Multivariate Statistical Process Control and Case-Based Reasoning for situation assessment of Sequencing Batch Reactors

ABSRACT This thesis focuses on the monitoring, fault detection and diagnosis of Wastewater Treatment Plants (WWTP), which are important fields of research for a wide range of engineering disciplines. The main objective is to evaluate and apply a novel artificial intelligent methodology based on situation assessment for monitoring and diagnosis of Sequencing Batch Reactor (SBR) operation. To this end, Multivariate Statistical Process Control (MSPC) in combination with Case-Based Reasoning (CBR) methodology was developed, which was evaluated on three different SBR (pilot and lab-scales) plants and validated on BSM1 plant layout.

Estudi dels carotenoides en espècies marrons de bacteris verds del sofre: diversitat, eco-fisiologia i regulació

El present treball es centra en l'estudi a diferents nivells dels carotenoides de les espècies marrons de Bacteris Verds del Sofre (GSB, de l'anglès Green Sulfur Bacteria). L'objectiu global ha estat el d'esbrinar quina és la funció d'aquests pigments dins l'aparell fotosintètic d'aquests microorganismes i aprofundir en el coneixement de la seva estructura i interaccions amb els altres pigments de l'aparell fotosintètic. En primer lloc es va dissenyar un nou mètode de cromatografia líquida d'alta resolució (HPLC) per analitzar de manera més ràpida i precisa els carotenoides de diferents soques de GSB (Capítol 3). Aquest mètode es basa en una purificació prèvia dels extractes pigmentaris amb columnes d'alúmina per eliminar les bacterioclorofil·les (BCls). Això va permetre analitzar amb una elevada resolució i en tan sols 45 min de carrera cromatogràfica els diferents carotenoides i els seus precursors, així com les configuracions trans i cis dels seus isòmers. El segon mètode utilitzat va consistir en una modificació del mètode de Borrego i Garcia-Gil (1994) i va permetre la separació precisa de tot tipus de pigments, procedents tant de cultius purs com de mostres de caràcter complex. Un exemple concret foren uns paleosediments de la zona lacustre de Banyoles. En aquests sediments (0,7-1,5 milions d'anys d'antiguitat) es van detectar, entre d'altres pigments, carotenoides específics de les espècies marrons de GSB, la qual cosa va permetre confirmar la presència d'aquests bacteris a la zona lacustre de Banyoles ja des del Pleistocè inferior. En aquest primer capítol també es van analitzar els carotenoides de Chlorobium (Chl.) phaeobacteroides CL1401 mitjançant cromatografia líquida acoblada a espectrometria de masses (LC-MS/MS), amb l'objectiu de confirmar la seva identificació i el seu pes molecular. A més, també es va avaluar l'efecte de la temperatura, la llum i diferents agents oxidants i reductors en la composició quantitativa i qualitativa dels carotenoides i les BCls d'aquesta espècie. Això va permetre confirmar el caràcter fotosensible de les BCls i que els isòmers trans/cis dels diferents carotenoides no són artefactes produïts durant la manipulació de les mostres, sinó que són constitutius de l'aparell fotosintètic d'aquests microorganismes. El Capítol 4 inclou els experiments de fisiologia duts a terme amb algunes espècies de GSB, a partir dels quals es va intentar esbrinar la dinàmica de síntesi dels diferents pigments de l'aparell fotosintètic (BCl antena, BCl a i carotenoides) durant el creixement d'aquestes espècies. Aquestes investigacions van permetre monitoritzar també els canvis en el nombre de centres de reacció (CR) durant el procés d'adaptació lumínica. La determinació experimental del nombre de CR es va realitzar a partir de la quantificació de la BCl663, l'acceptor primari en la cadena de transport d'electrons dels GSB. L'estimació del nombre de CR/clorosoma es va realitzar tant a partir de dades estequiomètriques i biomètriques presents a la bibliografia, com a partir de les dades experimentals obtingudes en el present treball. El bon ajust obtingut entre les diferents estimacions va donar solidesa al valor estequiomètric calculat, que fou, com a promig, d'uns 70 CR per clorosoma. En aquest capítol de fisiologia també es van estudiar les variacions en les relacions trans/cis pels principals carotenoides de les espècies marrons de GSB. Aquestes es van determinar a partir de cultius purs de laboratori i de poblacions naturals de GSB. Pel que fa als valors trobats en cultius de laboratori no es van observar diferències destacades entre el valor calculat a alta intensitat de llum i el calculat a baixa intensitat, essent en ambdós casos proper a 2. En els clorosomes aïllats de diferents soques marrons aquest quocient prengué un valor similar tant pels isòmers de l'isorenieratè (Isr) com pels del -isorenieratè (-Isr). En poblacions naturals de Chl. phaeobacteroides aquesta relació va ser també de 2 isòmers trans per cada isòmer cis, mantenint-se constant tant en fondària com al llarg del temps. Finalment, en el Capítol 5 es presenta un marcador molecular que permet la identificació específica d'espècies marrons de GSB. Malgrat que inicialment aquest marcador fou dissenyat a partir d'un gen implicat en la síntesi de carotenoides (crtY, el qual codifica per a una licopè ciclasa) la seqüència final a partir de la qual s'han aconseguit els encebadors selectius està relacionada amb la família de proteïnes de les Policètid-ceto-sintases (PKT). Tot i així, l'eina dissenyada pot ser de gran utilitat per a la discriminació d'espècies marrons de GSB respecte les verdes en poblacions mixtes com les que es troben en ambients naturals i obre la porta a futurs experiments d'ecologia microbiana utilitzant tècniques com la PCR en temps real, que permetria la monitorització selectiva de les poblacions d'espècies marrons de GSB en ecosistemes naturals.

