Estratégia de otimização para a melhoria da interpretabilidade de redes bayesianas: aplicações em sistemas elétricos de potência

A investigação de métodos, técnicas e ferramentas que possam apoiar os processos decisórios em sistemas elétricos de potência, em seus vários setores, é um tema que tem despertado grande interesse. Esse suporte à decisão pode ser efetivado mediante o emprego de vários tipos de técnicas, com destaque para aquelas baseadas em inteligência computacional, face à grande aderência das mesmas a domínios com incerteza. Nesta tese, são utilizadas as redes Bayesianas para a extração de modelos de conhecimento a partir dos dados oriundos de sistemas elétricos de potência. Além disso, em virtude das demandas destes sistemas e de algumas limitações impostas às inferências em redes bayesianas, é desenvolvido um método original, utilizando algoritmos genéticos, capaz de estender o poder de compreensibilidade dos padrões descobertos por essas redes, por meio de um conjunto de procedimentos de inferência em redes bayesianas para a descoberta de cenários que propiciem a obtenção de um valor meta, considerando a incorporação do conhecimento a priori do especialista, a identificação das variáveis mais influentes para obtenção desses cenários e a busca de cenários ótimos que estabeleçam valores, definidos e ponderados pelo usuário/especialista, para mais de uma variável meta.

Otimização de sistemas DSL utilizando técnicas de gerenciamento de espectro

Esta dissertação apresenta contribuições à algumas modalidades de gerenciamento de espectro em redes DSL que tem recebido pouca atenção na literatura : minimização de potência e maximização de margem de ruído. Com relação a minimização de potência, cerca de 60% da potência total consumida pelos modems DSL é utilizada na transmissão. A contribuição dessa dissertação nesse âmbito foi provar matematicamente que os algoritmos de maximização de taxa também podem ser usados para minimizar potência. Dessa forma, praticamente se elimina o atraso histórico entre o estado da arte em maximização de taxa e minimização de potência, colocando-os no mesmo nível de desenvolvimento. A segunda contribuição dessa dissertação é sobre a modalidade de maximização de margem de ruído, de modo a otimizar a estabilidade de redes DSL. Nessa linha de pesquisa, essa dissertação apresenta um novo alogoritmo para a maximização de margem multiusuário, que apresenta desempenho superior a um algoritmo publicado anteriormente na literatura especializada.

O silêncio como metáfora: o uso de agrotóxicos e a saúde de agricultores no município de Igarapé-Açú/Pará

Na Amazônia, mais particularmente no Estado do Pará, a utilização de agrotóxicos vem se consolidando como prática nos últimos 20 anos e se intensificando na última década, a partir da re-configuração da agricultura no município, com a maximização das culturas permanentes, com as mudanças tecnológicas inseridas nas práticas agrícolas e nas relações de trabalho, sendo o uso predominante, no que concerne ao município de Igarapé-Açu, de produtos de médio e alto risco de intoxicação, inclusive substâncias proibidas em outros países que sob o rótulo de “transferência de tecnologia” vem sendo utilizadas sem a avaliação de seus impactos sobre a saúde, o ambiente e a cadeia alimentar da qual o homem é partícipe. Entende-se ser esta uma questão de saúde pública em interface com as referenciadas na saúde ocupacional e na saúde ambiental em uma tríade a ser colocada em defesa da vida. A pesquisa que norteou este estudo foi desenvolvida no ramal do Cumaru, no município de Igarapé-Açu, no Estado do Pará, com 20 agricultores em situação de exposição prolongada aos agrotóxicos. Teve como objetivo primordial traçar o perfil de morbidade do grupo em foco, mais especificamente o aparecimento de sintomas de ansiedade e/ou depressão nas situações de intoxicação crônica a partir do regime de uso e de exposição, bem como, reconhecer a percepção destes acerca dos riscos aos quais estão submetidos a partir do uso destas substâncias em sua prática laboral. Partiu-se da premissa que os aportes teórico-conceituais de trabalho, saúde e ambiente se entrelaçam, entendendo a saúde como indo além da ausência de doença ou do contínuo bem estar, se inserindo de forma singular na vida de cada indivíduo que compartilha com a coletividade eventos que adoecem, porém que se expressam de forma única a partir de co-fatores que se inserem na biografia de cada um, agravando ou minimizando os efeitos dos riscos compartilhados. O trabalho, entendido como elemento estruturante da identidade e da subjetividade do indivíduo, repleto de significados transformados culturalmente se configurando em meio de vida e meio de morte. A partir da escolha do método clínico qualitativo, a pesquisa de campo realizou-se em duas etapas, sendo a primeira de reconhecimento dos espaços e das práticas cotidianas do grupo, a partir de um recorte de gênero e faixa etária, através de observação participante e de conversas informais com os agricultores e suas famílias nos espaços domésticos e nos laborais. A segunda etapa realizou-se através de entrevista(s) de avaliação psicológica com os agricultores. Foi evidenciada a situação de intoxicação crônica e a incidência de um grupo de sintomas, dentre estes, alguns vinculados a expressões de ansiedade e/ou depressão, sendo estes nomeados como “nervoso” pelos agricultores. Estes conhecem parte dos riscos inerentes ao uso dos agrotóxicos sobre sua saúde e sobre o ambiente mas os relativizam, não relacionando o uso de agrotóxicos aos sintomas apresentados e os minimizam, bem como, aos riscos, ancorando-se em representações sociais que os sustentam nas suas crenças sobre os riscos inerentes ao trabalho e a saúde em estratégias defensivas compartilhadas pelos seus pares.

