Modelado y simulación de sistemas biológicos

En la presente memoria se ha recogido de forma escrita el conjunto de fases que se han llevado a cabo en la realización del proyecto consistente en un simulador de sistemas biológicos utilizando modelos orientados al individuo. Concretamente, el sistema biológico representado ha consistido en el movimiento y comportamiento de cohesión que poseen los peces.

Desenvolvendo o cuidado proposto por leininger com uma pessoa em terapia dialítica

Estudo de abordagem etnográfica, tipo estudo de caso. Descreve o acompanhamento de uma pessoa portadora de insuficiência renal crônica, com déficit de adesão ao tratamento. O embasamento teórico foi o modelo SUNRISE proposto por Leininger. Apresenta-se o Sr. Luz e descrevem-se os cenários. Observam-se influências sócio-econômicas, culturais, tecnológicas e educacionais no processo de cuidar. Após a identificação dos sistemas de saúde, decidiram-se as ações do cuidar através da manutenção, acomodação e reestruturação. O estudo possibilitou intervenções efetivas para os comportamentos de não aderência. O referencial é oportuno em processos contínuos de cuidado, favorecidos pela proximidade entre enfermeira e pessoa assistida.

Análise de modelos matemáticos aplicados ao estudo de chuvas intensas

A estimativa de chuvas intensas máximas é de grande importância para o dimensionamento de projetos agrícolas, tais como: terraços para controle de erosão, obras de barragens de terra e drenagem em solo agrícola. As chuvas são caracterizadas pela sua intensidade (mm h-1), pelo tempo de duração (min) e pelo período de retorno (anos). O modelo básico tem sido usado para determinação da intensidade de precipitação máxima diária a ser aplicada no dimensionamento de estruturas de contenção, fixando-se o período de retorno e a duração da chuva. O tempo de concentração em bacias hidrográficas, que normalmente fica entre 60 e 120 min para bacias consideradas pequenas, tem sido usado como tempo de duração na estimativa de chuvas intensas. Nesse intervalo, existem outros modelos que propiciam melhores ajustes e, conseqüentemente, maior confiabilidade na estimativa da chuva a ser usada nos dimensionamentos de estruturas de contenção. Assim, este trabalho teve como objetivo ajustar dois outros modelos para a estimativa de chuvas intensas: um exponencial e um linear, além do modelo básico. Esses modelos foram ajustados com base em dados de precipitação máxima diária anual da região de Lavras (MG), empregando-se dados de chuvas diárias do período de 1914 a 1991. Os dados foram transformados em intensidades de precipitação, com tempo de retorno variando de 2 a 100 anos e duração entre 5 e 1.440 min. Verificou-se que o modelo exponencial proposto proporcionou melhores ajustes, com menores erros na estimativa, para chuvas variando de 5 a 240 min, sendo, portanto, recomendável a bacias em que o tempo de concentração se enquadre nesta faixa de tempo; o modelo básico mostrou-se mais aplicável a bacias em que o tempo de duração seja maior que 240 min, enquanto o modelo linear não se mostrou confiável para a estimativa de chuvas intensas.

Triplex Doppler da artéria renal e a relação entre a ecobiometria dos rins com distância atlanto-coccígea e altura em Canis familiaris