Geostatistics for constrained variables: positive data, compositions and probabilities. Applications to environmental hazard monitoring

Aquesta tesi estudia com estimar la distribució de les variables regionalitzades l'espai mostral i l'escala de les quals admeten una estructura d'espai Euclidià. Apliquem el principi del treball en coordenades: triem una base ortonormal, fem estadística sobre les coordenades de les dades, i apliquem els output a la base per tal de recuperar un resultat en el mateix espai original. Aplicant-ho a les variables regionalitzades, obtenim una aproximació única consistent, que generalitza les conegudes propietats de les tècniques de kriging a diversos espais mostrals: dades reals, positives o composicionals (vectors de components positives amb suma constant) són tractades com casos particulars. D'aquesta manera, es generalitza la geostadística lineal, i s'ofereix solucions a coneguts problemes de la no-lineal, tot adaptant la mesura i els criteris de representativitat (i.e., mitjanes) a les dades tractades. L'estimador per a dades positives coincideix amb una mitjana geomètrica ponderada, equivalent a l'estimació de la mediana, sense cap dels problemes del clàssic kriging lognormal. El cas composicional ofereix solucions equivalents, però a més permet estimar vectors de probabilitat multinomial. Amb una aproximació bayesiana preliminar, el kriging de composicions esdevé també una alternativa consistent al kriging indicador. Aquesta tècnica s'empra per estimar funcions de probabilitat de variables qualsevol, malgrat que sovint ofereix estimacions negatives, cosa que s'evita amb l'alternativa proposada. La utilitat d'aquest conjunt de tècniques es comprova estudiant la contaminació per amoníac a una estació de control automàtic de la qualitat de l'aigua de la conca de la Tordera, i es conclou que només fent servir les tècniques proposades hom pot detectar en quins instants l'amoni es transforma en amoníac en una concentració superior a la legalment permesa.

A hybrid approach of knowledge-based reasoning for structural assessment

La idea básica de detección de defectos basada en vibraciones en Monitorización de la Salud Estructural (SHM), es que el defecto altera las propiedades de rigidez, masa o disipación de energía de un sistema, el cual, altera la respuesta dinámica del mismo. Dentro del contexto de reconocimiento de patrones, esta tesis presenta una metodología híbrida de razonamiento para evaluar los defectos en las estructuras, combinando el uso de un modelo de la estructura y/o experimentos previos con el esquema de razonamiento basado en el conocimiento para evaluar si el defecto está presente, su gravedad y su localización. La metodología involucra algunos elementos relacionados con análisis de vibraciones, matemáticas (wavelets, control de procesos estadístico), análisis y procesamiento de señales y/o patrones (razonamiento basado en casos, redes auto-organizativas), estructuras inteligentes y detección de defectos. Las técnicas son validadas numérica y experimentalmente considerando corrosión, pérdida de masa, acumulación de masa e impactos. Las estructuras usadas durante este trabajo son: una estructura tipo cercha voladiza, una viga de aluminio, dos secciones de tubería y una parte del ala de un avión comercial.

