Governança e modelação de processos de TI

Estudos efectuados, ao longo dos últimos anos, têm demonstrado como os recursos de Tecnologia de Informação (TI) devem ser usados de maneira a propiciar a criação de ambientes organizacionais mais alinhados com as necessidades de negócio. Actualmente, vivemos um processo competitivo onde as organizações gerem muitos activos – pessoas, dinheiro, instalações, fornecedores, clientes – e investem fortemente em Tecnologia de Informação. Para que a organização consiga extrair benefícios concretos do processo de manipulação do conhecimento é necessário que esta possua mecanismos estruturais de gestão que permitam criar uma base de conhecimento adequada, levando a organização a preservar o seu capital intelectual. A governança de TI, na forma como é debatida actualmente no mercado, está mais focada no uso de boas práticas representadas por metodologias como CobiT (Control Objectives for Information and related Technology) e ITIL (Information Technology Infrastructure Library). No entanto, neste estudo vamos mais além e apresentamos uma visão de como a governança de TI pode ser útil ao alinhamento do negócio com a TI, através do uso de uma nova técnica que permite identificar os níveis de aptidão da gestão de serviços de TI, de modo a avaliar e gerir, não só os problemas complexos dos sistemas de informação e a tecnologia das organizações, mas também questões de gestão, operacionais e culturais. Esta dissertação propõe um método para avaliar o grau de maturidade da governança de TI dentro de uma organização. Simultaneamente, foram recolhidas métricas da complexidade dos processos de TI, as quais foram correlacionadas com os níveis de maturidade. Baseado nestas correlações, foi criado um modelo que interliga a governança de TI com o nível de complexidade dos processos de TI. Começamos por fornecer uma panorâmica sobre o trabalho que tem sido desenvolvido nas áreas de domínio desta dissertação; apresentamos alguns conceitos básicos sobre a governança de TI e qual a sua importância; relatamos detalhadamente a abordagem adaptada para determinar o perfil de governança de TI das empresas portuguesas; formalizamos um conjunto de indicadores quantitativos que permitem exprimir a complexidade de um processo, com recurso à linguagem OCL (Object Constraint Language), sobre um metamodelo BPMN (Business Process Modeling Notation); analisamos os resultados e apresentamos as conclusões. Esta dissertação termina com a identificação das linhas de orientação gerais para a continuação futura do trabalho desenvolvido.

MGPSI – Metodologia de gestão de projectos aplicada ao desenvolvimento de sistemas de informação

No domínio da concepção e desenvolvimento de sistemas de informação, é vulgar encontrar projectos que estão nas seguintes situações: não cumprem prazos; ultrapassam os orçamentos previstos; têm um nível de qualidade baixo. Esta última situação irá reflectir-se, posteriormente, na manutenção dos referidos projectos. Estudos efectuados concluem que há várias causas para que tais factos ocorram e entre as principais está a ausência de uma metodologia de gestão de projectos. Assim, uma solução que permita minimizar as situações supracitadas passa pela criação e implementação de uma metodologia de gestão de projectos aplicada ao desenvolvimento de sistemas de informação. Esta metodologia contribuirá para optimizar a gestão e aumentar a produtividade das equipas de projecto, e, consequentemente, incrementar o nível de maturidade da gestão de projectos. Na análise do trabalho relacionado, identificaram-se os seguintes pontos fracos: não identificação e clarificação de uma atribuição inicial de processos e actividades a projectos e não existência de uma caracterização inicial do projecto. Outros pontos fracos, embora menos recorrentes, foram a inexistência de versões de processos e insuficiente informação sobre a constituição de uma base de dados de conhecimento da gestão de projectos. O objectivo principal desta dissertação consistiu em conceber, implementar e avaliar, num organismo público, uma metodologia de gestão de projectos aplicada à concepção e desenvolvimento de sistemas de informação. Assim, criou-se e simulou-se um modelo com vários subprocessos e actividades, usando ferramentas de gestão de processos de negócio. A implementação traduziu-se na criação de um portal, contendo um sistema de informação com um conjunto inicial de procedimentos, para se garantir uma gestão integrada de projectos.

