Grid25; the FCM and GK strategies obtained superior performance, from 22 GW, for the RSSI and SNR metrics about Kmeans, whereas the FCM and Kmeans presented lower distances and delay compared to the GK from 18 GW.