Uma investigação de algoritmos exatos e metaheurísticos aplicados ao nonograma

Nonogram is a logical puzzle whose associated decision problem is NP-complete. It has applications in pattern recognition problems and data compression, among others. The puzzle consists in determining an assignment of colors to pixels distributed in a N  M matrix that satisfies line and column constraints. A Nonogram is encoded by a vector whose elements specify the number of pixels in each row and column of a figure without specifying their coordinates. This work presents exact and heuristic approaches to solve Nonograms. The depth first search was one of the chosen exact approaches because it is a typical example of brute search algorithm that is easy to implement. Another implemented exact approach was based on the Las Vegas algorithm, so that we intend to investigate whether the randomness introduce by the Las Vegas-based algorithm would be an advantage over the depth first search. The Nonogram is also transformed into a Constraint Satisfaction Problem. Three heuristics approaches are proposed: a Tabu Search and two memetic algorithms. A new function to calculate the objective function is proposed. The approaches are applied on 234 instances, the size of the instances ranging from 5 x 5 to 100 x 100 size, and including logical and random Nonograms

Práticas agroecológicas para o cultivo do gergelim (Sesamum indicum L.)

The exceeded use of the natural resources required by the modern agriculture has been caused soil impoverishment, soil salinization and soil compaction. The unreasonable use of chemical fertilizers and pesticides causes chemical imbalances in the plant tissues, nutritional losses, taste chances and human health problems. The monocrops are more vulnerable to the pest and disease attacks. The aim of this work were to indicate the better relative planting time of the cowpea bean for the sesame/cowpea bean intercropping based on the evaluation of agronomic, economic, ecological and physiological parameters and to evaluate the viability of the cow urine and cassava wastewater use as alternative fertilizers on the sesame cultivation. In a field essay, when the sesame/cowpea bean was evaluate, the mainly treatments were the single planting of the two cultures and the multiple cropping, with the cowpea bean being planted on the same time, 7, 14 and 21 days after the sesame. The mainly treatments of the second essay were the combined doses of the cow urine (0 and 50 ml) and cassava wastewater (0, 500 and 1000 mL). In the intercrop evaluation significant differences were found between the treatments for the most of the parameters. It was verified that as the sowing of the cowpea bean was retarded in relation to the sesame sowing, the sesame performance increased when the cowpea bean performance decreased. The treatment 7 days balanced the competition relations that occurred between the two crops in the intercrop. The sesame presented little pronounced responses to the different doses of cassava wastewater. The cow urine affected the sesame growth and the growth rates increased with the increasing of the application of the product. The responses of the sesame growth to the cow urine application must be related both the nutritional richness of the product and the presence of growth stimulating substances. The obtained results indicated that in the sesame/cowpea bean intercropping, when the sesame is planted 7 days after the sesame, there is a higher possibility of the net gains to the farmer. Cow urine and cassava wastewater may be used as additional organic fertilizers

Estudos sedimentológicos e o contexto estrutural da formação Serra do Martins, nos platôs de Portalegre, Martins e Santana/RN