Contributo da modelação participada para a avaliação integrada da sustentabilidade. O caso da avaliação ambiental estratégica

A Avaliação Integrada da Sustentabilidade (AIS) é um processo cíclico e interactivo. O conjunto de princípios subjacentes à AIS dizem respeito aos trade‐offs entre valores, horizontes longos e curtos, entre domínios sociais, económicos e ecológicos e entre diferentes níveis de escalas de análise. Um processo de AIS inclui um sistema de interesse que é caracterizado por um problema persistente, motivando o potencial de uma política de intervenção, culminando numa decisão ponderada que recomende ou rejeite uma dada proposta. A Avaliação Ambiental Estratégica (AAE) surge como uma avaliação de Planos, Programas ou Políticas, no sentido de enquadrar desde uma fase inicial de planeamento, as questões ambientais, a um nível estratégico. Muitos autores e diversas equipas de AAE encaram já estes processos de uma forma integrada. A literatura evidenciou algumas lacunas apontadas a este processo, bem como o espaço existente para novos métodos. A modelação participada consiste numa ferramenta baseada na metodologia de dinâmica de sistemas, apresentando‐se como uma plataforma promissora no envolvimento de partes interessadas nos processos de tomada de decisão em ambiente. Qualquer forma de participação num processo de modelação, pode ser aceite como modelação participada. Estes processos foram bastante bem sucedidos em alguns casos de planeamento com vista à sustentabilidade. Neste sentido, efectuou‐se uma análise comparativa de um conjunto de AAE’s, considerando uma escala de cinco parâmetros (factores de avaliação, indicadores, participação, alternativas e efeitos cumulativos). Esta análise teve o intuito de facilitar o entendimento sobre o comportamento das AAE relativamente a estes aspectos, de forma a identificar oportunidades de melhoria. Foram realizadas entrevistas a um conjunto de peritos na área de AAE, com o objectivo de recolher a opinião sobre este tema. Posteriormente, foi desenvolvido um modelo conceptual de aplicação da modelação participada a processos de AAE. Este modelo não tem o objectivo de se sobrepor às metodologias existentes mas tenta colmatar alguns aspectos menos conseguidos da AAE revelados pela análise comparativa entre as AAE’s e pelas entrevistas realizadas. Conclui‐se que esta metodologia, mais propriamente a modelação participada em dinâmica de sistemas, poderá contribuir positivamente para processos de AAE. As principais vantagens surgem numa fase de definição de âmbito, nomeadamente na estruturação do processo participativo, na identificação das inter‐relações entre os diferentes factores de avaliação e na identificação de alternativas e efeitos cumulativos. Pode também ser útil para a fase de avaliação de efeitos, através da construção de um modelo de simulação, sendo que esta fase demonstrou alguns pontos fracos relacionados com a informação disponível e a morosidade do processo.

Saneamento básico do fluxo cíclico para a inovação da NB 688

O estado actual do saneamento básico na Bolívia e noutros Países em desenvolvimento, por factores que exercem pressões sobre os recursos hídricos, é incompatível entre a oferta existente e a crescente procura de água. Cria-se um desequilíbrio, agravado pela distribuição temporal e espacial, bem como pela degradação acelerada dos meios receptores, devido ao forte crescimento demográfico das populações, novos hábitos de vida e desenvolvimento urbano e industrial, sem um adequado planeamento. A desejável adaptação da Norma Boliviana 688, apostando numa descentralização dos sistemas de tratamento de águas residuais como uma alternativa eficiente, eficaz e sustentável, pressupõe, um tratamento com uma tecnologia adequada. No presente trabalho propõem-se, dentro do enquadramento teórico no contexto adaptado à NB 688, os fundamentos dos modelos de saneamento básico do fluxo linear caracterizando-se por uma autodepuração impossível provocando um impacto ambiental irrecuperável, pois apresentam perda de nutrientes, sistemas de ligações unitários para as águas residuais, não existem estações de tratamento ou o funcionamento é deficiente. No entanto, o modelo do fluxo cíclico caracteriza-se pela autodepuração viável, capital ambiental sustentável e eficiente mediante as ligações dos sistemas separativos das águas residuais, disposição de estações de tratamentos, reutilização das águas residuais tratadas, inovando em termos de produtividade e de reutilização de nutrientes, fechando o ciclo da água e nutrientes. Inovar a Norma Boliviana 688 considerando um saneamento sustentável do fluxo cíclico, adaptadas para as diversas populações, protegendo a sua saúde, garantindo a implantação de estações de tratamentos eficientes descentralizadas, valorizando a qualidade das águas tratadas aptas para culturas de rega, oferecendo benefícios económicos, socias e ambientais.

