Beverton and Holt equations: spreadsheet functions and uncertainty

This contribution illustrates how modern spreadsheets aid the calculation and visualization of yield models and how the effects of uncertainties may be incorporated using Monte Carlo simulation. It is argued that analogous approaches can be implemented for other assessment models of simple to medium complexity justifying wider use of spreadsheets in fisheries analysis and training.

Validação de métodos analíticos - estudos de casos relevantes de atividades dos laboratórios de controle de qualidade de vacinas

A validação dos métodos de análises em situações fora da rotina, em P&D pesquisa e desenvolvimento, pode tornar-se um processo de difícil solução, em oposição àquelas de rotina, onde as concentrações são conhecidas. Nesta última situação, o método analítico é validado e aprovado com simplicidade. Apesar dos elementos de qualidade básicos para análises em P&D serem os mesmos adotados nas análises de rotina, fatores como o comportamento imprevisível da amostra, a composição desconhecida da matriz e interdependência com o analito, mesmo a incerteza a respeito da escolha do método instrumental, requer uma atenção renovada nos elementos de qualidade existentes. A razão pode ser atribuída à imprevisibilidade do procedimento analítico e a extensão do esforço adicional dos elementos de qualidade. As incertezas das análises em P&D requerem uma cuidadosa consideração do problema, assim como a disponibilidade de técnicas analíticas. Ao mesmo tempo, devem-se observar o planejamento e organização do trabalho, a supervisão do desenvolvimento analítico e a adequação dos aspectos técnico e organizacional - no trabalho de P&D, a definição de responsabilidades e a competência do corpo técnico. A garantia da qualidade nas indústrias farmacêuticas é estabelecida pelo desenvolvimento de especificações apropriadas para matérias-primas, produtos intermediários e produtos finais. A importância de especificações adequadas foi estabelecida e exemplos foram dados no desenvolvimento de especificação típica para produtos farmacêuticos, tais como a vacina e matéria prima. Isto incluiu uma discussão dos tipos de parâmetros que precisam ser controlados e uma indicação dos valores numéricos ou faixas esperadas para muitos materiais utilizados. A metrologia analítica que necessita ser aplicada para demonstrar a observância com as especificações foi discutida, com as implicações de desempenho do método para diferenciar variações na qualidade do produto e a simples variabilidade analítica. Esse trabalho foi escrito para laboratórios, com a finalidade de dar um suporte na implementação da validação de métodos analíticos e introduzir o conceito de incerteza da medida nas análises de rotina. O objetivo foi fornecer de uma maneira compreensível e prática a metodologia dos cálculos das medidas de incerteza baseados principalmente em dados de controle de qualidade e de validação já existentes. Exemplos práticos retirados diretamente do Laboratório de Metrologia e Validação, FIOCRUZ / Bio-Manguinhos, foram apresentados. Entretanto, o tratamento usado neste trabalho é genérico e pode ser aplicável a outros laboratórios químicos

Economics and management strategies for restocking sandfish in Vietnam

This paper assesses the costs and benefits of a proposed project for restocking sandfish (Holothuria scabra) in Khanh Hoa Province, Vietnam. It identifies the key stakeholders, institutional framework, management and financing required for its implementation. The recommended management strategy includes a 50 percent harvest at optimum size. Limiting the number of boats fishing an area, possibly through licensing, can control the number of sandfish removed. The easiest way to prevent harvesting of undersized sandfish is to control the size of processed sandfish from processors. The potential benefits of restocking are shown by the rapid changes in selected indicators, particularly the net present value, the internal rate of return, and the benefit-cost ratio. Probability analysis is used to estimate the uncertainties in the project calculations. Based on a conservative estimate, the restocking of sandfish is expected to be profitable, although cost-benefit analyses are sensitive to the survival of restocked sandfish and their progeny, and the number of boats fishing for sandfish in the release area.

