Validação de modelos de calibração multivariada: uma aplicação na determinação de pureza polimórfica de carbamazepina por espectroscopia no infravermelho próximo

The application of analytical procedures based on multivariate calibration models has been limited in several areas due to requirements of validation and certification of the model. Procedures for validation are presented based on the determination of figures of merit, such as precision (mean, repeatability, intermediate), accuracy, sensitivity, analytical sensitivity, selectivity, signal-to-noise ratio and confidence intervals for PLS models. An example is discussed of a model for polymorphic purity control of carbamazepine by NIR diffuse reflectance spectroscopy. The results show that multivariate calibration models can be validated to fulfill the requirements imposed by industry and standardization agencies.

Comparação do uso de modelos digitais de elevação em mapeamento digital de solos em Dois Irmãos, RS, Brasil

Os modelos digitais de elevação (MDEs) são fontes fundamentais para correlacionar a ocorrência e distribuição de solos com a paisagem pelo mapeamento digital de solos (MDS). A influência dos tipos e das resoluções dos MDEs na capacidade de predição dos modelos preditores de classes de solo ainda é pouco estudada. Neste estudo, foram avaliados e comparados os efeitos de diferentes MDEs na predição de ocorrência de unidades de mapeamento de solo (UM). Foram correlacionados 12 atributos do terreno derivados de diferentes MDEs com a ocorrência de UM. Os MDEs utilizados foram os oriundos dos projetos SRTM v4.1, ASTER GDEM v2, TOPODATA e Brasil em Relevo, e os MDEs gerados a partir de curvas de nível na escala de 1:50.000, com resoluções de 30 e 90 m. Os modelos preditores foram treinados por árvore de decisão (Simple Cart) com dados amostrados em 4.280 pontos aleatórios contendo informações dos solos extraídos de um mapa convencional de solos na escala 1:20.000 e 12 atributos do terreno derivados de seis MDEs com tamanhos de pixel de 30 e 90 m. A validação dos modelos preditores de UM foi realizada com a totalidade dos dados da área. Os atributos do terreno que melhor explicaram a ocorrência das UM foram elevação, declividade, comprimento de fluxo e orientação das vertentes. Os MDEs com tamanho de pixel de 30 m geraram correlações solo-paisagem menos acuradas. Os modelos preditores mais acurados e com maior número de UM estimadas foram os gerados a partir dos MDEs com resolução espacial de 90 m (SRTM v4.1 e CN90), sendo esses os MDEs mais indicados para o MDS, quando predominarem relevos plano e suave ondulado.

Crescimento e produção de plantios comerciais de eucalipto estimados por duas categorias de modelos

O objetivo deste trabalho foi avaliar e comparar duas categorias de modelos de crescimento e produção em plantios comerciais de eucalipto. Para isso, foram ajustados um modelo de crescimento e produção para povoamento e outro para árvore individual, por meio de equações simultâneas e redes neurais artificiais, respectivamente. O volume de madeira por área foi estimado em diferentes idades e classes de produtividade. Foram avaliados dados de 63 parcelas permanentes de plantios clonais, não desbastados, do híbrido Eucalyptus grandis x E. urophylla, com os dados de 33 parcelas utilizados para o ajuste do modelo e o treinamento das redes neurais, e os das 30 parcelas restantes, para a validação dos modelos. As duas categorias de modelos ajustaram-se bem aos dados observados. No entanto, na validação dos modelos com dados independentes, o volume de madeira por área foi mais bem estimado com o modelo para árvore individual.

Influência da idade na geração de modelos de espectroscopia NIR, para predição de propriedades da madeira de Eucalyptus spp.

O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de modelos NIRS para predizer as propriedades físicas e químicas de madeiras de Eucalyptus, com idades variando de 3 a 7 anos. Foram utilizadas 136 amostras e realizadas análises laboratoriais de densidade básica, teores de lignina e extrativos. Amostras de cavacos foram moídas em moinho tipo ciclone, para coleta de espectros NIR. Os modelos foram desenvolvidos por regressão de mínimos quadrados parciais (PLS), sendo testadas transformações matemáticas. Para validação dos modelos, foram utilizados grupos de amostras externas com diferentes idades, que não participaram no desenvolvimento do modelo. Os modelos desenvolvidos resultaram em consideráveis coeficientes de determinação para densidade básica (R² 0,84 a 0,89) e lignina (R² 0,72 a 0,88), mas os melhores valores foram encontrados para o teor de extrativos (R² 0,92 a 0,98). Pelos valores de relação de desempenho de desvio (RPD), verificou-se que amostras com idades diferentes das utilizadas no desenvolvimento dos modelos não apresentaram boas predições, exceto para densidade básica cujos modelos desenvolvidos especificamente para as idades de 3 e 7 anos, predisseram satisfatoriamente amostras com idades entre 4 e 6 anos.