Modelação SIG na avaliação do risco de incêndio na reserva nacional do Niassa

Como qualquer outro desastre natural, os incêndios tem vindo a influenciar os ecossistemas, provocando constantes mudanças. Nem todos os ecossistemas estão adaptados para o aumento em termos de frequência e tamanho dos incêndios florestais. A incidência de incêndios em termos de tamanho, frequência e intensidade tem aumentado significativamente na Reserva Nacional do Niassa. Os esforços para a prevenção por forma a reduzir a frequência e intensidade do fogo ainda são insuficientes. Além disso, a produção de mapas de risco de incêndio ainda é bastante reduzida em Moçambique. A capacidade de prever a ocorrência de ignição do fogo constitui um instrumento importante para os gestores, ajudando a definir as prioridades entre as áreas de risco equivalente, e para melhorar a eficácia da prevenção de incêndios bem na alocação de recursos de combate a incêndios. O objectivo geral deste estudo era o de modelar o risco de incêndio florestal para a Reserva Nacional do Niassa. Nesse sentido, foram consideradas variáveis biofísicas e antropogénicas. Os principais factores que influenciam a ocorrência de incêndios florestais na reserva são: uso e cobertura, a densidade de elefantes, a distância as vias de acesso, o declive e a precipitação. Os componentes em risco foram identificados e os danos potenciais estimados. Como resultado final foram apresentados dois mapas: um mapa de perigosidade de incêndio florestal e outro de risco. A metodologia utilizada permitiu avaliar onde é mais provável que ocorra um incêndio e o maior potencial para a perda.

Estudo de interações proteína-carbohidrato em sistemas bacterianos

Bacillus subtilis tem a capacidade de utilizar arabinoligossacáridos presentes na parede das células vegetais, através de um consórcios de enzimas envolvidas na hidrólise enzimática dos mesmos. A captação destes carbohidratos por parte do Bacillus subtilis depende de dois transportadores membranares AraE e AraNPQ-MsmX. Após a captação de L-arabinose e arabinoligossacáridos, estes substratos serão metabolizados pelos produtos enzimáticos codificados por genes pertencentes ao operão responsável pela metabolização de arabinose araABDLMNPQabfA. Neste operão, para além dos genes responsáveis pelo transportador AraNPQ, o gene araL determina a síntese de uma enzima com atividade de fosfatase, AraL, que tem putativamente como principal função a destoxificação de intermediários metabólicos fosforilados, em situações particulares. O objectivo deste trabalho consistiu em descobrir quais os determinantes moleculares envolvidos em ambos os processos de reconhecimento molecular, ora o reconhecimento de arabinoligossacáridos por parte da AraN, do ponto de vista dos carbohidratos ora de carbohidratos fosforilados do ponto de vista da AraL. Para elucidar estes processos de reconhecimento molecular proteína-carbohidrato foi utilizada a técnica de RMN, modelação computacional e mutagénese dirigida. No primeiro capitulo são introduzidos conceitos fundamentais para a percepção da ação de ambas as proteínas (AraN e AraL), no organismo Bacillus subtilis. O segundo capitulo, refere-se ao estudo dos mecanismos envolvidos no reconhecimento proteína-carbohidrato através da técnica de STD-RMN para estudar interações do ponto de vista do carbohidrato, bem como abordagens bioinformáticas tais como alinhamentos de sequencia primária e dockings moleculares, para identificar resíduos do ponto de vista da proteína passiveis de se encontrarem envolvidos no reconhecimento molecular, que numa última instância são mutados para se confirmar a sua relevância no processo de reconhecimento molecular do ponto de vista da proteína. Neste capitulo é demonstrado que a AraN é responsável pelo reconhecimento de arabinoligossacáridos e celoligossacáridos. No que diz respeito aos primeiros, a AraN reconhece preferencialmente arabinoligossacáridos com três subunidades, verificando-se a perda de saturação na subunidade não redutora da arabinotetraose. O processo de reconhecimento molecular apresenta uma constante de dissociação com uma ordem de grandeza na ordem dos μM. Do ponto de vista da proteína são identificados resíduos (W253, Y254 e Y54) putativos de se encontrarem também eles envolvidos no reconhecimento molecular do ponto de vista da AraN através de interações CHstacking. Finalmente no terceiro capitulo, é apresentada a optimização da sobrexpressão da AraL, dado que numa primeira fase a sua produção ocorria sob a forma de corpos de inclusão. Para tal são descritas metodologias de solubilização e renaturação da mesmas, com recurso a agentes caotrópicos (ureia e GmdCl) e detergentes (SDS).

