Redes neurais artificiais para a modelagem do volume de madeira e biomassa do cerradão com dados de satélite

Resumo:O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia da aplicação de modelos de análise de regressão e redes neurais artificiais (RNAs) na predição do volume de madeira e da biomassa acima do solo, da vegetação arbórea em área de cerradão. Volume de madeira e biomassa foram estimados com equações alométricas desenvolvidas para a área de estudo. Os índices de vegetação, como variáveis preditoras, foram estimados a partir de imagens do sensor LISS-III, e a área basal foi determinada por medições na floresta. A precisão das equações foi verificada pela correlação entre os valores estimados e observados (r), erro-padrão da estimativa (Syx) e gráfico residual. As equações de regressão para o volume de madeira total e do fuste (0,96 e 0,97 para r, e 11,92 e 9,72% para Syx, respectivamente) e para a biomassa (0,91 e 0,92 para r, e 22,73 e 16,80% para Syx, respectivamente) apresentaram bons ajustes. As redes neurais também apresentaram bom ajuste com o volume de madeira (0,99 e 0,99 para r, e 4,93 e 4,83% para Syx) e a biomassa (0,97 e 0,98 r, e 8,92 e 7,96% para Syx, respectivamente). A área basal e os índices de vegetação foram eficazes na estimativa do volume de madeira e biomassa para o cerradão. Os valores reais de volume de madeira e biomassa não diferiram estatisticamente dos valores estimados pelos modelos de regressão e redes neurais (χ2ns); contudo, as RNAs são mais acuradas.

Modelagem do volume do povoamento para Mimosa scabrella Benth. na regição metropolitana de Curitiba

O objetivo desta pesquisa foi modelar o volume total com casca do povoamento da bracatinga (Mimosa scabrella Benth.). Coletaram-se dados em bracatingais com regeneração induzida pelo fogo, em 14 municípios da Região Metropolitana de Curitiba (RMC), Estado do Paraná - Brasil. Utilizou-se uma base de dados constituída por 229 unidades amostrais de 100 a 400 m². Em cada parcela, mensurou-se o diâmetro à altura do peito, bem como a altura total de todas as árvores, em bracatingais de 3 a 18 anos de idade. Para a estimativa do volume total com casca, testaram-se vários modelos de regressão selecionados da literatura, o que gerou uma matriz com 58 variáveis independentes, visando construir modelos por meio do método Stepwise. As equações de melhor ajuste foram validadas utilizando-se o teste Qui-quadrado, a análise gráfica de resíduos e o erro-padrão da estimativa. Várias equações tiveram bom desempenho, apresentaram valores de coeficiente de determinação ajustados superiores a 0,995, erro-padrão da estimativa inferior a 3% e adequada distribuição de resíduos. As duas equações de melhor desempenho foram validadas, apresentando erro-padrão da estimativa de 2,37% e 2,13%, valor não-significativo para o teste do Qui-quadrado e equilibrada distribuição dos resíduos.

Módulo de elasticidade em vigas de madeira de dimensões estruturais pelo método dos mínimos quadrados

Este trabalho propõe uma metodologia alternativa de cálculo fundamentada no Método dos Mínimos Quadrados para a obtenção do módulo de elasticidade na flexão de vigas de madeira com dimensões estruturais. As equações desenvolvidas requerem o conhecimento de um ou cinco pontos de deslocamentos medidos ao longo do comprimento das peças. Esse método permite maior precisão sobre a variável resposta e tem como base o ensaio de flexão estática a três pontos. A metodologia proposta foi empregada em concordância com as recomendações da norma Brasileira NBR 7190:1997, adaptada para peças de dimensões estruturais. Os ensaios mecânicos foram realizados em sete peças de madeira Corymbia citriodora com 540cm de comprimento, 15cm de altura e 5cm de largura. Em testes preliminares determinou-se o valor da força responsável por provocar um deslocamento vertical no meio do vão de L/200, sendo L a distância entre os apoios das vigas. A força obtida foi dividida em sete incrementos iguais (39,60N), fornecendo sete valores de deslocamento distintos. Os resultados de ambas as metodologias mostraram-se convergentes à medida que os deslocamentos se aproximaram da razão L/200, validando o uso desta relação. Os resultados do intervalo de confiança entre médias indicaram equivalência estatística entre os módulos de elasticidade por ambas as formas de cálculo e para os sete incrementos de deslocamentos. Em razão da possível presença de defeitos e da heterogeneidade da madeira, os resultados obtidos não devem ser extrapolados para outras madeiras de mesma ou de espécies diferentes, justificando o uso da presente metodologia de cálculo em cada pesquisa desenvolvida.