O objetivo do trabalho foi estabelecer a relação entre a ecobiometria renal com medidas de conformação corporal como a distância atlanto-coccígea (DAC) e a altura (H) de cães adultos saudáveis, obtendo-se parâmetros de normalidade para avaliar o tamanho e volume renal, bem como estabelecer valores de referência para avaliar a perfusão sanguínea dos rins por meio do índice de resistividade (IR) e do índice de pulsatilidade (IP) do ramo principal da artéria renal. No estudo foram utilizados 22 cães adultos sem raça definida, sendo 11 machos e 11 fêmeas. Os animais foram previamente aferidos quanto a DAC e a H. Os exames ultra-sonográficos foram realizados com um aparelho HDI 4000 PHILIPS munido de um transdutor microconvexo multifreqüêncial (5-8 MHz), dispositivos Doppler Colorido e Doppler de Fluxo. Os animais foram posicionados em decúbito lateral direito ou esquerdo, de acordo com o rim a ser avaliado. Os diâmetros longitudinal (DL) e dorsoventral (DDV) dos rins foram mensurados na secção longitudinal e, o diâmetro transversal (DT) foi aferido no plano transversal. O volume (V) foi calculado automaticamente pelo software do ultra-som. Com o uso do Triplex Doppler, o IR e o IP das artérias renais direita e esquerda foram obtidos. Todos os dados foram apresentados em média ± EPM. Análises de regressão linear foram realizadas tendo o DL, DDV, DT e V como variáveis dependentes e a DAC e H como variáveis independentes. Os IR e IP dos rins direito e esquerdo foram comparados pelo teste t de Student. A DAC variou de 54-78cm para machos e 37-71cm para fêmeas e a altura variou entre 34-64 cm para os machos e 24-57cm para as fêmeas. As médias obtidas para DL, DDV, DT e V dos rins esquerdo e direito foram: 5,24±0,27cm, 3,07±0,15cm, 3,07±0,9cm, 28,01±3,4mL e 4,50±0,19cm, 2,88±0,14cm, 2,71±0,15cm, 21,27±2,6mL, respectivamente. As análises de regressão linear entre as medidas lineares e volume renal com a DAC e a H foram significativas para os interceptos e coeficientes de regressão (P<0,01). Houve diferenças estatísticas quando comparado os IR e IP entre os rins direito e esquerdo (P=0,001), sendo que as médias para IR e IP dos rins esquerdo e direito foram 0,62±0,08; 1,34±0,18 e 0,70±0,06; 1,62±0,13; respectivamente. Os dados obtidos no presente trabalho podem auxiliar na avaliação do tamanho, volume e perfusão dos rins de cães adultos.

Desenho esquemático para programas de qualidade em laboratórios de análises

O momento atual sugere programas de qualidade para laboratórios. Assim formas de controle e identificação de variações e valores "aberrantes" se mostram cada vez mais necessárias. Este trabalho demonstra o emprego de estatística exploratória através desenhos esquemáticos ("boxplots"), bastante simples, com intuito de identificar comportamento "aberrante" em análises de proteínas e cinzas, em duplicatas para 30 de farinhas de trigo integral diferentes, podendo ser generalizado para triplicatas ou qualquer outro número de replicações. Os métodos empregados para proteínas e cinzas foram, respectivamente, Kjeldahl (semi-micro) e incineração. Foram obtidos limite inferior de 12,89% e superior de 15,08% para proteínas no conjunto dos 60 resultados, bem como limite inferior de 1,35% e limite superior de 1,99% para cinzas. Não houve valores "aberrantes" nos resultados para proteínas ou cinzas. No entanto, para as diferenças em valor absoluto entre duplicatas de cada farinha foram obtidos limite inferior de 0,010% e superior de 0,295% para proteínas, enquanto limite inferior de 0,01% e limite superior de 0,19% para cinzas. Foram "aberrantes" 2 (duas) diferenças para proteínas, correspondentes às farinhas 2 e 8, com valores 0,40 e 0,31%, enquanto que 3 (três) diferenças para cinzas nas farinhas 9, 15 e 16, com valores 0,21, 0,26 e 0,39%. Estas farinhas, cujas diferenças se mostraram "aberrantes", deverão ser novamente analisadas e nenhum valor, "aberrante" ou não, deve ser imediatamente descartado

Análise da sensibilidade do seqüenciamento de lavra em função da incerteza do modelo geológico