Um patrimônio em contendas: os bens jesuíticos e a magna questão dos dízimos no estado do Maranhão e Grão Pará (1650-1750)

A presente pesquisa tem por objetivo a ponderação do patrimônio material jesuítico no Estado do Maranhão, durante a segunda metade do século XVII e primeira do XVIII. De modo específico, analisaremos três aspectos: os modos de conquista das propriedades inacianas; a maximização dessas fazendas a partir do gerenciamento direto dos padres (caso do comércio) e a relação entre a administração colonial e reinol com a Companhia no tocante ao pagamento dos dízimos dos gêneros que a Ordem cultivava em suas terras. Nesse sentido, veremos que os três pontos, sobretudo os dois últimos, foram motivos de grandes oposições por parte dos moradores da Amazônia colonial portuguesa.

Avaliação do efeito de janela e descoloração nos filtros Wiener-Hopf

A presente dissertação consta de estudos sobre deconvolução sísmica, onde buscamos otimizar desempenhos na operação de suavização, na resolução da estimativa da distribuição dos coeficientes de reflexão e na recuperação do pulso-fonte. Os filtros estudados são monocanais, e as formulações consideram o sismograma como o resultado de um processo estocástico estacionário, e onde demonstramos os efeitos de janelas e de descoloração. O principio aplicado é o da minimização da variância dos desvios entre o valor obtido e o desejado, resultando no sistema de equações normais Wiener-Hopf cuja solução é o vetor dos coeficientes do filtro para ser aplicado numa convolução. O filtro de deconvolução ao impulso é desenhado considerando a distribuição dos coeficientes de reflexão como uma série branca. O operador comprime bem os eventos sísmicos a impulsos, e o seu inverso é uma boa aproximação do pulso-fonte. O janelamento e a descoloração melhoram o resultado deste filtro. O filtro de deconvolução aos impulsos é desenhado utilizando a distribuição dos coeficientes de reflexão. As propriedades estatísticas da distribuição dos coeficientes de reflexão tem efeito no operador e em seu desempenho. Janela na autocorrelação degrada a saída, e a melhora é obtida quando ela é aplicada no operador deconvolucional. A transformada de Hilbert não segue o princípio dos mínimos-quadrados, e produz bons resultados na recuperação do pulso-fonte sob a premissa de fase-mínima. O inverso do pulso-fonte recuperado comprime bem os eventos sísmicos a impulsos. Quando o traço contém ruído aditivo, os resultados obtidos com auxilio da transformada de Hilbert são melhores do que os obtidos com o filtro de deconvolução ao impulso. O filtro de suavização suprime ruído presente no traço sísmico em função da magnitude do parâmetro de descoloração utilizado. A utilização dos traços suavizados melhora o desempenho da deconvolução ao impulso. A descoloração dupla gera melhores resultados do que a descoloração simples. O filtro casado é obtido através da maximização de uma função sinal/ruído. Os resultados obtidos na estimativa da distribuição dos coeficientes de reflexão com o filtro casado possuem melhor resolução do que o filtro de suavização.