Historical Catches of Humpback Whales, Megaptera novaeangliae, in the North Atlantic Ocean: Estimates of Landings and Removals

Whaling for humpback whales, Megaptera novaeangliae, in the North At- lantic Ocean has occurred in various forms (e.g. for local subsistence, for oil to be sold commercially, using hand harpoons and deck-mounted cannons, using oar-driven open boats and modern powered catcher boats) from the early 1600’s to the present. Several previous attempts to estimate the total numbers of humpback whales removed were considered close to comprehensive, but some uncertainties remained. Moreover, the statistical uncertainty was not consistently presented with the previous estimates. Therefore, we have pursued several avenues of additional data collection and conducted further analyses to close outstanding data gaps and address remaining issues. Our new estimates of landings and total removals of humpback whales from the North Atlantic are 21,476 (SE=214) and 30,842 (SE=655), respectively. These results include statistical uncertainty, reflect new data and improved analysis methods, and take account of some fisheries for which estimates had not been made previously. The new estimates are not sufficiently different from previous ones to resolve the major inconsistencies and discrepancies encountered in efforts to determine the conservation status of humpback whale populations in the North Atlantic.

Algoritmos Genéticos para Síntese de Filtros Aplicados em Controle por Modo Deslizante.

Nesta Dissertação propõe-se a aplicação de algoritmos genéticos para a síntese de filtros para modular sinais de controladores a estrutura variável e modo deslizante. A modulação do sinal de controle reduz a amplitude do sinal de saída e, consequentemente, pode reduzir o consumo de energia para realizar o controle e o chattering. Esses filtros também são aplicados em sistemas que possuem incertezas paramétricas nos quais nem todas as variáveis de estado são medidas. Nesses sistemas, as incertezas nos parâmetros podem impedir que seus estados sejam estimados com precisão por observadores. A síntese desses filtros necessita da obtenção da envoltória, que é o valor máximo da norma de cada resposta impulsiva admissível no sistema. Após este passo, é sintetizado um filtro que seja um majorante para a envoltória. Neste estudo, três métodos de busca da envoltória por algoritmos genéticos foram criados. Um dos métodos é o preferido, pois apresentou os melhores resultados e o menor tempo computacional.

Transboundary Movement of Atlantic Istiophorid Billfishes Among International and U.S. Domestic Management Areas Inferred from Mark-Recapture Studies

Billfish movements relative to the International Commission for the Conservation of Atlantic Tunas management areas, as well as U.S. domestic data collection areas within the western North Atlantic basin, were investigated with mark-recapture data from 769 blue marlin, Makaira nigricans, 961 white marlin, Tetrapturus albidus, and 1,801 sailfish, Istiophorus platypterus. Linear displacement between release and recapture locations ranged from zero (all species) to 15,744 km (mean 575, median 119, SE 44) for blue marlin, 6,523 km (mean 719, median 216, SE 33) for white marlin, and 3,845 km (mean 294, median 98, SE 13) for sailfish. In total, 2,824 (80.0%) billfish were recaptured in the same management area of release. Days at liberty ranged from zero (all species) to 4,591 (mean 619, median 409, SE 24) for blue marlin, 5,488 (mean 692, median 448, SE 22) for white marlin, and 6,568 (mean 404, median 320, SE 11) for sailfish. The proportions (per species) of visits were highest in the Caribbean area for blue marlin and white marlin, and the Florida East Coast area for sailfish. Blue marlin and sailfish were nearly identical when comparing the percent of individuals vs. the number of areas visited. Overall, white marlin visited more areas than either blue marlin or sailfish. Seasonality was evident for all species, with overall results generally reflecting the efforts of the catch and release recreational fishing sector, particularly in the western North Atlantic. This information may be practical in reducing the uncertainties in billfish stock assessments and may offer valuable insight into management consideration of time-area closure regulations to reduce bycatch mortality of Atlantic billfishes.

Confiabilidade Metrológica: o caso da análise de DQO em um laboratório acadêmico.