Equações alométricas para estimativa de carbono em árvores de uma área urbana em Viçosa-MG

Objetivou-se com este estudo gerar equações para estimar o carbono presente na arborização do campus-sede da Universidade Federal de Viçosa, contribuindo para o conhecimento sobre a capacidade das áreas verdes urbanas no sequestro e estocagem de carbono. Assim, inventariaram-se todas as árvores com DAP igual ou superior a 5 cm presentes na Universidade. Para as árvores não palmeiras, selecionaram-se 721 árvores-amostra, que foram cubadas rigorosamente em pé através da aplicação sucessiva da expressão de Smalian até o diâmetro-limite de 5 cm, tanto para o fuste quanto para os galhos. No caso das palmeiras, cubaram-se 100% dos indivíduos utilizando a expressão de Huber. A densidade básica da madeira com casca e o teor de carbono foram obtidos, nas palmeiras, com a retirada de um disco na porção do DAP, dada a dificuldade de tradagem. Já nas demais árvores, utilizou-se um trado mecânico. Com base no volume, na densidade básica e no teor de carbono, calcularam-se o carbono total e o carbono dos galhos. Ademais, avaliaram-se os modelos de Schumacher e Hall (1933) e Spurr (1952), modificado para estimar o carbono fixado nesses indivíduos. Nas árvores não palmeiras do campus-sede da Universidade Federal de Viçosa, o carbono total e o carbono dos galhos podem ser estimados, em kg, em razão do Diâmetro à Altura do Peito (DAP, em cm) e da Altura Total (Ht, em m), por -0,906586+1,60421*LnDAP+0,37162*LnHt e por -2,052673+1,89903*LnDAP+0,24156*LnHt, respectivamente. Nas palmeiras, o carbono total pode ser estimado por -4,46988+199082*LnDAP+1,06420*LnHt.

Modelagem da biomassa total e da lenha por unidade de área para bracatingais nativos

A bracatinga (Mimosa scabrella Benth.) é uma espécie pioneira nativa da Floresta Ombrófila Mista de rápido crescimento e cultivada, predominantemente, na forma de povoamentos puros ou consorciada com culturas agrícolas pelos pequenos e médios produtores da região metropolitana de Curitiba. O objetivo deste estudo foi selecionar equações estimativas da biomassa total e da lenha de bracatingais por unidade de área nas diferentes idades, disponibilizando, assim, uma ferramenta simples e de fácil aplicação durante o processo de comercialização dos povoamentos. Os dados são provenientes de 272 parcelas temporárias com idades variando de 3 a 18 anos. Foram testados 21 modelos tradicionais: 10 aritméticos e semilogarítmicos e 11 logarítmicos. Foram também desenvolvidas equações pelo processo Stepwise a partir de uma matriz de correlação. As equações ajustadas foram comparadas pelo Coeficiente de determinação ajustado (R²aj), Erro-padrão da estimativa percentual (Syx%), teste F e Distribuição gráfica de resíduos. Duas equações para cada caso foram selecionadas, sendo uma tradicional e a outra desenvolvida por Stepwise. Para a biomassa total, foram selecionadas a equação de Clutter e a equação aritmética desenvolvida por Stepwise; e para a biomassa da lenha, a equação da variável combinada, proposta por Spurr, e a equação aritmética de Stepwise. Por fim, realizou-se teste Qui-quadrado (x²) a partir de uma amostra de 17 parcelas extraídas da base de dados, em que as quatro equações selecionadas foram consideradas válidas para a estimativa da biomassa total e da lenha dos bracatingais da região metropolitana de Curitiba.

MODELAGEM DO CRESCIMENTO E DA PRODUÇÃO DE POVOAMENTOS DEEucalyptus EM NÍVEL DE DISTRIBUIÇÃO DIAMÉTRICA UTILIZANDO ÍNDICE DE LOCAL1