Inversão gravimétrica usando regularização entrópica

Apresentamos um novo método para inversão gravimétrica da distribuição espacial do contraste de densidade no plano horizontal, baseado na combinação da maximização da entropia de ordem zero com a minimização da entropia de ordem um. O topo e a base das fontes gravimétricas são presumidos ser planos e horizontais e o modelo interpretativo consiste de uma malha de prismas justapostos em ambas às direções horizontais, sendo os contrastes de densidade de cada prisma os parâmetros a serem estimados. A maximização da entropia de ordem zero é similar ao vínculo de suavidade global, enquanto a minimização da entropia de ordem um favorece descontinuidades na distribuição do contraste de densidade. Conseqüentemente a combinação judiciosa de ambas pode levar a soluções apresentando regiões com contrastes de densidade virtualmente constantes (no caso de corpos homogêneos), separadas por descontinuidades abruptas. O método foi aplicado a dados sintéticos simulando a presença de corpos intrusivos em sedimentos. A comparação dos resultados com aqueles obtidos através do método da suavidade global mostra que ambos os métodos localizam as fontes igualmente bem, mas o delineamento de seus contornos é efetuado com maior resolução pela regularização entrópica, mesmo no caso de fontes com 100 m de largura separadas entre si por uma distância de 50 m. No caso em que o topo da fonte causadora não é plano nem horizontal, tanto a regularização entrópica como a suavidade global produzem resultados semelhantes. A metodologia apresentada, bem como a suavidade global foram aplicadas a dois conjuntos de dados reais produzidos por intrusões em rochas metamórficas. O primeiro é proveniente da região de Matsitama, no nordeste de Botswana, centro sul da África. A aplicação das duas metodologias a estes dados produziu resultados similares, indicando que o topo das fontes não é plano nem horizontal. O segundo conjunto provém da região da Cornuália, Inglaterra e produziu uma distribuição estimada de contraste de densidade virtualmente constante para a regularização entrópica e oscilante para a suavidade global, indicando que a fonte gravimétrica apresenta topo aproximadamente plano e horizontal, o que é confirmado pela informação geológica disponível.

Inversão gravimétrica do relevo do embasamento usando regularização entrópica

Apresentamos um novo método de inversão gravimétrica para estimar o relevo descontínuo do embasamento de bacias sedimentares, cujos pacotes sedimentares podem ter contraste de densidade constante ou variando hiperbolicamente com a profundidade. O método combina a maximização da medida de entropia de ordem zero e a minimização da medida de entropia de primeira ordem do vetor de soluções (profundidades do embasamento). O modelointerpretativo consiste de um conjunto de primas retangulares verticais justapostos, com o contraste de densidade conhecido, cujas espessuras representam as profundidades do embasamento e são os parâmetros a serem determinados. A minimização da entropia de ordem um favorece soluções apresentando descontinuidades abruptas e a maximização da entropia de ordem zero é empregada apenas para evitar sua minimização excessiva. O método foi aplicado a dados sintéticos simulando: (i) bacias intracratônicas com o relevo do embasamento suave ou apresentando descontinuidades abruptas localizadas e (ii) bacias marginais falhadas. No caso de embasamento suave, a comparação dos resultados com aqueles obtidos através da suavidade global e da suavidade ponderada mostrou que ambos os métodos delinearam o embasamento. No caso de embasamentos falhados, seja em bacias intracratônicas ou marginais, as soluções obtidas com a regularização entrópica e a suavidade ponderada foram equivalentes, delineando o embasamento e as descontinuidades, o que não ocorreu com a suavidade global. A regularização entrópica, no entanto, não requereu informação a priori sobre a profundidade, diferentemente da suavidade ponderada. Tanto o método proposto como os métodos das suavidades global e ponderada foram aplicadas a quatro conjuntos de dados reais. O primeiro é proveniente da Ponte do Poema que está localizada no campus da Universidade Federal do Pará, Belém, Pará, permitiu certificar a aplicabilidade prática do método, uma vez que o relevo abaixo da ponte é acessível. O segundo, da porção norte do Steptoe Valley, Nevada, Estados Unidos. As soluções obtidas com a regularização entrópica e com a suavidade ponderada mostram um embasamento apresentando diversas descontinuidades verticais, o que não aconteceu com a suavidade global. O terceiro conjunto provém do graben de San Jacinto, situado na Califórnia, Estados Unidos, que levou a soluções em que o graben é assimétrico e apenas a suavidade ponderada apresentou solução com fundo achatado. O quarto conjunto de dados é oriundo do graben do Büyük Menderes, localizado na Turquia ocidental. As soluções do método proposto e da suavidade ponderada apresentaram grandes deslocamentos verticais, confirmados pela geologia, o que não aconteceu com a suavidade global.

