REDUÇÃO DE VARIÁVEIS DE ENTRADA DE REDES NEURAIS ARTIFICIAIS A PARTIR DE DADOS DE ANÁLISE DE COMPONENTES PRINCIPAIS NA MODELAGEM DE OXIGÊNIO DISSOLVIDO

The objective of this work is to demonstrate the efficient utilization of the Principal Components Analysis (PCA) as a method to pre-process the original multivariate data, that is rewrite in a new matrix with principal components sorted by it's accumulated variance. The Artificial Neural Network (ANN) with backpropagation algorithm is trained, using this pre-processed data set derived from the PCA method, representing 90.02% of accumulated variance of the original data, as input. The training goal is modeling Dissolved Oxygen using information of other physical and chemical parameters. The water samples used in the experiments are gathered from the Paraíba do Sul River in São Paulo State, Brazil. The smallest Mean Square Errors (MSE) is used to compare the results of the different architectures and choose the best. The utilization of this method allowed the reduction of more than 20% of the input data, which contributed directly for the shorting time and computational effort in the ANN training.

Período latente e uso da análise de componentes principais para caracterizar a resistência parcial à ferrugem da soja

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a reação quanto à resistência parcial causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi Sydow., em 68 genótipos de soja (Glycine max L. Merril). O experimento foi realizado em Uberlândia-MG, em casa de vegetação, durante o período de dezembro de 2004 a fevereiro de 2005 e constou de três épocas de avaliação. Foram avaliadas as seguintes características de resistência: Período Latente Médio (PLM), número médio de pústulas por folíolo e severidade da ferrugem. Com base nas variáveis, número médio de pústulas por folíolo e severidade da ferrugem calculou-se a área abaixo da curva de progresso da doença. Após, realizou-se a análise de variância, e as médias foram comparadas pelo teste de Scott Knott, ao nível de 5% de probabilidade. Foram encontradas diferenças significativas entre os genótipos para número médio de pústulas por folíolo e severidade da ferrugem, aos doze dias após a inoculação. O mesmo foi encontrado para área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD) para severidade. Com base no período latente médio discriminaram-se dois grupos de genótipos: parcialmente resistentes e suscetíveis. Presume-se que a Resistência Parcial (RP) à ferrugem asiática da soja deve ser avaliada em condições de média epidemia, que aconteceu na segunda época de avaliação para todos os caracteres avaliados. O agrupamento de genótipos, pela análise multivariada de componentes principais, permitiu a discriminação de genótipos parcialmente resistentes. Três genótipos (números 4, 41, e 42), referentes aos parentais Cristalina e IAC 100, apresentaram maior resistência parcial á ferrugem da soja.

Avaliação do efeito de variáveis meteorológicas na qualidade industrial e no rendimento de grãos de trigo pelo emprego de análise de componentes principais

A qualidade industrial de trigo, além de ser afetada pelo genótipo, também é influenciada por fatores ambientes, como as condições meteorológicas prevalecentes durante a permanência da cultura na lavoura. Este trabalho teve por objetivo verificar a influência de variáveis meteorológicas, bem como do déficit e do excesso hídrico do solo, no peso do hectolitro (PH), no peso de mil grãos (PMG), na extração experimental de farinha (EXT), na força geral de glúten (W), na relação P/L (P/L), na microssedimentação com dodecil sulfato de sódio (SDS) e no número de queda (NQ). Foram usados dados de experimentos com trigo EMBRAPA 16, conduzidos nos anos de 1990 a 1998, em sete locais do Rio Grande do Sul e em quatro locais de Santa Catarina. A análise estatística realizada foi de componentes principais. Verificou-se que: a) a precipitação pluvial, a umidade relativa do ar e o excesso hídrico do solo influenciaram negativamente o PH, o PMG, o NQ, a P/L e o rendimento de grãos. O W, a EXT e a SDS foram afetados positiva e negativamente por essas variáveis, dependendo do período de avaliação estudado; b) a temperatura mínima influenciou positivamente a EXT, o W e a SDS. Para as demais variáveis, quando ocorreu influência da temperatura mínima, esta foi negativa; c) a temperatura média associou-se negativamente com o PH, com o PMG, com o NQ e com o rendimento de grãos e positivamente com a EXT e com o W. Para a P/L e para a SDS, a temperatura média afetou tanto positiva quanto negativamente; d) a temperatura máxima correlacionou-se negativamente com o rendimento de grãos e positivamente com a EXT. O W, a SDS e a P/L apresentaram períodos de correlação positivos e negativos com a temperatura máxima; e e) a radiação solar global influenciou positivamente todas as características estudadas, exceto a SDS.