Simulação de sistemas distribuídos de manufactura

Os sistemas distribuídos de manufactura (SDM) possuem como principais características a capacidade de executarem processos de manufactura de forma distribuída em ambientes heterogéneos, em que os diversos estágios e parceiros envolvidos funcionam de forma autónoma. Dotados de uma boa capacidade de adaptação a mercados em constante mudança, são sis-temas complexos e dinâmicos, sendo difícil prever o seu desempenho sem abordagens adequadas, nomeadamente, recorrendo a métodos de simulação. No entanto os pacotes de simulação que existem actualmente, apesar de boa qualidade e bastante flexíveis, ainda se caracterizam por uma limitada capacidade para a simulação de SDM. Por outro lado, o desenvolvi-mento duma ferramenta de manufactura que combine a simulação ao nível local de processos de manufactura (por exemplo: com robôs e maquinas industriais) e a correspondente ao nível global e distribuído, revela-se significativamente complexo e oneroso. Ao invés de se desenvolver tal sistema, com este trabalho, pretende-se especificar um modelo e respectiva ferramenta que permita a simulação de SDM, recorrendo a produtos comerciais já existentes, mediante a definição duma estratégia de interoperabilidade entre as ferramentas. A simulação em simultâneo, de forma agregada e em tempo real dos diversos níveis estratégicos e locais de um SDM, permite assim uma melhor estimativa do seu desempenho futuro.

Análise e perspectivas sobre os sistemas de águas residuais em festivais de música

Os festivais de música são eventos desejáveis que promovem a arte, a cultura, o entretenimento e estabelecem a união entre pessoas. Como qualquer evento, os festivais geram impactes positivos e negativos nas esferas económica, social e ambiental. A organização de um evento sustentável deve assumir a responsabilidade de gerir os impactes negativos, promovendo a mitigação e eliminação dos mesmos, e potenciar os impactes positivos. A água é um recurso natural fundamental para a vida de todos os organismos vivos e, como tal, merece destaque entre os impactes ambientais causados durante a realização de um festival de música. Estes ocorrem num curto período de tempo, geralmente em época de estio, mobilizando milhares de pessoas para um determinado local, o que resulta em necessidades mais elevadas e menor disponibilidade hídrica. A presente dissertação tem como principal objectivo apresentar as medidas relativas ao tratamento de águas residuais adoptadas por determinados festivais de música realizados em Portugal. Verificou-se, através do estudo realizado a quatro festivais portugueses, NOS Primavera Sound, Rock in Rio, Vodafone Paredes de Coura e Andanças, que as organizações promovem o desenvolvimento sustentável através das boas práticas que implementam. No entanto, percebeu-se que não assumem a responsabilidade das águas residuais geradas durante o evento e que ainda não apostaram em medidas de utilização sustentável da água. Contudo, mostraram-se receptivas a novas ideias relativas ao abastecimento de água e tratamento de águas residuais, bem como da reutilização das mesmas, no planeamento do festival. A maioria dos festivais portugueses não transmite muita preocupação relativamente à conservação e preservação dos recursos hídricos. Porém têm a possibilidade de seguir as medidas adoptadas por alguns festivais estrangeiros, que promovem a utilização sustentável da água e criam sistemas de tratamento de águas residuais nos locais do evento.

Simulação em sistemas de Bonus Malus

O objectivo desta dissertação é comparar os resultados obtidos para a evolução de uma carteira de seguro automóvel através do método tradicional de Sistemas de Bonus Malus com uma projecção do seu comportamento esperado, obtida recorrendo-se a métodos de Simulação Discreta. Com este propósito, são descritas as duas metodologias: a primeira utiliza conceitos de Processos Estocásticos (Cadeias de Markov, distribuições estacionárias e processos de contagem), a segunda passa pela geração de Números Pseudo-Aleatórios e de amostras aleatórias. Os resultados obtidos permitiram concluir que existe, efectivamente, uma concordância entre as duas formulações, mas o grau de concordância dependerá dos pressupostos utilizados.