Desde 2004, o CONAMA (Conselho Nacional de Meio Ambiente), através de sua Resolução n 344, vem exigindo que as análises físicas, químicas e biológicas em matrizes ambientais sejam realizadas em laboratórios ambientais que possuam sua competência técnica reconhecida formalmente através da acreditação concedida pelo Inmetro. Assim, algumas Unidades Federativas vem adotando o mesmo critério para cadastramento de laboratórios em seus bancos de dados. Com isso, houve um crescimento no número de acreditações: em 2002 haviam 12 laboratórios acreditados e em 2012 foram concedidas 198 acreditações a laboratórios ambientais. A adoção da ABNT NBR ISO/IEC 17025 como padrão de trabalho, além de atender as legislações vigentes, possui as seguintes vantagens: satisfação do cliente, credibilidade e melhoria contínua do laboratório, melhoria da capacitação profissional e a conquista de um mercado mais amplo. Buscando adequar-se a essa realidade, apesar de todas as dificuldades inerentes ao processo de implementação dos requisitos da ABNT NBR ISO/IEC 17025 em laboratórios universitários e de pesquisa, o Laboratório de Engenharia Sanitária (LES/DESMA) priorizou a adequação da determinação da demanda química de oxigênio (DQO) aos requisitos técnicos da ABNT NBR ISO/IEC 17025:2005, por ser um parâmetro indicador global de matéria orgânica em águas residuárias e superficiais e ser amplamente utilizado no monitoramento de estações de tratamento de efluentes líquidos e pelo fato deste poder ser determinado por duas técnicas analíticas distintas: espectrofotometria e colorimetria. Em razão deste cenário, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho dos métodos 5220 B e 5220 D descritos pelo Standard Methods, através dos parâmetros de validação de métodos analíticos. Ambos os métodos mostraram-se adequados ao uso a que se destinam e o limite de quantificação determinado apresentou-se compatível com o praticado com os laboratórios acreditados. As incertezas foram calculadas de forma a quantificar a qualidade do resultado.

Critério estatístico para obtenção de valores de NSPT para previsão da capacidade de carga de estacas por métodos semi empíricos.

Uma das tarefas mais desafiadoras do engenheiro na área da Geotecnia é a escolha dos valores de parâmetros geotécnicos obtidos de ensaios de campo ou laboratório e que serão utilizados nos modelos analíticos ou numéricos na fase de projeto de fundações. Diante das incertezas inerentes aos ensaios de SPT e da heterogeneidade de abordagens para a utilização dos valores de NSPT, é proposta neste estudo, a aplicação de um critério estatístico para obtenção de valores de NSPT, a partir da construção de intervalos de confiança de 95% de probabilidade em torno da reta ajustada de regressão linear simples entre a variável aleatória NSPT e a profundidade. Os valores obtidos de NSPT pelo critério aplicado foram utilizados na previsão da capacidade de carga de 19 estacas isoladas a partir da utilização de três métodos semi-empíricos: Aoki-Velloso (1975) com coeficientes alterados por Monteiro (1997), Décourt & Quaresma (1978) alterado pelo método de Décourt (1996) e Método de Alonso (1996). As cargas de ruptura dessas 19 estacas ensaiadas através de Provas de Carga Estática foram obtidas pelos métodos de extrapolação de Van Der Veen (1953) e Décourt (1996) e serviram para comparação e consequente validação do critério estatístico. Adicionalmente, com fulcro no item 6.2.1.2.1 da ABNT NBR 6122:2010 Resistência calculada por método semi-empírico, foram avaliados os fatores de segurança em relação às cargas de projeto, inclusive, também se utilizando da premissa de reconhecimento de regiões representativas, levando em conta o número de ensaios de SPT executados, fato que promove uma diminuição da incerteza dos parâmetros, apontando a um menor fator de segurança. A dissertação enfatiza as vantagens de um adequado tratamento estatístico dos parâmetros geotécnicos, a exemplo da recomendação já existente nas normas internacionais como Eurocódigo e outras. O critério construído permite e encoraja análises e decisões racionais no universo das partes interessadas consumidores, projetistas, fiscais de obras, contratantes e comunidade científica promovendo as discussões de forma mais objetiva e harmoniosa sobre o tema.

Atribuições privativas do Serviço Social sob um novo enfoque analítico

Apesar de ser a primeira profissão da área social a conquistar regulamentação federal no Brasil, o Serviço Social, ainda hoje, encontra dificuldades na definição das suas competências e, principalmente, das suas atribuições privativas. A partir da análise da Lei 8662/93, bem como do processo legislativo que culminou na sua aprovação no Congresso Nacional, esse trabalho dissertativo busca desvelar, fundamentado nos pressupostos teóricos da sociologia das profissões, as conexões existentes entre a estrutura legal da profissão e a indefinição das tarefas específicas dos assistentes sociais, estas já sinalizadas por pesquisas da área e pelo CFESS. Para alcançar os objetivos propostos, também são analisadas e contrapostas as produções de importantes autores do Serviço Social que se dedicaram a refletir sobre os temas relacionados à legislação profissional e ao significado social da profissão, o que aponta para a construção de mais incertezas do que elucidações sobre o assunto.