Análise exploratória de adoçantes de mesa via espectroscopia no infravermelho (FTIR) e análise por componentes principais (ACP)

Nos últimos vinte anos, o consumo de alimentos diet e light tem aumentado sistematicamente, o que tem propiciado o constante desenvolvimento de produtos desse gênero. Grande ênfase tem sido dada àqueles produtos que substituem sacarose por edulcorantes de baixos conteúdos calóricos ou não calóricos. Seguindo esta tendência, adoçantes de mesa têm sido desenvolvidos variando-se amplamente o veículo e o tipo de edulcorante empregado. Neste trabalho, a análise de componentes principais associada à espectroscopia na região do infravermelho médio foi utilizada com sucesso para diferenciar os veículos empregados na produção destes adoçantes, sendo que esta metodologia quimiométrica reduziu o espaço dimensional para dois fatores, explicando cerca de 82-% da variância total dos dados. As variáveis responsáveis por esta discriminação estão localizadas na região da impressão digital do espectro de infravermelho (752,2 a 1284,5 cm-1). A análise exploratória mostrou-se útil para a visualização destes dados, gerando informações semiquantitativas para os adoçantes constituídos por lactose/aspartame, observações que seriam dificilmente visualizadas sem o recurso quimiométrico aplicado.

Investigação da qualidade de farinhas enriquecidas utilizando Análise por Componentes Principais (PCA)

Alguns países, incluindo o Brasil (RDC 344, 2002), instituíram uma regulamentação indicando que farinhas de milho e trigo devem ser enriquecidas com ácido fólico e ferro. O principal objetivo deste trabalho foi a avaliação de algumas características de farinhas enriquecidas usando a Análise por Componentes Principais (PCA). Parâmetros como o teor de ácido fólico, ferro, proteína, lipídios, umidade, cinzas e carboidratos foram avaliados em 30 embalagens de farinhas adquiridas em comércio local. As farinhas de trigo e milho apresentaram, em média, composição centesimal aceitável de acordo com a Legislação Brasileira. Para as farinhas de trigo, a concentração de ácido fólico estava, em média, próxima ao esperado. As farinhas de milho continham quantidade superior da vitamina. Para os dois tipos de farinha, constatou-se teor de ferro acima do valor declarado no rótulo dos produtos. Uma matriz com 30 linhas (amostras) e 7 colunas (variáveis) foi organizada e os dados foram autoescalados. A primeira informação observada foi uma clara diferenciação entre os tipos de farinhas. As farinhas de trigo foram caracterizadas por maior quantidade de proteínas, umidade e cinzas. Por outro lado, as farinhas de milho apresentaram maior concentração de ferro, lipídios, carboidratos e ácido fólico. Foi possível notar também que farinhas acondicionadas em embalagens de plástico apresentaram menor quantidade de ácido fólico (152 µg.100 g-1, em média), quando comparadas às amostras armazenadas em embalagens de papel (259 µg.100 g-1, em média). Esse estudo pode fornecer ferramentas importantes para a avaliação dos programas de enriquecimento de alimentos com ácido fólico, principalmente, por apontar, preliminarmente, para a importância do tipo de embalagem para o acondicionamento das farinhas enriquecidas com a vitamina.

Monitoramento de processos em bateladas através de cartas de controle multivariadas utilizando Análise de Componentes Principais Multidirecionais