Contribuição para a diminuição do consumo de água potável - Caso de estudo de aproveitamento de águas pluviais no Município de Setúbal

A água é um recurso natural, indispensável para a existência de vida na Terra, que tem sido utilizado de forma exaustiva e pouco controlada nas actividades antropogénicas. Embora aparente ser um recurso renovável, a água doce tem sido utilizada a uma taxa superior à sua capacidade de reposição, originado problemas de escassez de água. Por este motivo, a água é cada vez mais valorizada em termos económicos, sociais e ambientais. Verifica-se que o desenvolvimento económico e o rápido crescimento demográfico, contribuíram para o aumento das necessidades de consumo de água. No entanto, o volume de água consumido não se restringe só às necessidades básicas indispensáveis, mas sim aos desperdícios e a consumos descontrolados. Desta forma, considera-se que uma melhor gestão dos recursos hídricos deverá evitar ao máximo os desperdícios, reciclar a água sempre que possível e procurar fontes alternativas de água. O aproveitamento de águas pluviais é um dos sistemas de fontes alternativas de água. Esta técnica consiste em recolher as águas pluviais, que caem naturalmente nas várias superfícies, direccionando-as para reservatórios de armazenamento, para posterior utilização. O principal objectivo desta dissertação foi avaliar a possibilidade de aproveitar águas pluviais, destinadas a utilizações que não necessitam de uma elevada qualidade da água, por forma a contribuir para a minimização do consumo de água potável, poupando assim o recurso água e o custo de produção de água potável. Para isso, efectuou-se um estudo de caso no município de Setúbal, avaliando a viabilidade de implementação de um sistema de aproveitamento de águas pluviais (SAAP) em quatro tipologias de edifícios diferentes. Do estudo realizado no município de Setúbal, concluiu-se que não seria viável a implementação de SAAP em edifícios de habitação, devido ao reduzido benefício obtido em função dos custos associados ao sistema. Pelo contrário, o projecto torna-se viável para a tipologia de edifício do quartel dos bombeiros sapadores, uma vez que dispõe de uma área de captação elevada.

Desenvolvimento de um papel de filtro de baixo custo para tratamento de água

É sabido que devido à escassez de água potável, nomeadamente em países sub-desenvolvidos, morrem milhares de pessoas por ano, com a procura de fontes de água alternativas, que por sua vez se encontram contaminadas com microrganismos patogénicos; a este facto também se salienta a possibilidade de ocorrência de catástrofes naturais, tornando-se necessário o desenvolvimento de sistemas de desinfecção prácticos, de baixo custo e eficientes. O trabalho experimental desenvolvido focou-se nestas realidades, tendo por objectivo principal o desenvolvimento de um papel bactericida, em particular, um papel de baixo custo como é o caso do papel de filtro de café, para aplicação em desinfecção de água. Este papel foi funcionalizado com nanopartículas sintetizadas de prata, óxido de zinco e com ambas, assim como com nanopartículas comerciais, cuja caracterização foi feita por Microscopia Electrónica de Varrimento (SEM, Scanning Electron Microscopy), Energia Dispersiva de Raios-X (EDS, Energy-dispersive X-ray Spectroscopy), Espectroscopia de Ultravioleta-Visível (UV-VIS Uv-Visible Spectroscopy), Difracção de Raios-X (DRX, X-Rays Diffraction), Análise Termogravimétrica (TA, Thermal Analysis), e Calorimetria Diferencial de Varrimento (DSC, Differencial Scanning Calorimetry) e a actividade anti-bacteriana dos papéis foi avaliada através de Testes de Sensibilidade aos Antibióticos, pelo Método de Kirby-Bauer, contra as bactérias S.a.ATCC25923 e E.coli ATCC25922. No decorrer das sínteses variaram-se alguns parâmetros consoante o tipo de nanopartícula, para as np´s de prata variou-se essencialmente a metodologia de síntese e o tipo de redutor, para as np´s de óxido de zinco, dado ser um composto fotossensível, submeteu-se o papel á luz ultravioleta, o que, por outro lado também esterelizava o papel, e para ter uma comparação, esterelizou-se também o papel pela autoclave, constatando-se, pelas técnicas de caracterização, nomeadamente DRX, que os papeis não continham nanopartículas de óxido de zinco mas sim de acetato de zinco. Surpreendentemente, nos papéis autoclavados já se detectou a presença de óxido de zinco. Com os papéis que evidenciararam maior actividade anti-bacteriana realizaram-se filtrações de membrana com amostras de água contaminada e a determinação da concentração de metal no filtrado foi realizada pela técnica de Espectroscopia de Absorção Atómica de Chama (Flame Atomic Absorption Spectroscopy) conseguindo-se uma taxa de redução bacteriana de practicamente 100% para E.coli NCTC 9001 e E.f NCTC775 com os papéis contendo acetato de zinco numa concentração de 50 mM e np´sAg e acetato de zinco, numa concentração de 10 mM. De forma a validar o trabalho desenvolvido a parte final consistiu em testar os filtros com melhores propriedades em águas contaminadas, tendo esse trabalho sido feito no Laboratório de Água de Consumo dos Serviços Municipalizados de Água e Saneamento de Almada.