Estratégia anestesiológica para cesariana em paciente portadora de deficiência de fator XI: relato de caso

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: A deficiência do fator XI é uma doença hematológica rara na população. A hemofilia C (deficiência do fator XI) ocorre em ambos os sexos e normalmente não apresenta qualquer sintomatologia, podendo manifestar-se apenas como hemorragia pós-cirúrgica. É uma doença autossômica recessiva, homozigótica ou heterozigótica, e sua gravidade depende dos níveis de fator XI. O objetivo desse relato foi apresentar a estratégia anestésica em paciente portadora de hemofilia C. RELATO do CASO: Paciente com 32 anos, gesta I/para 0, 39 semanas de gestação programada para cesariana eletiva. Paciente portadora de deficiência de fator XI. Exame clínico e laboratorial sem alterações. Conforme orientação do hematologista, no dia da cesárea a paciente usou prometazina 25 mg; hidrocortisona 500 mg, devido a reações transfusionais prévias, e plasma 10 mL-1.kg-1 num total de 700 mL. Após 2 horas foi submetida ao bloqueio subaracnóideo sob monitorização de rotina. Hidratação com RL 2000 mL. Procedimento anestésico-cirúrgico sem intercorrências. A paciente evoluiu no pós-operatório sem intercorrências, sendo que no 3º DPO fez uso de plasma fresco congelado (PFC) 10.mL-1.kg-1 com o objetivo de evitar sangramento pós cirúrgico tardio. CONCLUSÕES: O objetivo do caso foi apresentar o protocolo anestésico para pacientes portadores de hemofilia C e alertar para a necessidade de investigação em caso de antecedente de sangramento pós-operatório, quando um estudo da coagulação deve ser realizado antes de qualquer procedimento invasivo e, se um TTPA prolongado for encontrado, torna-se imperativo pesquisar a deficiência desse fator.

Anestesia para separação de gêmeos isquiópagos no período neonatal: relato de caso

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: A separação de gêmeos unidos causa grande interesse devido à complexidade da anestesia e cirurgia, à raridade da patologia e às poucas chances de sobrevida. O objetivo desta descrição é o de contribuir para a literatura existente, relatando os desafios encontrados por nossa equipe no atendimento à cirurgia-anestesia de separação de gêmeos isquiópagos. RELATO do CASO: Pacientes gêmeos, nascidos a termo, de parto cesariano, pesando juntos 5.100 g, classificados como isquiópagus tetrapus. Duas equipes anestésico-cirúrgicas estavam presentes, sendo o procedimento anestésico esquematizado com aparelho de anestesia, cardioscópio, capnógrafo, oxímetro de pulso, termômetro elétrico, estetoscópio esofágico, todos em dobro. Realizou-se indução anestésica com halotano e fentanil, com os gêmeos em posição lateral e com rotação da cabeça em 45º para facilitar a intubação traqueal. Os recém-nascidos foram mantidos em ventilação controlada manualmente, utilizando o sistema de Rees-Baraka. A anestesia foi mantida com halotano, oxigênio e fentanil. Durante o per-operatório, foram encontrados órgãos abdominais duplos, com exceção do cólon, que era único. As bexigas e os ísquios estavam ligados. Ao final da cirurgia as duas crianças apresentavam-se com sinais vitais estáveis. Os gêmeos permaneceram na Unidade de Terapia Intensiva (UTI) Neonatal por quatro semanas e receberam alta em bom estado geral. CONCLUSÕES: Ressalta-se a importância do entrosamento da equipe, do estudo retrospectivo multidisciplinar, da monitorização adequada e acurada observação clínica; todos esses fatores contribuíram para a boa evolução e alta dos gêmeos.