Através da utilização de sistemas de controle informatizados, indústrias buscam uma caracterização mais completa de seus processos, gerando, freqüentemente, um grande volume de dados acerca de inúmeras variáveis de desempenho dos processos. Entretanto essa grande massa de dados é subaproveitada, visto que as cartas de controle multivariadas tradicionais, tais como as cartas de Hotelling, MCUSUM e MEWMA não são suficientemente robustas para tratar com um grande número de variáveis correlacionadas, pois foram concebidas para monitorar um número reduzido de variáveis de qualidade do produto final. Diante disso, ferramentas multivariadas mais robustas, que incorporam essas informações, vêm sendo desenvolvidas; dentre estas, destaca-se a Multiway Principal Component Analysis (Análise de Componentes Principais Multidirecionais; ACPM). Neste trabalho, apresenta-se a base teórica para a elaboração de uma carta de controle a partir da estratégia ACPM, para monitoramento on-line de processos em bateladas. Nesses processos, aferições freqüentes de variáveis de processo são disponibilizadas durante a realização de cada batelada. As cartas de controle baseadas em ACPM permitem o tratamento de variáveis autocorrelacionadas, com médias que descrevem trajetórias não lineares se observadas em momentos seqüenciados no tempo. Tais variáveis aparecem com freqüência em processos por bateladas. Uma aplicação das cartas de controle baseadas em ACPM em um sub-processo de produção de borracha para cobertura de pneus ilustra a utilização da ferramenta.

Análise da curva de cupom cambial brasileira : uma aplicação da análise de componentes principais com enfâse em sua utilização para imunização de carteiras

Na presente dissertação foi apresentada, pela primeira vez para o mercado brasileiro, uma aplicação da análise de componentes principais para a identificação dos fatores que influenciam o comportamento da estrutura temporal de cupom cambial brasileira, tendo como amostra cotações de ajuste dos contratos futuros de DDI e de FRA (Forward Rate Agreement) de cupom cambial da BM&F, cotações de fechamento do Dólar à vista e cotações de venda da Ptax800, para o período entre 02/01/2002 e 29/12/2005. Através da aplicação da técnica de análise de componentes principais para as curvas de cupom cambial limpo à vista e a termo foi possível observar superioridade no poder explicativo da última com relação à primeira, com três componentes principais sendo responsáveis por mais de 94% da variabilidade explicada na aplicação da análise de componentes principais à curva a termo de cupom cambial. A superioridade dos resultados obtidos na análise da curva a termo de cupom cambial também pôde ser observada na interpretação visual dos componentes de nível, inclinação e curvatura (interpretação esta que não pôde ser claramente obtida na análise dos gráficos referentes à curva à vista de cupom cambial). Este trabalho também teve como objetivo a análise da efetividade de uma aplicação de imunização do risco de variação nas taxas de cupom cambial baseada nos resultados anteriormente obtidos com a análise de componentes principais da curva a termo de cupom cambial. A estratégia de imunização realizada demonstrou alta efetividade na comparação entre os resultados da carteira objeto de imunização (carteira arbitrária de swaps DólarxCDI) e os resultados da carteira instrumento de imunização (contratos futuros de FRA de cupom cambial da BM&F). Este resultado é de grande importância para o gerenciamento de carteiras que possuam títulos expostos ao risco de variações na curva de cupom cambial.

Estudo sobre o risco de mercado de uma carteira de opções através da análise de componentes principais

A presente dissertação tem como objeto de estudo a superfície de volatilidade implícita de opções européias da paridade Real / Dólar no mercado brasileiro. Este trabalho não tenta explicar as deformações ou os desvios da volatilidade implícita com relação à hipótese de volatilidade constante do modelo de Black & Scholes (1973), mas trata a volatilidade implícita como uma variável financeira interessante por si só, procurando analisar a dinâmica de sua superfície. Para a análise desta superfície, o presente estudo propõe a utilização de uma ferramenta empregada em estudos empíricos de diversos ramos da ciência: a Análise de Componentes Principais – ACP (Principal Component Analysis). As mudanças na superfície de volatilidade alteram o apreçamento das opções de uma carteira. Desta forma, constituem um fator de risco que precisa ser estudado e entendido para o desenvolvimento de estratégias de imunização e de técnicas de gerenciamento de risco, dentre elas o cálculo de Valor em Risco (V@R – Value at Risk). De posse dos resultados obtidos com a análise de componentes principais da superfície de volatilidade implícita, o presente estudo tem por objetivo obter valores limite de variação desta volatilidade implícita, como forma de estimar as conseqüentes variações extremas nos valores de uma carteira de opções. Para tanto, baseia-se em estudos sobre a aplicação da análise de componentes principais da superfície de volatilidade implícita desenvolvidos por Alexander (2001). Estes estudos, por sua vez, são derivados de estudo sobre a dinâmica de curvas de volatilidade proposto por Derman (1999). Para se verificar a eficiência da metodologia proposta, os valores extremos obtidos são testados de acordo com os critérios de teste retroativo propostos pela emenda ao comitê da Basiléia de 1996.