This dissertation deals with sedimentological and structural framework of the siliciclastic rock of the Serra do Martins Formation (FSM) in the Portalegre, Martins and Santana plateau, located to the south of Potiguar Basin, in the southwest and central Rio Grande do Norte state. This formation, regarded as of Oligo-Miocene age based on intrusive relations of the Miocene Macau volcanics, has a still disputable age due to the lack of appropriate bio and/or chronostratigraphic markers. The FSSM deposits crop out along 650 to 750 m high plateau, as a remanescent sedimentary cover directly overlying topographically uplifted pre-cambrian crystalline rocks. During the last decades, these deposits were interpreted according to a Tertiary paleoclimatic evolutionary model, associated to pedogenetic processes. The sedimentological characterization of the FSM was done through a detailed study of its facies, petrography and diagenetic features. The facies study was based on description of field relations, textures and structures, the piling up of the strata and their lateral variations. The FSM was deposited by an anastomosing to coarse-meandering fluvial system, including deposits of lag, cannel-fill, ouver-bank and flood plain. The petrographic composition of the sediments, coupled to their facies and paleocurrent directions, suggest a rather distal sourcearea, to the south of the present plateau. The diagenetic study identified an incipient grain mechanical compaction, pronounced dissolution of the framework, matrix and/or cement components, intense precipitation of kaolinite, silic and, eventually, iron oxides, besides mechanical infiltration of the clays. Most of these events, regarded in the literature as associated to near-surface conditions (eo or telodiagenesis), indicate the FSM sediments were never deeply buried. Topographic relations along longitudinal and transversal sections reaching the Potiguar Basin to the north identified regional dips that allow to discuss stratigraphic correlations between the FSM and the basin formations. The sedimentological features of the different units and the intrusive relations of the Macau volcanics were also considered in these correlations,which support the Oligo-Miocene age previously accepted for the FSM. Concerning the tectonic framework of the FSM, this work investigated the pre-cambrian to cretaceous heritage and the cenozoic deformation, allowing the recognition of pre-, sin and post-FSM structures. The crystalline basement, belonging to the Seridó Belt, displays NE and WNW foliation trends related to the Brasiliano-age ductile shear zones. In this terrain, brittle-ductile and brittle NE- and NW-trending structures, associated with extensional joints filled with pegmatites and quartz veins, are related to an E-W compression by the end of Brasiliano Cycle. The E-W joints and NE-trending fractures were reactivated by N-S to N-S to NW extension during late Jurassic to Cretaceous times, controlling the emplacement of the Rio Ceará-Mirim basic dyke swarm and the opening of the Potiguar rift basin

Diagênese e proveniência dos arenitos da tectonossequência Rifte na bacias do Rio do Peixe Araripe, NE do Brasil

This thesis presents diagenetic and provenance studies of sandstones belonging to the Rift Tectonosequence of the Rio do Peixe and Araripe basins. These basins are located in the interior of Northeast Brazil aligned along the Trend-Cariri Potiguar. Their origin is related to the Early Cretaceous rifting event. In terms of lithostratigraphy, the studied section corresponds to the Antenor Navarro, Sousa and Rio Piranhas formations of the Rio do Peixe Basin, and the Missão Velha and Abaiara formations of the Araripe Basin, outcropping in the central-west Cariri Valley. A facies analysis was performed and identified nine distinct sedimentary facies for the Rio de Peixe Basin and ten sedimentary facies for the Araripe Basin, individualized according to the different rock types and their sedimentary structures. These facies associations to led paleoenvironments interpretations and their vertical succession allowed understanding the evolution of the depositional setting during the cronostratigraphic interval studied in these basins. Based on petrographic and diagenetic studies it was possible to characterize the texture and mineralogy of these sandstones, identifying their diagenetic stage and the grain framework provenance. The petrographic study allowed to classify the lithotypes studied in both basins as quartzarenites. Such quartzarenites, in general, are rich in quartz, feldspar and lithic fragment grains, and at accessory levels tourmaline, sphene, zircon, epidote and other mineralogy. The diagenetic history of the studied rocks proved to be very complex, being characterized by a variety mineral of phases that succeeded each other during the eo, meso and telodiagenetic stages. According to the studied formation and the textural and compositional aspects of the rocks, some processes were more or less active, while others were even absent. The eodiagenetic stage is marked by mechanical infiltration of clays and early mechanical compactional processes. The mesodiagenetic phase is characterized by continuity of the mechanical compaction and the beggining of chemical compaction, with quartz and feldspar overgrowths, precipitation of kaolinite, alteration of framework grains to chlorite and illite, and finally, precipitation of opaque minerals. The telodiagenetic stage is represented by the oxidation of some grains, matrix and cements. For the provenance analysis of the studied sandstones were used ternary diagrams whose vertices correspond to the percentage of quartz, feldspar and lithic fragments. This study allowed identifies the source area of these rocks as continental blocks. It was also possible, based on the chemical stability and mineralogical maturity of the rocks, recognize that the Antenor Navarro Formation of the Rio do Peixe Basin, and the upper section of the Missão Velha Formation of Araripe Basin have less maturity and stability when compared with the other studied formations