Efeitos da efedrina sobre as funções cardiovascular e renal de cães sob anestesia com pentobarbital sódico

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: Com a perspectiva criada por algumas pesquisas de ações diferenciadas da efedrina sobre a função renal, dependendo da dose utilizada, e considerando-se as controvérsias ainda existentes a respeito dos seus efeitos sobre a função renal, esta pesquisa experimental tem como objetivo verificar se doses diferentes de efedrina determinam efeitos hemodinâmicos e renais diferenciados. MÉTODO: em 32 cães anestesiados com pentobarbital sódico (PS), submetidos a preparação cirúrgica, cateterismo, monitorização, expansão do volume do fluido extracelular e respiração controlada, foi estudada a hemodinâmica cardiovascular e renal e a função renal. Os cães foram distribuídos aleatoriamente em quatro grupos: G controle (n = 8), com os cães permanecendo apenas sob o efeito do PS, G ef. 2 µg (n = 8), G ef. 10 µg (n = 8) e G ef. 100 µg (n = 8), com os cães recebendo efedrina nas doses respectivas de 2, 10 e 100 µg.kg-1.min-1. Os atributos cardiovasculares e renais foram estudados em 5 momentos: controle (M1 e M2), durante a infusão de efedrina (M3 e M4) e após a suspensão da infusão de efedrina (M5). RESULTADOS: Não houve diferença significante entre os grupos em relação aos atributos estudados. em G ef. 2 µg houve aumento significante de freqüência cardíaca, fluxo sangüíneo aórtico, débito urinário e excreção fracionária de sódio. em G ef. 10 µg houve aumento apenas da freqüência cardíaca e fração de filtração, enquanto em G ef. 100 µg ocorreu aumento de freqüência cardíaca, pressão arterial média, pressão venosa central, fluxo sangüíneo aórtico e hematócrito; por outro lado, ocorreu diminuição dos fluxos plasmático e sangüíneo renais e aumento da resistência vascular renal. CONCLUSÕES: A efedrina, dependendo da dose utilizada, apresenta ações hemodinâmicas e renais diferenciadas.

Bloqueio contínuo do plexo lombar via posterior bilateral com bomba de infusão descartável: relato de caso

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: O número de artroplastia total de quadril (ATQ) bilateral tem aumentado a cada ano. Analgesia pós-operatória pela infusão contínua perineural com anestésico local tem se mostrado favorável quando comparada com analgesia sistêmica. O uso de bombas elastoméricas tem aumentado a satisfação do paciente quando em comparação com os modelos eletrônicos. O objetivo deste relato foi descrever um caso de analgesia contínua bilateral do plexo lombar via posterior, com infusão contínua através de bomba elastomérica, em paciente submetido à uma artroplastia bilateral de quadril. RELATO do CASO: Paciente feminina, 46 anos, 65 kg, 162 cm, com artrite reumatoide e hipertensão arterial, estado físico ASA II, escalada para ser submetida a ATQ bilateral em um único estágio. Uso de corticosteroide por 13 anos. Hemoglobina = 10,1 g.dL-1, hematócrito = 32,7%. Monitoração de rotina. Raquianestesia com 15 mg de bupivacaína 0,5% isobárica. Anestesia geral com propofol (PFS) e remifentanil e intubação sem bloqueadores neuromusculares. ATQ direita e no final, bloqueio plexo lombar com estimulador e conjunto agulha 150 mm e injeção de 20 mL bupivacaína 0,2% e passagem de cateter. ATQ esquerda e, no final, mesmo procedimento. Estudado dispersão do anestésico e contraste. Instalado bomba elastomérica com bupivacaína 0,1% (400 mL) em velocidade de 14 mL.h-1. Transferida para Unidade de Cuidados Intensivos (UCI). Vinte e quatro horas após, nova bomba com a mesma solução. Nenhum bolus durante 50 horas. Após remoção de cateter, dor controlada por via oral com cetoprofeno e dipirona. CONCLUSÕES: O bloqueio bilateral contínuo periférico com infusão de bupivacaína a 0,1% com bombas elastoméricas é um procedimento seguro e efetivo em adultos.