RESUMO A predição da produção de povoamentos florestais por classe diamétrica é de suma importância quando se tem por objetivo gerar multiprodutos da madeira. Assim, objetivou-se, neste trabalho, estimar a produção de um povoamento de clones do híbrido de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis por classe diamétrica, utilizando a variável índice de local (S). A classificação da capacidade produtiva de cada parcela foi feita por meio de curvas de índices de local, empregando-se os métodos da curva-guia e da equação das diferenças. Em seguida, ajustou-se a função densidade de probabilidade (f.d.p.) Weibull de dois parâmetros pelo método da máxima verossimilhança. Para a projeção dos parâmetros da f.d.p., utilizou-se um sistema de equações com inclusão da variável S. A avaliação do ajuste desse sistema foi feita por meio da análise dos gráficos de resíduos e das estatísticas de precisão: coeficiente de determinação ajustado (R2ajust) e erro-padrão da média relativo (Syx%). O ajuste foi realizado utilizando 80% das parcelas e as 20% restantes, utilizadas para validação. A classificação da capacidade produtiva por meio de índices de local foi eficiente pelos dois métodos avaliados, sendo selecionado o método da curva-guia devido à sua simplicidade e facilidade de aplicação. O sistema de equações com inclusão da variável índice de local (S) foi preciso na modelagem da distribuição diamétrica do povoamento analisado. A aplicabilidade do sistema de equações se mostrou bastante eficiente para três prognoses consecutivas.

Modelagem da dinâmica do potássio no solo sob irrigação por gotejamento: validação do modelo

A compreensão do transporte simultâneo de água e solutos a partir de uma fonte pontual permite desenvolver estratégias eficientes na fertirrigação, sendo importante no dimensionamento, operação e manejo de sistemas de irrigação localizada. Assim, o presente trabalho teve como objetivo apresentar a validação de modelo matemático desenvolvido para simular o deslocamento simultâneo de água e potássio na irrigação por gotejamento. O desenvolvimento do modelo baseou-se na resolução numérica de equações diferenciais parciais de segunda ordem, aplicadas à fonte puntiforme sob fluxo transiente de água e solutos. O experimento de validação foi conduzido no Departamento de Engenharia Rural da ESALQ/USP. O solo utilizado foi um Latossolo Vermelho, fase arenosa, série "Sertãozinho", no qual foi aplicada uma solução de cloreto de potássio com concentração de 500 mg L-1 de K, com vazão de 3 L h-1, durante 2 h. Os tempos de amostragem foram 24; 48 e 72 h após o início da irrigação. Observou-se que houve bom ajuste nos valores da distribuição conjunta de água e potássio no bulbo quando foram comparados os dados simulados pelo modelo e os obtidos experimentalmente. A distribuição do potássio ficou limitada às camadas mais internas do bulbo, mostrando que o deslocamento do cátion foi retardado ao interagir com a matriz do solo.

Modelagem de um condicionador de ar de alta precisão para uso em processamento agrícola

Apresenta-se neste trabalho, estudo detalhado sobre a modelagem de um condicionador de ar com controle acurado de temperatura e umidade relativa. Desenvolveu-se um programa de computador que permite predizer o comportamento do sistema sob diferentes condições psicrométricas e de vazão do ar de entrada. O modelo global físico-matemático inclui equações de balanço de massa e de energia para três diferentes volumes de controle que compõem o condicionador. Modelaram-se os processos de mistura, evaporação (ou condensação) simultânea de uma superfície d'água e de uma gota e o aquecimento de corrente de ar, separadamente. Propõem-se expressões semi-empíricas simples para os coeficientes de transferência de calor e massa inerentes ao processo de evaporação sobre uma superfície d'água e um modelo simplificado para o sistema de spray. Construiu-se um condicionador de ar no qual foram feitos testes experimentais para o ajuste das constantes que aparecem nas expressões para os coeficientes de transferência. Os dados obtidos validaram o modelo global, com precisão aceitável para projetos de engenharia.

MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO PROCESSO DE EXTRAÇÃO SUPERCRÍTICA DO ÓLEO ESSENCIAL DE ALECRIM

Este trabalho objetiva a modelagem das curvas de extração características do processo de extração supercrítica do óleo essencial de alecrim (Rosmarinus officinallis l.), obtidas nas isotermas de 310,15 e 320,15 K nas pressões de 100, 120, 140 e 160 bar, e interpretar os parâmetros e a função objetivo com conceitos estatísticos. Utilizou-se na resolução das equações do modelo o método das diferenças finitas, na obtenção dos parâmetros utilizou-se o método da máxima verossimilhança. Os resultados simulados indicam que o modelo utilizado constitui-se numa ferramenta capaz de representar as curvas de extração do processo de extração supercrítica.

Pólipos de pregas vocais e alterações estruturais mínimas: lesões associadas?