Quantificação de incerteza e risco tem aplicação direta no projeto de limites de cava e na programação de produção. Pequenas variações nas condições de contorno de um projeto podem ter impacto significativo sobre o retorno final do mesmo na ordem de milhões de dólares. Preço de mercado do bem mineral, o custo de capital, taxas de atratividade, etc, são fatores usualmente testados para analisar a viabilidade de um empreendimento, porém, raramente é considerada a incerteza relacionada ao atributo geológico em questão. O propósito de um planejamento de lavra tem sido prover subsidio para o engenheiro de minas decidir sobre a capacidade de minerar determinadas unidades de lavra do depósito a partir de teores estimados. Salienta-se porém que existe, a partir dos dados amostrais, incertezas a respeito do modelo geológico que devem ser consideradas ao se projetar uma cava e desenvolver a lavra. A simulação geoestatistica tem a capacidade de produzir múltiplos modelos equiprováveis, os quais podem ser avaliados independentementecomo possíveis cenários do depósito mineral. Simulação condicional, ao contrário de técnicas de interpolação e estimativa, provê respostas para questões associadas a risco devido à variações nos teores do modelo geológico. Ao gerar múltiplos cenários tem-se acesso à probabilidade e conseqüentemente às variações de retorno financeiro e rotas de extração de minério de um projeto. o presente trabalho tem como objetivo a investigação de novas metodologias que contribuam para a construção de cenários de planejamento de lavra e avaliação do impacto provocado nestes pela incerteza fornecida a partir de modelos simulados. As respostas buscadas dentro da abordagem sugerida por esse trabalho, compreendem a definição de uma metodologia para controle e planejamento de lavra a médio e longo prazo por incorporação da flutuabilidade local associada ao minério, avaliando a sensibilidade do retorno financeiro e o traçado de lavra em relação ao método de geração do modelo geológico de teores. Para solucionar o problema em questão, sugere-se a geração de modelos estocásticos e a alimentação de múltiplos modelos selecionados por critérios considerados relevantes para a delimitação do espaço de incerteza. A aplicação de funções de transferência tais como mudança de suporte e seqüenciamento de produção sobre os modelos simulados é a chave para a obtenção de respostas a respeito do impacto sobre a lucratividade de um projeto. Ao alimentar à essas funções modelos equiprováveis que preservam as características estatísticas e a conectividade espacial dos dados amostrais mas que invariavelmente possuem diferentes distribuições de teores tem-se a dimensão em termos econômicos do risco associado à incerteza geológica. Foi confrontado o retorno financeiro produzido por modelos simulados e verificou-se para o caso especifico que os métodos de simulação geoestatistica empregados não produziram diferenças significativas quando comparados casos selecionados segundo os mesmos critérios. Porém, entre cenários extremos gerados pelo mesmo algoritmo de simulação foram verificadas desigualdades relevantes. Verificou-se também a transferência de minério entre diferentes classes de qualidade ao proceder-se com variações nas dimensões dos blocos de lavra.

Desmonte com explosivo em lavra subterrânea de carvão : avaliação do desempenho e utilização de ANFO

O desmonte com explosivos é uma das mais relevantes operações unitárias na lavra subterrânea de carvão no Brasil. Esta operação tem como objetivo a obtenção de ROM com uma distribuição granulométrica adequada, de tal forma que o impacto final na combinação com os custos de perfuração, limpeza e transporte sejam minimizados. A implantação de um controle de desempenho do desmonte, amparado em dados de geometria, análise de imagens e no monitoramento de vibrações, é uma ferramenta que permite avaliar as operações de desmonte. O controle de desempenho do desmonte deve englobar os seguintes parâmetros: geometria, desempenho do sistema de iniciação, desempenho da detonação, caracterização das propriedades do maciço rochoso e sua influência no processo de detonação, fragmentação e danos causados pelo desmonte às áreas adjacentes. Essa dissertação propõe métodos de diagnóstico para o desmonte com explosivos em subsolo amparados em dados de geometria, na análise de imagens e no monitoramento de vibrações. Investigou-se, também, a exeqüibilidade do uso de ANFO em perfuração de pequeno diâmetro com o objetivo de reduzir os custos globais de desmonte. Testes de desempenho foram realizados em superfície e subsolo, com um agente explosivo à base de nitrato de amônio e óleo combustível embalados em cartuchos plásticos. Complementando o controle de desempenho do desmonte e o estudo de viabilidade do emprego de ANFO, foi proposta a aplicação de metodologia para o controle de qualidade do sistema de iniciação das cargas explosivas com tubo de choque A adoção da metodologia desenvolvida mostrou-se apropriada para a elaboração de diagnósticos do desmonte com explosivos, tornando a tomada de decisão mais segura na introdução de melhorias nos sistemas de desmonte com explosivos possibilitando visualizar a necessidade de agregar qualidade à mão-de-obra com o desenvolvimento de programas de treinamento. Os estudos de adequação do ANFO apresentaram resultados positivos na sua aplicação em cenários particulares de desmonte subterrâneo, assim como a adoção da metodologia para o controle de qualidade dos sistemas de retardos demonstrou ser uma técnica eficiente e segura.