Estimação da área foliar por método não destrutivo, utilizando medidas lineares das folhas de espécies de Passiflora

Objetivou-se, com este trabalho, desenvolver uma equação confiável, que possibilite calcular a área foliar de forma rápida e não destrutiva, utilizando medidas lineares da folha, para as diferentes espécies de Passiflora (P. alata, P. coccinea, P. gibertii, P. ligularis, P. misera, P. mucronata, P. nitida, P. setacea). Foram coletadas trezentas folhas, de diferentes tamanhos, de cada espécie. Realizaram-se análises de regressão da área foliar versus comprimento da nervura principal, maior largura da folha e o produto destas. A área foliar foi medida com um dispositivo de medição automática e as medidas lineares foram determinadas utilizando-se régua. O modelo linear escolhido, para todas as espécies, foi o que utiliza o produto das variáveis independentes, por apresentar maior coeficiente de determinação (R²) e maior significância do coeficiente de regressão. Os modelos apresentaram coeficiente de determinação ajustado superior a 0,927 e índice de desempenho ótimo, segundo a classificação de Camargo e Sentelhas. No processo de validação do modelo, mostrou-se que a correlação da área foliar medida com a área foliar observada foi muito alta. Os resultados obtidos neste estudo demonstram que a área foliar das espécies de Passifloras podem ser preditas, usando-se as determinações do comprimento e da largura das folhas.

Avaliação e quantificação das frações silte, areia e argila por meio de suas respectivas reflectâncias

A utilização de testes de rotina para determinação de atributos físicos e químicos do solo vem sendo adotada há diversos anos. No entanto, devido a problemas de ordem econômica e ambiental, surge a necessidade do desenvolvimento de novos métodos de avaliação. Nesse contexto, insere-se a espectroscopia de reflectância difusa como ferramenta promissora e rápida, capaz de ajudar na determinação desses atributos. Os objetivos deste trabalho foram estudar o comportamento espectral das frações silte, areia e argila e avaliar a possibilidade de quantificação desses atributos a partir de modelos de regressão individuais gerados para cada elemento. Para geração dos modelos, foram utilizadas frações individuais de silte, areia e argila provenientes de duas áreas formadas por materiais distintos. A validação dos modelos foi feita utilizando o fator de reflectância de amostras de solo no estado natural, advindas de uma área no município de Lobato - PR. Os resultados mostraram que foi possível estimar a percentagem de areia nas amostras de solo de Lobato de maneira satisfatória quando utilizados os modelos individuais da usina Cooperval, não sendo obtido o mesmo quando da utilização dos modelos individuais ajustados para a Fazenda Experimental de Iguatemi. Com relação às frações silte e argila, não foi possível estimá-las satisfatoriamente nas amostras de solo de Lobato quando utilizados os modelos individuais. Conclui-se que, embora os resultados não tenham atingido o patamar ideal, a espectrorradiometria difusa mostrou ser uma ferramenta promissora na estimativa dos atributos físicos do solo, podendo num futuro próximo auxiliar ou mesmo substituir os métodos analíticos de laboratório, reduzindo o tempo e o custo das análises.

Estimativa de atributos do solo por meio de espectrorradiometria difusa

Diversos avanços têm sido conquistados no campo da espectrorradiometria difusa, nas últimas décadas. Na área agrícola, a busca por métodos de quantificação de atributos físicos e químicos do ambiente de produção, com base na reflectância do solo, tem sido pesquisada constantemente. O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de estimar os teores de silte, areia, argila, soma de bases, matéria orgânica e ferro total em amostras de solo, a partir de sua energia refletida. As amostras foram coletadas em uma área de 2.500 ha, localizada na região noroeste paranaense, composta por solos das classes Latossolo Vermelho, Nitossolo Vermelho, Argissolo Vermelho, Cambissolo Háplico e Neossolo Quartzarênico. As profundidades de amostragem foram de 0-0,2 e 0,2-0,8 m. Os pontos amostrados foram escolhidos com base em um grid: de 500 x 500 m, que recobriu toda a área de trabalho, totalizando, dessa forma, 100 pontos para o horizonte superficial e 100 pontos para o subsuperficial. As leituras espectrais foram obtidas em laboratório pelo sensor FieldSpec 3 JR. na faixa de 350 a 2.500 nm. As curvas espectrais das amostras foram separadas em bandas e alturas, que se relacionaram com cada atributo por meio de regressão linear múltipla. A espectrorradiometria difusa evidenciou-se mais eficiente na estimação de areia, argila, soma de bases e ferro total e menos eficiente na estimação da matéria orgânica e do silte, em ambos os horizontes. Os resultados após a validação dos modelos indicam que a espectrorradiometria difusa é ferramenta promissora, que pode ser utilizada na determinação de atributos do solo.