Tempo de latência e duração do efeito do rocurônio, atracúrio e mivacúrio em pacientes pediátricos

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: Os bloqueadores neuromusculares (BNM) são freqüentemente utilizados em anestesia pediátrica e não existe aquele considerado ideal. O objetivo deste trabalho foi avaliar o rocurônio, o atracúrio e o mivacúrio, em crianças, quanto ao tempo de latência e de recuperação, à interferência sobre as variáveis hemodinâmicas e às condições de intubação traqueal. MÉTODO: Sessenta e sete crianças, estado físico ASA I e II, com idade variando de 2 anos e 6 meses a 12 anos, foram anestesiadas com alfentanil (50 µg.kg-1), propofol (3 mg.kg-1), sevoflurano e N2O/O2 e divididas em três grupos: G1 = rocurônio 0,9 mg.kg-1 (n = 22); G2 = atracúrio 0,5 mg.kg-1 (n = 22) e G3 = mivacúrio 0,15 mg.kg-1 (n = 23). A monitorização do bloqueio neuromuscular foi realizada com o método de aceleromiografia no trajeto do nervo ulnar. Foram estudados: o tempo de latência (TL), a duração clínica (T25), o tempo de relaxamento (T75) e o índice de recuperação (T25-75). A pressão arterial média (PAM) e a freqüência cardíaca (FC) foram registradas em seis momentos, bem como as condições encontradas no momento da intubação traqueal. RESULTADOS: A mediana do TL foi de 0,6 minutos em G1, 1,3 minutos em G2 e 1,9 minutos em G3. A mediana do T25 foi em G1 = 38 minutos, G2 = 41,5 minutos e G3 = 8,8 minutos. A mediana do T75 foi em G1 = 57,7 minutos, G2 = 54,6 minutos e G3 = 13,6 minutos. A mediana do índice de recuperação (T25-75) foi em G1 = 19,7 minutos, G2 = 13,1 minutos e G3 = 4,8 minutos. As condições de intubação traqueal foram consideradas excelentes na maioria dos pacientes de ambos os grupos. Não houve modificações clínicas importantes da PAM e da FC. CONCLUSÕES: O rocurônio, 0,9 mg.kg-1, teve o menor tempo de latência e o mivacúrio, 0,15 mg.kg-1, o menor tempo de recuperação nos pacientes pediátricos anestesiados com sevoflurano. Também, o rocurônio, o mivacúrio e o atracúrio não determinaram alterações hemodinâmicas de importância clínica relevante e proporcionaram excelentes condições de intubação traqueal.

Níveis de sedação determinados pela clonidina e midazolam na medicação pré-anestésica: avaliação clínica e eletroencefalográfica bispectral

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: Verificar o efeito sedativo da clonidina, um a2-agonista, e do midazolam, um benzodiazepínico, quando utilizados na medicação pré-anestésica, empregando-se avaliação clínica e eletroencefalográfica bispectral. MÉTODO: Após aprovação institucional e consentimento escrito fornecido, 45 pacientes de 18 a 65 anos, estado físico ASA I, foram aleatoriamente distribuídos nos grupos placebo (P), clonidina (C) ou midazolam (M), em que receberam, respectivamente placebo, 150 µg de clonidina ou 15 mg de midazolam por via oral, 60 minutos antes da indução da anestesia (n = 15 por grupo). A monitorização constituiu-se de eletrocardiograma (D II), pressão arterial não invasiva, freqüência cardíaca, saturação de pulso de oxigênio, freqüência respiratória, temperatura axilar e da sala de cirurgia e eletroencefalograma bispectral para determinação do índice bispectral (BIS). Esses atributos e a escala de sedações (1 - ansioso, 2 - calmo, 3 - sonolento, 4 - dormindo com reflexo, 5 - dormindo sem reflexo) foram obtidos aos 0 (M0), 15 (M15), 30 (M30), 40 (M40), 50 (M50) e 60 (M60) minutos após a medicação. RESULTADOS: Nos grupos não houve alteração significante dos parâmetros respiratórios, hemodinâmicos e de temperatura. Houve diferença significante entre os grupos na ES (M60: M=C>P) e no BIS (M50 e M60: M=C>P). CONCLUSÕES: Nas condições utilizadas, a clonidina e o midazolam determinaram níveis de sedação adequados e semelhantes na medicação pré-anestésica de pacientes estado físico ASA I, quando avaliados pela escala de sedação e pelo índice bispectral, sem determinarem alterações hemodinâmicas e respiratórias.