Sistema de detecção de intrusão baseado em métodos estatísticos para análise de comportamento

A segurança no ambiente de redes de computadores é um elemento essencial para a proteção dos recursos da rede, dos sistemas e das informações. Os mecanismos de segurança normalmente empregados são criptografia de dados, firewalls, mecanismos de controle de acesso e sistemas de detecção de intrusão. Os sistemas de detecção de intrusão têm sido alvo de várias pesquisas, pois é um mecanismo muito importante para monitoração e detecção de eventos suspeitos em um ambiente de redes de computadores. As pesquisas nessa área visam aprimorar os mecanismos de detecção de forma a aumentar a sua eficiência. Este trabalho está focado na área de detecção de anomalias baseada na utilização de métodos estatísticos para identificar desvios de comportamento e controlar o acesso aos recursos da rede. O principal objetivo é criar um mecanismo de controle de usuários da rede, de forma a reconhecer a legitimidade do usuário através de suas ações. O sistema proposto utilizou média e desvio padrão para detecção de desvios no comportamento dos usuários. Os resultados obtidos através da monitoração do comportamento dos usuários e aplicação das medidas estatísticas, permitiram verificar a sua validade para o reconhecimento dos desvios de comportamento dos usuários. Portanto, confirmou-se a hipótese de que estas medidas podem ser utilizadas para determinar a legitimidade de um usuário, bem como detectar anomalias de comportamento. As análises dos resultados de média e desvio padrão permitiram concluir que, além de observar os seus valores estanques, é necessário observar o seu comportamento, ou seja, verificar se os valores de média e desvio crescem ou decrescem. Além da média e do desvio padrão, identificou-se também a necessidade de utilização de outra medida para refletir o quanto não se sabe sobre o comportamento de um usuário. Esta medida é necessária, pois a média e o desvio padrão são calculados com base apenas nas informações conhecidas, ou seja, informações registradas no perfil do usuário. Quando o usuário faz acessos a hosts e serviços desconhecidos, ou seja, não registrados, eles não são representados através destas medidas. Assim sendo, este trabalho propõe a utilização de uma medida denominada de grau de desconhecimento, utilizada para medir quantos acessos diferentes do seu perfil o usuário está realizando. O sistema de detecção de anomalias necessita combinar as medidas acima descritas e decidir se deve tomar uma ação no sistema. Pra este fim, propõe-se a utilização de sistemas de regras de produção e lógica fuzzy, que permitem a análise das medidas resultantes e execução do processo de decisão que irá desencadear uma ação no sistema. O trabalho também discute a integração do sistema de detecção de intrusão proposto à aplicação de gerenciamento SNMP e ao gerenciamento baseado em políticas.