Beachrocks do Rio Grande Do norte: correlação entre os depósitos costeiros e os de zona costa-afora com base na faciologia, petrografia e diagênese

Beachrocks são rochas sedimentares formadas pela cimentação de sedimentos praiais por carbonato de cálcio em especial, calcita e/ou aragonita em zona de estirâncio. A ocorrência dessas rochas é bastante comum em diversas partes do globo, sobretudo em regiões com latitudes inferiores a 40º. O Rio Grande do Norte possui grande quantidade de beachrocks, os quais afloram tanto em regiões costeiras quanto em zona costa-afora. Os depósitos de beachrocks de zona costeira do referido estado têm sido estudados por diversos autores, os quais abordaram os mais variados temas desde o início do século XX. Por outro lado, os depósitos de zona costa-afora apesar de terem sido estudados por poucos autores têm ganhado atenção apenas nos últimos anos. Porém, nenhum trabalho até o presente fez algum tipo de estudo comparativo de cunho geológico entre os corpos de beachrocks presentes em ambas as zonas: costeira e costa-afora. Sendo assim, a presente dissertação teve o intuito de correlacionar os corpos de beachrocks que afloram em zona costeira aos que estão atualmente dispostos em zona costa-afora, próximo a isóbata de 25 m, levando em consideração seus aspectos petrográficos, diagenéticos e sedimentológicos. Para isso, foram percorridos cerca de 260 km de litoral, correspondendo ao trecho entre os municípios de Extremoz e Tibau, em busca de afloramentos de beachrocks. Seções colunares foram confeccionadas e amostras coletadas em estações de amostragem representativas da zona costeira, ao passo que da zona costa-afora apenas seções delgadas foram analisadas. Trabalhos disponíveis na literatura sobre o tema e área em pauta também foram utilizados. A partir dos dados levantados, observou-se que os beachrocks são formados por diferentes camadas ao longo de um perfil vertical. Estas camadas são claramente identificadas em afloramento pela diferença existente na composição, textura e estruturas sedimentares peculiares a cada uma delas. Seções delgadas foram confeccionadas e analisadas a partir de amostras coletadas nas diferentes camadas de diversos afloramentos. Um afloramento foi escolhido como afloramento modelo sendo este o de São Bento do Norte por apresentar a maior espessura de rocha aflorante (1,9 m). Este tem sido muito bem estudado tanto no corrente trabalho quanto em trabalhos de outros autores. A este foram comparados todos os outros afloramentos analisados. A partir da análise micropetrográfica, foram identificadas 03 microfácies para os beachrocks do Rio Grande do Norte, sendo elas: Quartzarenítica (< 2,9% de bioclastos), Quartzarenítica Bioclástica (entre 3 e 9,9% de bioclastos) e Bio-quartzarenítica (> 10% de bioclastos). Associando essas microfácies às análises sedimentológicas realizadas foi possível propor que as microfácies Quartzarenítica e Bio-quartzarenítica foram depositadas em zona de estirâncio enquanto que a microfácies Quartzarenítica Bioclástica foi depositada em zona de face litorânea superior. A história diagenética dos beachrocks estudados é marcada por quatro principais processos: compactação mecânica, cimentação, dissolução e geração de porosidade secundária, e oxidação. Dentre esses, o processo de cimentação é o mais importante, sendo caracterizado por precipitação de cimento de calcita rica em Mg sob cinco morfologias, a saber: cutículas criptocristalinas, franjas prismáticas isópacas, calcita espática microcristalina, calcita espática equante e agregados pseudo-peloidais. Todas estas morfologias foram formadas durante o estágio de eodiagênese, nas zonas freática marinha ativa ou freática meteórica ativa, corroborando assim com a idéia de que beachrocks têm sua litificação completa a pequenas profundidades. Associando as análises microfaciológicas às diagenéticas foi possível sugerir que a sucessão vertical de camadas vista em alguns beachrocks costeiros representam registros de variações de mais alta frequência do nível do mar durante o Holoceno. A partir daí, baseando-se em informações obtidas através de curvas de variação do nível do mar relativo no Holoceno para o Rio Grande do Norte, disponíveis na literatura, e na correlação aqui realizada entre os beachrocks costeiro e aqueles de zona costa-afora, foi possível inferir que estes últimos representam uma antiga linha de costa formada a idades relativas superiores a 7.000 anos A.P