Estudio sobre las experiencias europeas con los instrumentos de evaluación de las políticas del mercado de trabajo

Incluye Bibliografía

Anemia and hemoglobinopathies in pregnant women attended in a public hospital

Objectives: to identify the demographic profile and frequency of anemia and hemoglobinopathies, as a basis for future implementation of actions aimed at pregnant women in the public health domain. Method: this is a cross-sectional study developed with pregnant women attended in a university hospital at Mato Grosso do Sul, Brazil. Blood samples were collected for the erythrogram analysis for detection of anemia and selective and specific tests for abnormal hemoglobin. The patients regarded as indigenous and mentally ill, as well as inmates, were excluded from the research, as they represent a vulnerable population which needs a cohort different from that of the sample. For data collection, a particular questionnaire was used. The research was approved by the Ethics Committee of Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS), under the Protocol 873/2006. Results: of the 215 pregnant women under study, 20% were adolescents; 36.3% had incomplete primary education; 53.0% were non-Caucasian; 43.3% were from Campo Grande, Mato Grosso do Sul, Brazil; and 21.1% were of European descent. 17.7% had some type of anemia and, in the evaluation of hemoglobinopathies, 4.7% of patients were detected with some abnormal hemoglobin, with the following frequencies: 3.3% with HbAS; 0.9% with HbAC; and 0.5% with intermediate β-thalassemia. Conclusion: the frequencies of anemia and hemoglobinopathy found in these pregnant women showed the importance of early diagnosis, revealing indicators able to provide a basis for preventive and assistance actions for adequate clinical monitoring, reducing maternal and neonatal morbimortality in the public health services. Descriptors: pregnant women; anemia; hemoglobinopathies; public health; nursing.

Sistema de vigilancia autónomo multiagente

[ES] En este proyecto se ha llevado a cabo el análisis, diseño e implementación de un software para la gestión y monitorización de sistemas de cámaras con el objetivo de su uso en la vídeo vigilancia. El propósito de este software es asistir a un operador humano en las labores de supervisión de zonas monitorizadas. Se trata de un software con interfaz multiplataforma y multihilos capaz de manejar un conjunto de cámaras estacionarias (sin importar tipo y marca) en escenarios interiores o exteriores. Durante la realización de este PFC se han estudiado y tratado problemas relacionado con las interfaces perceptuales hombre-máquina, técnicas de detección y seguimiento de objetos, manejos de base de datos, etc., con el objetivo de obtener un software modulado, eficiente y robusto.

Integración de redes de microcontroladores distribuidos basados en bus CAN. Lado supervisor

[ES] El presente TFG tiene por objetivo el desarrollo de una librería que permita al usuario controlar de forma sencilla una red de microcontroladores. Como protocolo de comunicación sobre el que trabajar se ha utilizado el bus CAN, que proporciona una capa para el control de errores, configuración del ancho de banda, gestión de prioridades y protocolo de mensajes. Como resultado al proyecto, se obtiene la librería TouCAN en la cual se establecen dos partes diferenciadas, el lado microcontrolador y el lado supervisor. Cada una de estas partes se desarrollará en un TFG distinto, siendo el lado supervisor el correspondiente a este TFG. El lado microcontrolador se apoyará sobre la plataforma Arduino. En esta parte, se desarrollará la capacidad de conectar diferentes dispositivos de la red de microcontroladores entre sí, definiendo para ello un protocolo de comunicación que permita la realización de comunicaciones síncronas y asíncronas entre los distintos dispositivos de la red. Para dotar al arduino de la capacidad de hacer uso del protocolo bus CAN, se utilizará un Shield destinado a tal fin. El objetivo del supervisor será la integración de la red de microcontroladores con dispositivos de propósito general, tales como un ordenador personal, que permita realizar tareas de control y monitorización de los distintos sistemas empotrados situados en la red. Como sistema operativo utilizado en la elaboración de la librería se utilizó una distribución GNU/Linux. Para la comunicación del dispositivo supervisor con la red de microcontroladores se utilizará el puerto serie disponible en la plataforma Arduino.

Estudio de biomarcadores de daño cardiopulmonar en la dirofilariosis canina por Dirofilaria immitis

Programa de doctorado: Clínica e investigación terapéutica.