Altitude e coordenadas geográficas na estimativa da temperatura mínima média decendial do ar no estado do Rio Grande do Sul

O objetivo deste trabalho foi verificar, com dados de temperatura mínima média decendial do ar (Tm) de 41 municípios do Estado do Rio Grande do Sul, de 1945 a 1974, se a Tm pode ser estimada em função da altitude, latitude e longitude. Para cada um dos 36 decêndios do ano, realizaram-se análise de correlação, análise de trilha das variáveis causais - altitude, latitude e longitude - sobre o efeito Tm, e estimaram-se os parâmetros do modelo das equações de regressão linear múltipla, pelo método passo a passo, com teste para saída de variáveis, considerando Tm como variável dependente e altitude, latitude e longitude como variáveis independentes. Na validação dos modelos de estimativa da Tm, usou-se o coeficiente de correlação linear de Pearson, entre a Tm estimada e a Tm observada em dez municípios do Estado, com dados da série de observações meteorológicas de 1975 a 2004. A temperatura mínima média decendial do ar pode ser estimada pelas coordenadas geográficas em qualquer local e decêndio, no Estado do Rio Grande do Sul. A altitude e latitude explicam melhor a variação da Tm.

Estimativa da área foliar do abacaxizeiro cv. Vitória por meio de relações alométricas

A área foliar possui correlação entre as atividades fotossintéticas e de transpirações das espécies vegetais, uma vez que esta reflete a capacidade da planta em interceptar as radiações e efetuar as trocas gasosas. Dessa forma, torna-se um importante indicativo da produtividade das culturas agrícolas. Tendo em vista a escassez de trabalhos sobre a estimativa da área foliar do abacaxizeiro, torna-se objetivo deste trabalho identificar equações para a determinação da área foliar do abacaxizeiro cv Vitória utilizando relações alométricas das plantas. Foram utilizadas 120 plantas de abacaxizeiro, coletadas aleatoriamente no momento da indução floral artificial, que ocorreu aos 270 dias após o plantio. Foram mensurados altura (h) e número de folhas (NF), comprimento (C) e largura (L) da folha "D" e o produto destas duas últimas variáveis (CxL). Os dados foram submetidos à análise de regressão e selecionou-se a equação que melhor se ajustou às correlações. A validação dos modelos utilizou 60 novas plantas, e os valores obtidos foram avaliados por meio do coeficiente de determinação (R²), correlação de Pearson (r), erro médio (EA), erro médio absoluto (ERA) e raiz do quadrado médio do erro (RQME). O modelo que utilizou o produto das dimensões lineares (AF=19,298*(CxL)-559,9*) mostrou-se o mais adequado para a estimativa da área foliar do abacaxizeiro, devido aos baixos erros encontrados, alta correlação e fácil mensuração.

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.

Determinação simultânea dos teores de cinza e proteína em farinha de trigo empregando NIRR-PLS e DRIFT-PLS

As técnicas de espectroscopia por reflexão no infravermelho próximo (NIRRS) e por reflexão difusa no infravermelho médio com transformada de Fourier (DRIFTS) foram empregadas com o método de regressão multivariado por mínimos quadrados parciais (PLS) para a determinação simultânea dos teores de proteína e cinza em amostras de farinha de trigo da variedade Triticum aestivum L. Foram coletados espectros no infravermelho em duplicata de 100 amostras, empregando-se acessórios de reflexão difusa. Os teores de proteína (8,85-13,23%) e cinza (0,330-1,287%), empregados como referência, foram determinados pelo método Kjeldhal e método gravimétrico, respectivamente. Os dados espectrais foram utilizados no formato log(1/R), bem como suas derivadas de primeira e segunda ordem, sendo pré-processados usando-se os dados centrados na média (MC) ou escalados pela variância (VS) ou ambos. Cinqüenta e cinco amostras foram usadas para calibração e 45 para validação dos modelos, adotando-se como critério de construção os valores mínimos do erro padrão de calibração (SEC) e do erro padrão de validação (SEV). Estes valores foram inferiores a 0,33% para proteína e a 0,07% para cinza. Os métodos desenvolvidos apresentam como vantagens a não agressão ao ambiente, bem como permitem uma determinação direta, simultânea, rápida e não destrutiva dos teores de proteína e cinza em amostras de farinha de trigo.

Proposição, validação e análise dos modelos que correlacionam estrutura química e atividade biológica

The present paper aims to bring under discussion some theoretical and practical aspects about the proposition, validation and analysis of QSAR models based on multiple linear regression. A comprehensive approach for the derivation of extrathermodynamic equations is reviewed. Some examples of QSAR models published in the literature are analyzed and criticized.