Distribuição espacial e características dos criadouros de Aedes albopictus e Aedes aegypti em Fortaleza, Estado do Ceará

INTRODUÇÃO: desde seu registro, em 2005, no município de Fortaleza, o Aedes albopictus tem exibido uma rápida dispersão. Um estudo visando à identificação das áreas de sua ocorrência, os seus criadouros e a associação com Aedes aegypti e outros culicídeos foi realizado durante o ano de 2008. MÉTODOS: foram coletadas, de janeiro a julho de 2008, amostras de formas imaturas de culicídeos provenientes de imóveis situados nos bairros de Fortaleza, ressaltando-se algumas características dos criadouros, tais como localização (intradomicílio ou peridomicílio), presença de cobertura (proteção contra a incidência de raios solares e chuva), turbidez da água (água límpida e não límpida), material constituinte, volume, altura em relação ao nível do solo e presença simultânea de diferentes espécies de culicídeos no mesmo criadouro. RESULTADOS: a localização no intradomicílio foi um fator importante para os criadouros do Aedes albopictus [RP=0,52 IC95% (0,33-0,81)], por outro lado, a turbidez da água e a cobertura do depósito não se mostraram como diferenciadores para a infestação [p>0,05]. Para o Aedes aegypti a ausência de turbidez da água foi significativa para a infestação nos criadouros [RP=1,14 IC95% (1,06-1,22)]. CONCLUSÕES: a ausência de uma das espécies nos criadouros favorecia sua infestação por outra; criadouros não infestados por Aedes albopictus tinham uma prevalência de infestação de 2,05 [IC95%1,72-2,44] vezes maior pelo Aedes aegypti. Não houve associação significativa entre volume e altura do criadouro e infestação por ambas as espécies. As duas espécies encontram-se dispersas por todo o município, ocupando os mais diversos tipos de criadouros. No entanto, pode-se identificar uma ligeira separação física, com uma infestação maior do Aedes albopictus no peridomicílio.

Sistemas de Informação Geográfica e Videojogos

O espaço é um elemento fundamental no design de videojogos. A tecnologia actual dá ao jogador a possibilidade de experienciar mundos de grandes dimensões, sejam eles puramente imaginários, ou réplicas de ambientes reais. As exigências da produção destes mundos fazem com que os métodos de criação manuais não sejam suficientes, e haja recurso a ferramentas de geração procedimental de conteúdos. No que diz respeito aos mapas, estes procedimentos assemelham-se aos processos de modelação geográfica utilizados nos Sistemas de Informação Geográfica, mas são raros os casos em que há a utilização conjunta das tecnologias. Este trabalho replica métodos de geração procedimental de mapas em videojogos com recurso a software de Sistemas de Informação Geográfica, indentifica as mais-valias desta abordagem e aponta duas alternativas, cujo desenvolvimento pode contribuir para a aproximação das duas áreas.

Aprendizagem das funções e sistemas de equações no 8.º ano com recurso à calculadora gráfica