Pólipos são lesões comuns de pregas vocais. O fonotrauma é o principal fator relacionado com o início desta lesão. A associação entre pólipos de pregas vocais e alterações estruturais mínimas de cobertura mucosa (sulco vocal, cisto epidermóide, ponte de mucosa, microdiafragma laríngeo e vasculodisgenesia) foi pouco estudada na literatura, por isso o objetivo deste trabalho foi quantificar e analisar essa associação. FORMA DE ESTUDO: Clínico retrospectivo. MATERIAL E MÉTODOS: Realizamos um estudo retrospectivo com 68 pacientes, idade média de 39,5 anos, operados de pólipo de pregas vocais no período entre janeiro de 1999 e maio de 2003. Procuramos analisar a presença de pólipo de pregas vocais e as possíveis AEMC associadas no levantamento realizado. RESULTADOS: A presença de AEMC associada ao pólipo ocorreu em 16 (23,5%) pacientes, sendo que em 8 (50%) pacientes o achado foi o sulco vocal (7 sulco estria e 1 sulco bolsa). Em 4 (25%) pacientes o achado foi o cisto de prega vocal, em 2 (12,5%) pacientes a ponte mucosa, em 1 (6,25%) a vasculodisgenesia e em 1 (6,25%) paciente o microdiafragma laríngeo. A AEMC era contralateral ao pólipo de prega vocal em 11 pacientes. Dos sulcos, 6 (75%) eram contralaterais e dos cistos, 3 (75%) eram contralaterais ao pólipo. CONCLUSÃO: A associação entre pólipos de pregas vocais e alterações estruturais mínimas de cobertura mucosa é relativamente freqüente, 23,5% em nosso estudo. A exploração cuidadosa de ambas pregas vocais é essencial no intraoperatório das cirurgias de exérese de pólipo na procura destas alterações estruturais associadas.

Estudo epidemiológico das alterações estruturais da cavidade nasal associadas à síndrome da apnéia e hipopnéia obstrutiva do sono (SAHOS)

OBJETIVO: Mostrar que alterações estruturais da cavidade nasal, como desvio do septo do nariz e a hipertrofia dos cornetos inferiores, são altamente incidentes em pacientes com síndrome da apnéia e hipopnéia do sono e devem ser abordados associados aos procedimentos específicos da síndrome. FORMA DE ESTUDO: Clínico retrospectivo. CASUÍSTICA E MÉTODO: Realizamos um estudo retrospectivo em 200 pacientes, 196 homens e 4 mulheres, atendidos no ambulatório de otorrinolaringologia do Hospital Prof. Edmundo Vasconcelos e Unidade Paulista de Otorrinolaringologia, todos com controle polissonográfico, exame físico otorrinolaringológico, endoscópico e o tratamento cirúrgico com procedimentos nasais e faríngeos. RESULTADOS: Todos tiveram procedimento cirúrgico faríngeo: uvulopalatofaringoplastia ou uvulopalatoplastia, e no nariz: 176 septoplastias com turbinectomia parcial (88%) e 24 turbinectomias isoladas (12%), com resultados satisfatórios. CONCLUSÃO: Podemos concluir que as alterações estruturais da cavidade nasal têm alta incidência nos pacientes com SAHOS.

A interferência da muda vocal nas lesões estruturais das pregas vocais

Estudo de coorte contemporânea longitudinal. A muda vocal pode ser definida como um conjunto de mudanças no padrão da voz, que ocorreria entre a infância e a puberdade. Neste período, algumas lesões das pregas vocais, mais especificamente os cistos e nódulos, podem sofrer transformações. OBJETIVO: Avaliar as modificações que a muda vocal determinou nas pregas vocais de crianças com alterações estruturais, como nódulos, cisto ou sulco. MATERIAL E MÉTODO: Foram reavaliados todos os exames de videolaringoscopia ou nasofibroscopia de crianças menores de dez anos que apresentavam alterações estruturais nas pregas vocais, nódulos, cistos, ou sulcos realizados no ambulatório de laringologia da Santa Casa de Misericórdia de São Paulo, durante o período de 1997 a 2002. Destas crianças, todas as que já tinham passado pela muda vocal foram convocadas para repetir o exame e responder a um questionário referente à muda. RESULTADOS: Foram avaliadas onze crianças nas quais observou-se expressiva diminuição da queixa de disfonia após a muda. As lesões tipo espessamento tenderam a ser reabsorvidas e as lesões tipo abaulamento sofreram transformações sem desaparecer. CONCLUSÃO: A caracterização da lesão e das conseqüentes modificações que ocorrem com a muda são fundamentais na conduta frente uma criança com disfonia.