Validação da versão brasileira do "Cuestionario para la Evaluación del Síndrome de Quemarse por el Trabajo" em professores

OBJETIVO: Avaliar a validade fatorial e de construto da versão brasileira do "Cuestionario para la Evaluación del Síndrome de Quemarse por el Trabajo" (CESQT). MÉTODOS: O processo de versão do questionário original do espanhol para o português incluiu as etapas de tradução, retrotradução e equivalência semântica. Foi realizada análise fatorial confirmatória e utilizados modelos de equações estruturais de quatro fatores, similar ao da estrutura original do CESQT. A amostra foi constituida de 714 professores que trabalhavam em instituições de ensino da cidade de Porto Alegre, RS, e região metropolitana 2008. O questionário possui 20 itens distribuídos em quatro subescalas: Ilusão pelo trabalho (5 itens), Desgaste psíquico (4 itens), Indolência (6 itens) e Culpa (5 itens). O modelo foi analisado com base no programa LISREL 8. RESULTADOS: As medidas de ajuste indicaram adequação do modelo hipotetizado: χ2(164) = 605,86 (p < 0,000), Goodness Fit Index = 0,92, Adjusted Goodness Fit Index = 0,90, Root Mean Square Error of Approximation = 0,062, Non-Normed Fit Index = 0,91, Comparative Fit Index = 0,92, Parsimony Normed Fit Index = 0,77. O valor de alfa de Cronbach para todas as subescalas foi maior que 0,70. CONCLUSÕES: Os resultados indicam que o CESQT possui validade fatorial e consistência interna adequada para avaliar burnout em professores brasileiros.

Validação do balanço de radiação obtido a partir de dados MODIS/TERRA na Amazônia com medidas de superfície do LBA

Este estudo tem como objetivo estimar os componentes do balanço de radiação em duas regiões do estado de Rondônia (sudoeste da Amazônia brasileira), a partir de dados do Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS/TERRA) por intermédio do modelo Surface Energy Balance Algorithms for Land (SEBAL), e validar os resultados com informações adquiridas por torres micrometeorológicas do projeto LBA sob as condições de pastagem (Fazenda Nossa Senhora Aparecida) e floresta (Reserva Biológica do Jaru). A implementação do modelo SEBAL foi realizada diretamente sobre os dados MODIS e incluiu etapas envolvendo o cômputo de índices de vegetação, albedo e transmitância atmosférica. A comparação das estimativas geradas a partir de dados MODIS com as observações resultou em erros relativos para a condição de pastagem variando entre 0,2 e 19,2%, e para a condição de floresta variando entre 0,8 e 15,6%. A integração de dados em diferentes escalas constituiu uma proposição útil para a estimativa e espacialização dos fluxos de radiação na região amazônica, o que pode contribuir para a melhor compreensão da interação entre a floresta tropical e a atmosfera e gerar informações de entrada necessárias aos modelos de superfície acoplados aos modelos de circulação geral da atmosfera.

Modelos para predição da carga máxima no teste clínico de esforço cardiopulmonar

OBJETIVO: Este estudo buscou derivar equações generalizadas para predição da carga máxima para homens e mulheres jovens. MÉTODOS: O método da ergoespirometria direta (Aerosport® TEEM 100, Estados Unidos da América do Norte) foi empregado para determinar o VO2máx e a carga máxima (Wmáx), no cicloergômetro (Monark®, Brasil), de 30 homens (25 ± 5 anos, 75,0 ± 10,7 kg; 48,4 ± 8,8 mL . kg -1 . min -1 e 243 ± 51 Watts) e 30 mulheres (26 ± 5 anos, 56,7 ± 5,9 kg, 39,8 ± 7,6 mL . kg -1 . min -1 e 172 ± 37 Watts). A idade e a massa corporal foram empregadas como variáveis independentes. Para todos os testes estatísticos aceitou-se o nível de significância de p < 0,05. RESULTADOS: No ajuste linear múltiplo a carga máxima foi explicada pela da idade e massa corporal em 54% (r = 0,73), para homens, e em 76% (r = 0,87), para mulheres, com erros padrões respectivamente de 0,66 W . kg -1 e de 25 Watts. As equações propostas passaram pela validação cruzada, empregando-se outra amostra com características similares de idade e VO2máx composta por 15 homens e 15 mulheres. A correlação intraclasse entre os valores de Wmáx preditos e os medidos através da ergoespirometria foram de 0,70 e 0,69, com erros padrões de 28,4 e 15,8 Watts, respectivamente, para homens e mulheres. CONCLUSÃO: Este estudo exibe equações generalizadas válidas para determinação da carga máxima no cicloergômetro para homens e mulheres.