Análise dos comportamentos de curto prazo e longo prazo dos mercados acionários latino-americanos : um estudo baseado em correlações, análise de componentes principais e cointegração

Neste trabalho, através de estudos das correlações, análise de componentes principais e cointegração, é discutida a relação dos comportamentos de curto e longo prazos de índices de mercado de ações representativos de 7 países latino americanos e de suas relações com índices norte-americanos e com índices globais, no período entre Julho de 2001 e Outubro de 2006. Este período foi caracterizado por uma relativa tranqüilidade, se podemos assim classificar a menor volatilidade e tamanho dos retornos, quando comparado às freqüentes crises dos fins dos anos 90. Tanto a análise da matriz de correlação dos índices como dos Componentes Principais dos mesmos demonstra agrupamentos de alguns índices, indicando um comportamento similar de curto prazo destes índices ao longo do período estudado, com movimentos fortemente correlacionados. Contudo, os resultados obtidos neste estudo, dada a falta de cointegração de vários mercados acionários, sugerem que no longo prazo um investidor poderia ter mais proteção com a diversificação que inicialmente se poderia imaginar.

Educação e "participação" : tutela ou crescimento? Análise dos componentes educativos da proposta de planejamento participativo do PRODEMATA

Esta dissertação tem como objeto de análise a relaçao educativa implícita na proposta de planejamento participativo do "Programa de Desenvolvimento Rural Integrado da Zona da Mata", de Minas Gerais, ali em execuçao desde 1976. Tal tarefa educativa integra uma ação educacional mais ampla cujo objetivo principal é a transferência de tecnologia - alvo que norteia todo o Programa. A adequação e a inovação tecnológica visam o aumento da produtividade por hectare em cultivos de parceiros e pequenos proprietários: agricultores sem terra e que a tem em pouca quantidade. A necessidade da intervenção na economia local surgiu, basicamente, em decorrência deste problema, que chegou a gerar uma certa movimentação desses produtores no início da década de 60. Ao nível da participação popular pretendida, a proposta buscaria dissimular as desigualdades presentes na sociedade local e, ao mesmo tempo, difundir e formar novos hábitos de consumo, de modo a gerar demanda para insumos agrícolas industrializados. Todavia a prática educativa efetivada possibilitou a emergência das ambigüidades e incoerências presentes na Proposta, assim como das contradições que esta buscava encobrir. Para isso, foi fundamental a experiência do pequeno produtor e do parceiro, adquirida na sua prática diária de trabalho, sobretudo se se considerar que ambos são excluídos da escola.

Gestão de risco cambial no ambiente corporativo : aplicação da análise de componentes principais para a gestão do risco cambial em Trading Companies brasileiras

O presente estudo busca analisar a adoção de técnicas de imunização de carteiras para a gestão dos hedges cambiais no ambiente corporativo de uma Trading Company, utilizando de forma pioneira a análise de componentes principais aplicada à curva cambial como uma alternativa aos modelos usualmente utilizados de hedge por exposição gerada (back-to-back) e duration hedge que mostram algumas deficiências em sua gestão. Para exemplificar a efetividade da estratégia de imunização foi gerada aleatoriamente uma carteira de exposição cambial com data base de 02/01/2013 composta por 200 transações com valores entre US$5 milhões e -US$10 milhões, para vencimentos também aleatórios entre 03/06/2013 e 01/12/2014 com vencimento no primeiro dia útil de cada mês. Os resultados da Análise de Componente Principais mostraram que para os períodos analisados de 1, 2 e 3 anos, os três primeiros componentes explicam respectivamente 97.17%, 97.90% e 97.53% da variabilidade da curva cambial. No que diz respeito à imunização da carteira, a estratégia que utiliza a metodologia de componentes principais mostrou-se altamente efetiva, quando comparadas à estratégia back-to-back, de forma a permitir a sua aplicabilidade no ambiente corporativo. A estratégia de hedge utilizando-se da Análise de Componentes Principais para 1, 2 e 3 anos e pelo Duration Hedge apresentaram uma efetividade de, respectivamente, 101.3%, 99.47%, 97.64% e 99.24% para o período analisado e uma amplitude na efetividade diária de 8.62%, 7.79%, 8.45% e 19.21% o que indica uma superioridade da estratégia em relação ao Duration Hedge. Os resultados obtidos nesse trabalho são de grande relevância para a gestão de risco corporativo no mercado local.