Mapeamento de magnetização aparente usando regularização entrópica

Apresentamos um novo método de mapeamento de magnetização aparente no plano horizontal que combina a minimização da entropia de primeira ordem com a maximização da entropia de ordem zero dos contrastes de magnetização estimados. O modelo interpretativo é uma malha de prismas verticais justapostos ao longo de ambas as direções horizontais. Presumimos que o topo e a base das fontes magnéticas são planos e horizontais e estimamos os contrastes de magnetização dos prismas. A minimização da entropia de primeira ordem favorece soluções de bordas abruptas e a maximização da entropia de ordem zero evita a tendência de a fonte estimada ser um único prisma. Desta forma, uma combinação judiciosa de ambos os vínculos pode levar a soluções caracterizadas por regiões de contraste de magnetização virtualmente constantes separadas por descontinuidades abruptas. Aplicamos este método a dados sintéticos produzidos por intrusões simuladas em sedimentos e que apresentam topo e base planos e horizontais. Comparando nossos resultados com aqueles obtidos pelo vínculo da suavidade, mostramos que ambos os métodos produzem uma boa e equivalente localização do centro das fontes. Todavia, a regularização entrópica delineia as bordas do corpo com maior detalhe. Ambos os vínculos (suavidade e regularização entrópica) foram aplicados a uma anomalia real sobre um escarnito magnético em Butte Valley, Nevada, Estados Unidos. A regularização entrópica produziu uma estimativa da distribuição de magnetização com bordas mais abruptas, menor volume e maiores valores de magnetização aparente comparados àqueles produzidos pelo vinculo da suavidade.

Sperm depletion: a cost for single mated females of Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (Heteroptera: Pentatomidae)

Entre os heterópteros, o declínio da concentração de esperma pode ser um fator limitante para o sucesso reprodutivo desses insetos. Acasalamentos múltiplos conferem um reabastecimento de esperma e podem permitir um aumento do valor adaptativo das fêmeas. Neste estudo foi testada a hipótese de que a poliandria aumenta a viabilidade dos ovos. A longevidade de fêmeas de Podisus nigrispinus, bem como seus parâmetros reprodutivos em resposta a diferentes números de acasalamentos (0, 1, 2, 3 ou em coabitação com o mesmo macho) foi avaliada. Esse percevejo vem sendo usado em programas de controle biológico de pragas em reflorestamentos de Eucalipto no Brasil. Apesar da diminuição no tempo de sobrevivência das fêmeas, acasalamentos múltiplos mantiveram a viabilidade dos ovos e o período reprodutivo das fêmeas, permitindo um maior número de descendentes produzidos. Tais resultados indicam que um número mínimo de três acasalamentos antes da primeira postura permite uma maximização do sucesso reprodutivo dessa espécie.