Controle a estrutura variável para atenuar modos ressonantes em servomecanismos.

Nesta dissertação é mostrada experimentalmente a existência de modos ressonantes em servomotores de corrente contínua sem núcleo de ferro. Até onde se sabe, não já publicações ou documentos técnicos de fabricantes que relatam esse efeito neste tipo de motor. Foi observado também que a frequência da ressonância é variável e que possivelmente depende da temperatura interna do motor. Conforme e mostrado em simulações técnicas tradicionais para o controle de motores podem não ser eficazes para lidar com esses modos ressonantes. Com o objetivo de amortecer a ressonância e obter o controle de velocidade e posição desses motores, são desenvolvidos controladores por modo deslizante baseados em funções de chaveamento obtidas por observadores de alto ganho. Esse controle e robusto a incertezas paramétricas e perturbações. Com o auxílio de simulações são mostrados os pontos fortes e limitações de cada um dos controladores.

Estudo da precisão e da exatidão da técnica da birrefringência acústica na avaliação de tensões residuais e aplicadas.

Este trabalho apresenta um procedimento numérico para o estudo da precisão e da exatidão da técnica de birrefringência acústica como usada no Instituto de Engenharia Nuclear (IEN) para avaliação de tensões residuais e aplicadas em estruturas metálicas. Esse procedimento deverá ser incorporado posteriormente ao módulo de processamento de sinal do sistema ultrassônico utilizado no Laboratório de Ultrassom do IEN para levar em conta, de forma automática e sistemática, as incertezas nos dados de entrada e as suas propagações ao longo dos cálculos efetuados. A birrefringência acústica é geralmente definida a partir das velocidades de duas ondas ultrassônicas volumétricas de incidência normal e ortogonais entre si. A birrefringência pode ser definida diretamente a partir dos tempos de percurso dessas duas ondas, uma vez que elas percorrem o mesmo espaço físico. Os tempos de percurso das ondas podem ser assim considerados como as variáveis primárias de interesse. Por meio da teoria da acustoelasticidade é possível relacionar a birrefringência acústica com as tensões atuantes no material explorando o fato da velocidade da onda ultrassônica ser afetada pela presença de um campo de tensões. Nesta dissertação elaborou-se um conjunto de planilhas eletrônicas no aplicativo Microsoft Excel para efetuar de forma automática todos os cálculos necessários ao objetivo proposto, levando em conta as incertezas nos dados, sua propagação ao longo dos cálculos e o número de dígitos significativos nos resultados. Como exemplo do procedimento desenvolvido, o estudo da precisão e da exatidão na determinação das tensões em uma viga de aço sob flexão pela técnica da birrefringência acústica é apresentado. Como valor de referência, para fins do cálculo da exatidão alcançada, utilizou-se uma solução analítica derivada da teoria clássica da resistência de materiais. Os resultados encontrados indicaram uma razoável precisão, com um erro relativo menor do que 8%, e uma baixa exatidão, menor do que 57%, nos pontos da viga sujeitos às maiores tensões principais de flexão.

Contribuição à confiabilidade de estacas tipo raiz através de um estudo de provas de carga estáticas com aplicação da teoria bayesiana.