Características ultra-estruturais e diferenciativas das espermátides de piracanjuba (Brycon orbignyanus) durante a espermiogênese

A espermiogênese que ocorre em piracanjuba Brycon orbignyanus pode ser dividida em quatro etapas morfológicas, cujas características principais consistem em reduções dos volumes citoplasmático, nuclear e celular, e compactação da cromatina nuclear das espermátides, sendo que as etapas espermiogenéticas ocorrem simultaneamente. Ao final da espermiogênese, quando as espermátides atingem nível elevado de diferenciação, os núcleos se tornam mais compactos e os citoplasmas se tornam reduzidos. Estas modificações resultam na formação de células altamente diferenciadas, os espermatozóides com cabeça, peça intermediária e flagelo bem definidos. As espermátides e os espermatozóides foram observados em cistos germinativos, mas também podem ser encontrados na luz dos túbulos seminíferos.

Cardioplegia using low volumic cardioplegic agents: morphological study in isolated rabbit hearts

INTRODUÇÃO: A solução cardioplégica farmacológica busca eliminar as conseqüências do dano isquêmico, que é o resultado do desbalanço entre a oferta e o consumo de energia durante a parada dos batimentos cardíacos, nas cirurgias cardíacas com circulação extracorpórea. OBJETIVO: Este trabalho avalia experimentalmente as alterações estruturais e ultra-estruturais em coração isolado de coelhos submetidos à parada protegida pela Solução para Cardioplegia de Baixo Volume (SCBV). MÉTODO: O estudo compreendeu um grupo controle e dois grupos experimentais. No grupo I, a parada cardíaca foi obtida pela infusão da SCBV por 2 horas. No grupo II, o experimento foi conduzido da mesma forma até a parada protegida pela SCBV por duas horas, imediatamente procedeu-se à reperfusão com solução oxigenada de Ringer Locke (RL) por uma hora. No grupo controle os corações foram perfundidos com solução oxigenada de RL por duas horas. Após os experimentos, oito amostras de parede lateral do ventrículo esquerdo foram fixadas em formaldeído 10% e glutaraldeído 2,5% para análises histológica e ultra-estrutural. RESULTADOS: As células do miocárdio, fibroblastos e células endoteliais, observadas nos grupos experimentais I e II, apresentaram marginalização da heterocromatina, compactação do nucléolo, alteração na forma das mitocôndrias, compactação das cristas e aumento da densidade da matriz mitocondrial, indicando que tanto a estrutura nuclear quanto a das organelas citoplasmáticas foram alteradas em relação às células do grupo controle. CONCLUSÃO: As modificações estruturais foram decorrentes de uma adaptação fisiológica da célula, não sendo indicativas de oncose ou apoptose, sugerindo, portanto, que a solução cardioplégica utilizada foi eficiente para a preservação das células.

Desenvolvimento e caracterização de suportes porosos de polietileno de ultra alto peso molecular (PEUAPM) para utilização como biomaterial para reposição e regeneração óssea

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Crescimento de Stylosanthes cv. Campo Grande em diferentes níveis de densidade de um Latossolo Vermelho