Mapeamento da linguagem Nautilus para Java

Este trabalho apresenta um mapeamento centrado nas construções não usuais da linguagem Nautilus, para a linguagem convencional, no caso Java, mantendo propriedades com atomicidade que são requisitos da semântica formal da linguagem. Nautilus é originalmente uma linguagem de especificação baseada em objetos, textual que suporta objetos concorrentes e não deterministas. Desde então a linguagem foi modificada aom extensões como classes e uma notação diagramática, além de se investigar seu uso como linguagem de programação. Suas construções incomuns (reificação, agregação, etc.) são baseados em seu domínio semântico: Automâtos Não Sequenciais. Este domíno satisfaz composição diagonal, i.e refinamentos se compõem (verticalmente) refletindo uma descrição gradual de sistemas, envolvendo múltiplos níveis de abstração, e distribui-se através de combinadores (horizontalmente), o que significa que o refinamento de um sistema composto é a combinação de do refinamento de suas partes.O trabalho inclui um mapeamento inicial de um subconjunto da linguagem(objeto base, reificação, agregação e visão), uma versão ampliada para abranger mais construções( interação e classes), e uma versão refinada mais concorrente e sugestões de modificação na linguagem.

Ambiente de alto desempenho com alta exatidão para a resolução de problemas

Este trabalho visa a disponibilização de um ambiente de alto desempenho, do tipo cluster de computadores, com alta exatidão, obtida através da utilização da biblioteca C–XSC. A alta exatidão na solução de um problema é obtida através da realização de cálculos intermediários sem arredondamentos como se fossem em precisão infinita. Ao final do cálculo, o resultado deve ser representado na máquina. O resultado exato real e o resultado representado diferem apenas por um único arredondamento. Esses cálculos em alta exatidão devem estar disponíveis para algumas operações aritméticas básicas, em especial as que possibilitam a realização de somatório e de produto escalar. Com isso, deseja-se utilizar o alto desempenho através de um ambiente de cluster onde se tem vários nodos executando tarefas ou cálculos. A comunicação será realizada por troca de mensagens usando a biblioteca de comunicação MPI. Para se obter a alta exatidão neste tipo de ambiente, extensões ou adaptações nos programas paralelos tiveram que ser disponibilizadas para garantir que a qualidade do resultado final realizado em um cluster, onde vários nodos colaboram para o resultado final do cálculo, mantivesse a mesma qualidade do resultado que é obtido em uma única máquina (ou nodo) de um ambiente de alta exatidão. Para validar o ambiente proposto foram realizados testes básicos abordando o cálculo do produto escalar, a multiplicação entre matrizes, a implementação de solvers intervalares para matrizes densas e bandas e a implementação de alguns métodos numéricos para a resolução de sistemas de equações lineares com a característica da alta exatidão. Destes testes foram realizadas análises e comparações a respeito do desempenho e da exatidão obtidos com e sem o uso da biblioteca C–XSC, tanto em programas seqüenciais como em programas paralelos. Com a conseqüente implementação dessas rotinas e métodos será aberto um vasto campo de pesquisa no que se refere ao estudo de aplicações reais de grande porte que necessitem durante a sua resolução (ou em parte dela) da realização de operações aritméticas com uma exatidão melhor do que a obtida usualmente pelas ferramentas computacionais tradicionais.

Sincronização em neurônios de Hindmarsh-Rose

A sincronização, como comportamento cooperativo universal e mecanismo fundamental na natureza, tem sido extensivamente estudada em conexão com inúmeros fenômenos em física, química e biologia [1, 2]. Em particular, a sincronização da atividade neural tem sido observada em diferentes espécies e sob condições fisiológicas distintas [3, 4]. Neste trabalho, estudamos sincronização em neurônios de Hindmarsh-Rose (HR), um modelo de potencial de membrana que representa com fidelidade o comportamento de disparos encontrado em neurônios reais [9, 10]. Iniciamos considerando o caso de um neurônio HR isolado e suas propriedades dinâmicas de geração de pulsos. Em seguida, analisamos o acoplamento entre neurônios em um sistema de dois neurônios, e em redes unidimensionais (HR-1D) e bidimensionais (HR-2D). Nessas arquiteturas, a sincronização dos elementos da rede da origem a um comportamento ordenado, coerente, que está associado não somente à produção de informação biológica [5, 6], mas também às potenciais aplicações em comunicação [7] e identificação de sistemas [8].