Incidência de alterações estruturais das pregas vocais associadas ao pólipo de prega vocal

A etiologia mais aceita para pólipos de pregas vocais é o fonotrauma. Imaginamos que possa existir alguma alteração anatômica prévia nas pregas vocais que predisponha indivíduos a apresentarem lesões fonotraumáticas. OBJETIVO: O presente estudo retrospectivo procura encontrar correlação entre os pólipos de prega vocal e alterações estruturais da prega vocais. MATERIAL E MÉTODO: Foi realizado trabalho retrospectivo a partir da descrição cirúrgica de 33 pacientes submetidos a exérese de pólipo de prega vocal no período de três anos em hospital universitário. RESULTADOS: Trinta e um pacientes apresentaram pólipos unilaterais e 2 bilaterais. Foram encontradas 27 lesões associadas: 10 lesões reacionais, 12 sulcos, 3 cistos e 2 ectasia capilars. Foram 14 lesões contralaterais e 13 ipsilaterais. DISCUSSÃO E CONCLUSÕES: Encontrou-se uma forte correlação entre a presença de uma lesão de base influindo como co-fator de fragilização da prega vocal ao fonotrauma, pois das 27 lesões encontradas 17 foram consideradas pré-existentes (63%). As lesões poderiam interferir na coaptação das pregas vocais, gerando uma onda mucosa irregular durante a fonação, expondo o espaço de Reinke a uma agressão estrutural. Apesar do caráter preliminar do trabalho os achados sugerem íntima correlação entre o pólipo e lesões estruturais mínimas das pregas vocais.

Ototoxicidade e otoproteção em orelha interna de cobaias utilizando gentamicina e amicacina: aspectos ultra-estruturais e funcionais

A ototoxicidade ainda é um desafio para medicina. A descoberta dos mecanismos endógenos autoprotetores das células ciliadas externas associados a métodos de avaliação funcional e ultra-estrutural das mesmas abriu nova perspectiva no entendimento e controle destes mecanismos. OBJETIVO: O trabalho objetivou determinar se subdoses de gentamicina protegia contra ototoxicidade da amicacina baseado nestes mecanismos e determinar se a amplitude das emissões otoacústicas teria correlação com grau de integridade das células ciliadas. MATERIAL E MÉTODO: Estudo experimental. Utilizando 31 cobaias, administrou-se soro fisiológico, gentamicina e amicacina, isoladamente e associadas, via intramuscular, por 12, 30 e 42 dias. Pesquisa de emissões otoacústicas foi realizada no início e final do experimento, comparado com estudo da integridade coclear, por microscopia eletrônica. RESULTADOS: Subdoses de gentamicina não protegeram a orelha interna contra toxicidade da amicacina; diminuições da amplitude das emissões otoacústicas apresentaram forte correlação com aumento de lesões das células ciliadas. CONCLUSÃO: Os achados contribuem para o entendimento dos mecanismos de ototoxicidade e otoproteção da orelha interna. A determinação da correlação entre amplitude de emissões e integridade celular tem grande importância no acompanhamento das lesões de células ciliadas, com possível aplicação no monitoramento de ototoxicidade por drogas em humanos.

Modelagem matemática e determinação das propriedades termodinâmicas do café (Coffea arabica L.) durante o processo de secagem

A secagem de produtos agrícolas é largamente utilizada no mundo para o controle e a manutenção da qualidade dos produtos agrícolas. O objetivo do presente trabalho foi modelar o processo de secagem e obter os parâmetros termodinâmicos de frutos de café (Coffea Arabica L.), cultivar Catuaí Amarelo, para três diferentes condições de temperatura e umidade relativa (35 ºC e 32,1%; 45 ºC e 15,7%; e 55 ºC e 10,2%). Foram utilizados frutos de café colhidos manualmente com teor inicial de água de 1,25 (b.s.) e submetidos à secagem até atingirem o teor médio de 0,13 (b.s). Seis modelos matemáticos usualmente utilizados para a representação do processo de secagem de produtos agrícolas foram ajustados aos dados experimentais. A segunda lei de Fick foi utilizada para obter os coeficientes de difusão dos frutos de café por meio da cinética da secagem. A energia de ativação para a secagem dos frutos de café, bem como a entropia, entalpia e energia livre de Gibbs, foram obtidas. O modelo de Midili modificado foi o que melhor representou o fenômeno de secagem de frutos de café. Os valores do coeficiente de difusão obtidos foram 2,99 x 10-11, 2,39 x 10-11 e 5,98 x 10-11 m² s-1 para as temperaturas de 35, 45 e 55 ºC, respectivamente. A entalpia diminuiu com o aumento da temperatura do ar de secagem, bem como a entropia. A energia livre de Gibbs aumentou com o aumento da temperatura.