O Stylosanthes spp. cv. Campo Grande é uma leguminosa recomendada para a recuperação de áreas de pastagens degradadas, entretanto são escassas as informações sobre seu desenvolvimento em solos compactados. Assim, objetivou-se com o presente trabalho avaliar o desenvolvimento do Stylosanthes cv. Campo Grande em diferentes níveis de densidade de um Latossolo Vermelho eutroférrico (LVef). O experimento foi desenvolvido no período entre setembro de 2007 e março de 2008, em cultivo protegido. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado. Os tratamentos consistiram de cinco níveis de compactação do solo em sub-superfície (1,0; 1,2; 1,4; 1,6 e 1,8 Mg m-3) com quatro repetições. As unidades experimentais foram compostas por vasos montados a partir de anéis de PVC sobrepostos. No solo estudado (LVef) o máximo crescimento do Stylosanthes cv. Campo Grande ocorre com a densidade de solo em torno de 1,27 Mg m-3; e densidades de solo acima de 1,00 Mg m-3 limitam o desenvolvimento radicular desta leguminosa.

Influência do preparo inicial sobre a estrutura do solo quando da adoção do sistema plantio direto, avaliada por meio da pressão de preconsolidação

Os efeitos do tráfego e do tipo de preparo sobre a estrutura dos solos agrícolas, quando da adoção do sistema plantio direto na região dos Cerrados, têm sido pouco pesquisados. Os estudos desenvolvidos são apenas qualitativos e utilizam-se, geralmente, de propriedades, tais como: a densidade do solo e a resistência do solo à penetração, as quais não possibilitam predizer quanto de pressão o solo pode receber de forma que, em manejos futuros, a compactação possa ser evitada. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do preparo inicial do solo quando da adoção do sistema plantio direto sobre a estrutura de um Latossolo Vermelho distrófico por meio da pressão de preconsolidação (sigmap). Os valores de sigmap foram obtidos a partir da elaboração de modelos de compressibilidade, os quais consideraram a influência dos seguintes fatores: (1) preparo inicial do solo: arado de aivecas (AA), arado de discos (AD), grade aradora (GA) e vibrosubsolador (VS); (2) manejo: sistema plantio convencional (PC), o qual foi utilizado como testemunha para avaliar a influência dos preparos e (3) profundidade: superficial (SP - 0,00 a 0,05 m) e profundidade média de trabalho dos implementos (PMT- 0,24 a 0,27 m). Os resultados evidenciaram que a sigmap mostrou-se eficiente na avaliação da influência do preparo inicial sobre a estrutura do solo quando da instalação do sistema plantio direto no Latossolo Vermelho distrófico, tendo o seu valor variado entre preparos e profundidades estudados. A sigmap evidenciou maior resistência mecânica e, portanto, maior consolidação da estrutura do solo na profundidade SP dos tratamentos da área sob plantio direto. Verificou-se, também, que os preparos iniciais avaliados reduziram a resistência mecânica do solo na profundidade PMT, quando comparados à do sistema plantio convencional. Todavia, são o vibrosubsolador e o arado de discos os implementos recomendados para alívio dessa resistência, isto é, para a melhoria da estrutura do solo nas profundidades SP e PMT, respectivamente, quando da adoção do sistema plantio direto.

O tráfego de máquinas agrícolas e as propriedades físicas, hídricas e mecânicas de um Latossolo dos Cerrados