Equações de diferenças e aplicações

Sistemas dinâmicos são todos os sistemas que evoluem no tempo, qualquer que seja a sua natureza, isto é, sistemas fisícos, biológicos, químicos, sociais, económicos, etc.. Esta evoluçãoo pode ser descrita (modelada) por equaçõess de diferenças, uma vez que esse tempo é muitas vezes medido em intervalos discretos. As equações de diferenças aparecem também quando se estuda métodos para a discretização de equações diferenciais. Assim, este trabalho tem por principal objectivo estudar as soluções de alguns tipos de equações de diferenças. Para isso, começa-se por introduzir o conceito de diferença e a sua relação com as equações de diferenças. Em seguida, determina-se a solução geral das todas as equações lineares de primeira ordem, bem como o estudo do seu comportamento assimptótico. Prossegue-se, desenvolvendo as principais técnicas para determinar a soluçãoo de equações de diferenças lineares de qualquer ordem. Em particular, estudam-se as equações com coeficientes constantes. Depois de se desenvolver a teoria básica dos sistemas lineares de equações de diferenças, particulariza-se aos sistemas lineares autónomos,com apenas duas variáveis dependentes, fazendo assim o estudo do comportamento das soluções no plano de fases. Por fim, utiliza-se a transformada Z como uma ferramenta que permite resolver equações de diferenças, em especial as equações de tipo convolução.

A concretização do princípio da igualdade em matéria tributária por meio de sentenças aditivas

This work aims to study the additive decisions, a type of juridical interpretation developed in foreign legal systems and which are known in Italy as adittive sentences. Thefore, this dissertation is based on theorical studies developed around the subject in Italy and Brazil. Considering the fact that the fundamental rights face a problem of implementation, being decreased its normative force when there are legislative partial omissions lacking constitutional justification creating privileges to certain individuals or social/economical groups over others, the method of additive interpretation according to the Constitution can be used in order to realize the principle of equality. In tax matters the subject is even more relevant in the way that it represents an important role in the economy. Partial legislative omissions can generate inequalities, favoring certain taxpayers in relation to others in similar legal situation. In these cases the privilege may have a negative impact on economic order restricting values related to the basis of market competition. On those occasions, Brazilian Judges and Courts must exercise their constitutional jurisdiction in order to expand the effects of the legislative omissions, based on the principle of equality by extending the standard to equal tax situations in order to maintain neutrality in taxation

Uma avaliação comparativa de estratégias de arranjos físicos para estaleiros de construção de embarcações metálicas de pequeno porte

The present study aims to analyse, in different levels of demand, what is the best layout strategy to adopt for the small metallic shipbuilding. To achieve this purpose, three simulation models are developed for analyze these production strategies under the positional, cellular and linear layouts. By the use of a simulation tool for compare the scenarios, Chwif and Medina (2010) and Law (2009)´s methodologies were adapted that includes three phases: conception, implementation and analysis. In conception real systems were represented by process mapping according to time, material resources and human resources variables required for each step of the production process. All of this information has been transformed in the cost variable. Data were collected from three different production systems, two located in Natal RN with cellular and positional layouts and one located in Belém-PA with linear layout. In the implementation phase, the conceptual models were converted in computacional models through the tool Rockwell Software Arena ® 13.5 and then validated. In the analysis stage the production of 960 ships in a year vessels were simulated for each layout noting that, for a production of until 80 units positional layout is the most recommended, between 81 and 288 units the cellular layout and more than 289 units the linear layout

Utilização de modelos de programação não-linear para sistematização de terras para irrigação em áreas regulares

Objetivou-se com este trabalho, desenvolver modelos de programação não-linear para sistematização de terras, aplicáveis para áreas com formato regular e que minimizem a movimentação de terra, utilizando o software GAMS para o cálculo. Esses modelos foram comparados com o Método dos Quadrados Mínimos Generalizado, desenvolvido por Scaloppi & Willardson (1986), sendo o parâmetro de avaliação o volume de terra movimentado. Concluiu-se que, ambos os modelos de programação não-linear desenvolvidos nesta pesquisa mostraram-se adequados para aplicação em áreas regulares e forneceram menores valores de movimentação de terra quando comparados com o método dos quadrados mínimos.