Avaliação da sensibilidade dos fundos de investimento imobiliários a variações nas taxas de juros através da análise de componentes principais

Os Fundos de Investimento Imobiliários – FIIs – vem ganhando destaque como alternativas de investimento no Brasil. Segundo dados da BM&FBovespa, a média diária de volume negociado aumentou de R$600 mil em 2009 para R$27 milhões em 2014. No entanto, após o IFIX – Indíce de FIIs - atingir seu maior patamar histórico em Janeiro de 2013, este passou apresentar performance negativa, ao mesmo tempo que se observou um processo de elevação da curva de juros. O presente trabalho visa analisar o impacto de movimentos da curva de juros no desempenho dos FIIs. De forma a limitar as divergências encontradas na literatura internacional quanto à taxa de juros utilizada como proxy para a avaliação, utiliza-se da Análise de Componentes Principais para reduzir o número de variáveis, restringindo-se a uma variável de nível e uma de inclinação. Os resultados indicam que aumento no nível da curva de juros tem um impacto negativo no desempenho dos FIIs, ao passo que aumenta na inclinação também tem impacto negativo, mas não de forma relevante.

Análise de componentes arquitetônicos para potencialização da ventilação natural com ênfase em captadores de vento

The building envelope is the principal mean of interaction between indoors and environment, with direct influence on thermal and energy performance of the building. By intervening in the envelope, with the proposal of specific architectural elements, it is possible to promote the use of passive strategies of conditioning, such as natural ventilation. The cross ventilation is recommended by the NBR 15220-3 as the bioclimatic main strategy for the hot and humid climate of Natal/RN, offering among other benefits, the thermal comfort of occupants. The analysis tools of natural ventilation, on the other hand, cover a variety of techniques, from the simplified calculation methods to computer fluid dynamics, whose limitations are discussed in several papers, but without detailing the problems encountered. In this sense, the present study aims to evaluate the potential of wind catchers, envelope elements used to increase natural ventilation in the building, through CFD simplified simulation. Moreover, it seeks to quantify the limitations encountered during the analysis. For this, the procedure adopted to evaluate the elements implementation and efficiency was the CFD simulation, abbreviation for Computer Fluid Dynamics, with the software DesignBuilder CFD. It was defined a base case, where wind catchers were added with various settings, to compare them with each other and appreciate the differences in flows and air speeds encountered. Initially there has been done sensitivity tests for familiarization with the software and observe simulation patterns, mapping the settings used and simulation time for each case simulated. The results show the limitations encountered during the simulation process, as well as an overview of the efficiency and potential of wind catchers, with the increase of ventilation with the use of catchers, differences in air flow patterns and significant increase in air speeds indoors, besides changes found due to different element geometries. It is considered that the software used can help designers during preliminary analysis in the early stages of design

Avaliação de características de desempenho e de carcaça de codornas de corte por meio da análise de componentes principais

Foram utilizados dados de 288 codornas de corte (Coturnix coturnix coturnix) para avaliar a possibilidade de resumir a informação contida no complexo de variáveis originais, eliminando-se variáveis inexpressivas por meio da técnica de componentes principais. Foram registrados o peso vivo (PVIVO) e pesos do peito (PPEITO), das coxas (PCOXA), da gordura abdominal (GA), das vísceras comestíveis (fígado, moela e coração) (FIG, MOELA e CORA) e da carcaça eviscerada (PCEVIS). As carcaças foram secas e trituradas para a avaliação do teor matéria seca (MS), gordura (GORD) e proteína bruta (PB). Dos 11 componentes principais, sete (63,6%) apresentaram variância menor que 0,7 (autovalor inferior a 0,7), sendo sugeridas para descarte, respectivamente, em ordem de menor importância, para explicar a variação total das seguintes variáveis: PCEVIS, PPEITO, PCOXA, CORA, FIG MOELA e GORD. Com base nos resultados, recomenda-se manter as seguintes variáveis em experimentos futuros: PVIVO, MS, PB e GA.