No Brasil, o tráfego contínuo e inadequado de rodados de máquinas e a ação da soleira dos implementos sobre áreas agrícolas na região dos Cerrados têm provocado alterações dos atributos físicos e mecânicos dos solos. Com este entendimento, este estudo teve por objetivo avaliar a influência do rodado traseiro e da soleira de implementos agrícolas, usualmente utilizados na região dos Cerrados, sobre a compressibilidade de um Latossolo Vermelho distrófico típico. Os ensaios foram realizados em parcelas preparadas com arado de discos, arado de aivecas, grade aradora e semeadora/adubadora, que, desde novembro de 1994 até à data da amostragem, novembro de 1999, estiveram sob o sistema plantio direto. As alterações na compressibilidade foram avaliadas pela quantificação das pressões de preconsolidação, assim como por algumas propriedades físicas e hídricas (densidade do solo, porosidade e condutividade hidráulica do solo saturado) no momento do preparo e depois da colheita. No momento do preparo, logo depois da passada do rodado e antes que o implemento mobilizasse o solo, o solo foi avaliado em superfície (SP - 0,00 a 0,05 m) e na profundidade média de trabalho (PMT - 0,24 a 0,27 m). A influência da soleira dos implementos foi avaliada logo depois do corte, na profundidade de trabalho abaixo da soleira de cada implemento (PT-SI). Depois da colheita, as amostragens foram repetidas, o que permitiu verificar a influência dos tráfegos subseqüentes. A intensidade de tráfego do rodado e a ação da soleira dos implementos alteraram a compressibilidade, a densidade do solo, a porosidade e condutividade hidráulica do solo saturado do Latossolo Vermelho distrófico nas profundidades: superficial (SP), profundidade média de trabalho (PMT) e profundidade de corte dos implementos (PT-SI). de maneira geral, a passada do rodado traseiro aumentou os valores de pressão de preconsolidação (sigmap) do solo na superfície (SP), enquanto o tráfego subseqüente, necessário ao cultivo, elevou esses valores em subsuperfície, tanto na PMP como em PT-SI. A passada do rodado elevou e reduziu a densidade do solo (Ds) e a macroporosidade, respectivamente, tendo sido o arado de aivecas o implemento que mais modificou essas propriedades. As soleiras dos órgãos ativos do arado de discos e da grade aradora foram as que mais elevaram a pressão de preconsolidação (sigmap), consolidando, portanto, a estrutura do solo na profundidade PT-SI. Com exceção da semeadora/adubadora, a soleira dos órgãos ativos dos demais implementos avaliados reduziram significativamente a condutividade hidráulica do solo saturado (Ks) na profundidade PT-SI, tendo o arado de aivecas se mostrado o implemento mais impactante, seguido da grade aradora e arado de discos.

Sistemas de preparo e resistência à penetração e densidade de um Latossolo Vermelho eutrófico em cultivo intensivo e pousio

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Micromorfologia do solo e sua relação com atributos físicos e hídricos

O objetivo deste trabalho foi avaliar a relação entre atributos micromorfológicos e físicos de um Latossolo Vermelho eutroférrico, sob cultivo de cana-de-açúcar. As amostras de solo foram coletadas nos pontos de cruzamento de uma malha, com intervalos regulares de 10 m, perfazendo um total de 100 pontos, nos horizontes A1 e AB. Os altos valores da densidade do solo, microporosidade e resistência do solo à penetração, e os baixos valores da macroporosidade, porosidade total e condutividade hidráulica do solo saturado, principalmente no horizonte AB, indicaram compactação confirmada pela análise de imagens (micromorfologia).

Crescimento e atividade de raízes de soja em função do sistema de produção

O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito de culturas de inverno e de primavera no crecimento do sistema radicular e na produtividade da soja, e comparar um método direto (trado) com um indireto (com rubídio), na análise do sistema radicular. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso, em parcelas subdivididas, com quatro repetições. As parcelas foram constituídas pelas culturas de inverno, triticale (X Triticosecale) e girassol (Helianthus annuus), e as subparcelas pelos culturas de primavera, milheto (Pennisetum glaucum), sorgo forrageiro (Sorghum bicolor) e crotalária júncea (Crotalaria juncea), além da escarificação, realizada em 2003 e 2009. A soja (Glycine max) foi cultivada no verão e seu sistema radicular foi avaliado por amostragem física das raízes, com trado, e por avaliação da atividade radicular com rubídio. Modificações na arquitetura ou na atividade do sistema radicular da soja não afetaram a produtividade. A distribuição física e a atividade radicular não foram afetados significativamente pelas espécies de inverno, mas o crescimento foi favorecido após o cultivo do milheto e do sorgo forrageiro, na primavera. A medida direta do sistema radicular com trado apresenta baixa correlação com a atividade radicular.

Compressibilidade do solo e sistema radicular da cana-de-açúcar em manejo com e sem controle de tráfego

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)