Atualmente, o assunto de segurança em fundações tem despertado a atenção de diversos pesquisadores. Muitos entendem ser ultrapassada a utilização, pura e simples, de fatores de segurança em obras geotécnicas. O tratamento determinístico nos projetos de fundações não corresponde às variações e incertezas geradas em todo o processo de investigação do subsolo e processo executivo da fundação, sendo ainda o projeto de fundações um fim de linha de uma longa fila de disciplinas que a precedem e que geram também incertezas nas informações de esforços de suas estruturas e solicitações nas fundações. Porém, são as fundações as primeiras a serem executadas em qualquer obra civil. Este aspecto tem levado à necessidade crescente de verificar também a probabilidade de ruína da fundação por meio da chamada análise de confiabilidade. Com o objetivo de contribuir com a discussão sobre o emprego da análise de confiabilidade, as orientações da norma e o aprimoramento de modelos de cálculo, esta dissertação apresenta, através da aplicação em um estudo de caso, os diferentes aspectos de segurança abordados em projetos de fundações. Procura-se destacar dois tipos básicos de incertezas: aquelas inerentes à variabilidade espacial das propriedades do solo e as decorrentes do modelo de cálculo. Nesta pesquisa são procedidas inicialmente as extrapolações das curvas das provas de carga, que resultarão nos valores da função de Verossimilhança, para a atualização por Bayes. Numa segunda etapa se procede à estimativa da capacidade de carga a priori por alguns métodos consagrados e amplamente utilizados no Brasil. A atualização da estimativa da capacidade de carga é, a seguir, realizada através da metodologia de Bayes, sendo esta uma aplicação de conceitos da probabilidade condicional. A ideia de se proceder a estas duas alternativas de análise à priori foi norteada por duas motivações distintas: i) contribuir para a prática, pelo procedimento de combinação de informações num caso real bem documentado, conforme proposto por Vrouwenvelder (1992) e ii) motivar discussão de opiniões polêmicas de engenheiros de fundações brasileiros em relação à adoção de um fator de segurança inferior a 2 no caso de provas de carga especificadas na fase de projeto.

Modelagem Numérica da Construção de Aterro Instrumentado na Baixada Fluminense, Rio de Janeiro.

A complexidade na previsão do comportamento de aterros sobre solos compressíveis representa um desafio para os engenheiros geotécnicos, mesmo os mais experientes. As limitações das teorias de análise e a dificuldade na seleção de parâmetros muitas vezes acarretam em estimativas de recalque incoerentes com a observação de campo. O presente trabalho tem como objetivo reproduzir a seqüência construtiva de extenso aterro, instrumentado, executado na Baixada Fluminense, Rio de Janeiro, para implantação da indústria Rio Polímeros, utilizando o programa PLAXIS. Os parâmetros geotécnicos foram definidos a partir de ensaios oedométricos, tendo sido realizado um estudo prévio sobre a qualidade das amostras. Estes parâmetros foram confrontados com a experiência local, que resume mais de 30 anos de investigações na argila mole da Baixada Fluminense, no Rio de Janeiro. Apesar da distância entre os locais de investigações, não houve diferenças significativas entre os parâmetros geotécnicos. As análises numéricas foram realizadas considerando-se diferentes hipóteses para o coeficiente de permeabilidade, de forma a reproduzir adequadamente as leituras de placa de recalque e poropressão registradas no campo. Este parâmetro teve grande influência na resposta da modelagem numérica, tendo sido obtidos bons resultados com valores de permeabilidade variando em função da profundidade.

Development of nanotechnologies

This article summarizes the key findings and recommendations of the Royal Society/Royal Academy of Engineering Report on Nanotechnology1. The report is enthusiastic about the great potential benefits of nanotechnologies. Uncertainties associated with the health and environmental impacts of free, manufactured nanoparticles and nanotubes are discussed. It recommends research to understand better their toxicology and exposure pathways, and actions to restrict exposure of humans and the environment to free, manufactured nanoparticles and nanotubes until they are better understood. The need for public dialogue about the development of nanotechnologies is highlighted.

Near optimal combination of sensory and motor uncertainty in time during a naturalistic perception-action task.

Most behavioral tasks have time constraints for successful completion, such as catching a ball in flight. Many of these tasks require trading off the time allocated to perception and action, especially when only one of the two is possible at any time. In general, the longer we perceive, the smaller the uncertainty in perceptual estimates. However, a longer perception phase leaves less time for action, which results in less precise movements. Here we examine subjects catching a virtual ball. Critically, as soon as subjects began to move, the ball became invisible. We study how subjects trade-off sensory and movement uncertainty by deciding when to initiate their actions. We formulate this task in a probabilistic framework and show that subjects' decisions when to start moving are statistically near optimal given their individual sensory and motor uncertainties. Moreover, we accurately predict individual subject's task performance. Thus we show that subjects in a natural task are quantitatively aware of how sensory and motor variability depend on time and act so as to minimize overall task variability.