Este estudo, realizado no 8.º ano de escolaridade, tem como principal objetivo compreender como a calculadora gráfica medeia a aprendizagem das Funções e dos Sistemas de Equações. Foca-se na aprendizagem que os alunos fazem destes conceitos, na relação que estabelecem entre as várias representações e no modo como utilizam a calculadora gráfica na realização das tarefas propostas. Ao longo deste estudo, procura-se responder às seguintes questões: Como é que os alunos usam a calculadora gráfica na resolução de tarefas que envolvem Funções e Sistemas de Equações? Como é que os alunos integram o uso de diferentes representações do conceito de Função? Qual o papel deste artefacto enquanto mediador das aprendizagens? Far-se-á o enquadramento teórico baseado na literatura de referência, no que respeita ao processo de apropriação da calculadora gráfica por parte dos alunos; à álgebra e ao pensamento algébrico; às Funções e diferentes representações; aos Sistemas de Equações; à calculadora gráfica; ao papel do professor; às tarefas e à modelação matemática. Seguiu-se uma metodologia de investigação de natureza qualitativa, baseada num estudo de caso referente a alunos com desempenhos académicos distintos. A recolha de dados foi baseada na observação de aulas, nos registos escritos pelos alunos e na análise dos procedimentos recolhidos das calculadoras gráficas ao longo da realização das tarefas propostas. A investigadora assumiu, essencialmente, o papel de observadora participante. Da análise dos dados pode constatar-se que no seu trabalho com Funções e Sistemas de Equações, os alunos, optam muitas vezes pelo uso da calculadora gráfica, nomeadamente em questões relacionadas com a representação gráfica, no entanto, conseguem usar de forma eficaz as várias representações. As conclusões alcançadas apontam sobretudo para uma forma diferente de olhar estes temas quando a abordagem é feita através de várias representações com recurso à calculadora gráfica. Esta ferramenta, além de ser utilizada de diferentes modos, desempenhou um papel fundamental como mediadora das aprendizagens desenvolvidas.

Métodos estatísticos aplicados à modelação de dados oncológicos

RESUMO: A estrutura demográfica portuguesa é marcada por baixas taxas de natalidade e mortalidade, onde a população idosa representa uma fatia cada vez mais representativa, fruto de uma maior longevidade. A incidência do cancro, na sua generalidade, é maior precisamente nessa classe etária. A par de outras doenças igualmente lesivas (e.g. cardiovasculares, degenerativas) cuja incidência aumenta com a idade, o cancro merece relevo. Estudos epidemiológicos apresentam o cancro como líder mundial na mortalidade. Em países desenvolvidos, o seu peso representa 25% do número total de óbitos, percentagem essa que mais que duplica noutros países. A obesidade, a baixa ingestão de frutas e vegetais, o sedentarismo, o consumo de tabaco e a ingestão de álcool, configuram-se como cinco dos fatores de risco presentes em 30% das mortes diagnosticadas por cancro. A nível mundial e, em particular no Sul de Portugal, os cancros do estômago, recto e cólon apresentam elevadas taxas de incidência e de mortalidade. Do ponto de vista estritamente económico, o cancro é a doença que mais recursos consome enquanto que do ponto de vista físico e psicológico é uma doença que não limita o seu raio de ação ao doente. O cancro é, portanto, uma doença sempre atual e cada vez mais presente, pois reflete os hábitos e o ambiente de uma sociedade, não obstante as características intrínsecas a cada indivíduo. A adoção de metodologia estatística aplicada à modelação de dados oncológicos é, sobretudo, valiosa e pertinente quando a informação é oriunda de Registos de Cancro de Base Populacional (RCBP). A pertinência é justificada pelo fato destes registos permitirem aferir numa população específica, o risco desta sofrer e/ou vir a sofrer de uma dada neoplasia. O peso que as neoplasias do estômago, cólon e recto assumem foi um dos elementos que motivou o presente estudo que tem por objetivo analisar tendências, projeções, sobrevivências relativas e a distribuição espacial destas neoplasias. Foram considerados neste estudo todos os casos diagnosticados no período 1998-2006, pelo RCBP da região sul de Portugal (ROR-Sul). O estudo descritivo inicial das taxas de incidência e da tendência em cada uma das referidas neoplasias teve como base uma única variável temporal - o ano de diagnóstico - também designada por período. Todavia, uma metodologia que contemple apenas uma única variável temporal é limitativa. No cancro, para além do período, a idade à data do diagnóstico e a coorte de nascimento, são variáveis temporais que poderão prestar um contributo adicional na caracterização das taxas de incidência. A relevância assumida por estas variáveis temporais justificou a sua inclusão numaclasse de modelos designada por modelos Idade-Período-Coorte (Age-Period-Cohort models - APC), utilizada na modelação das taxas de incidência para as neoplasias em estudo. Os referidos modelos permitem ultrapassar o problema de relações não lineares e/ou de mudanças súbitas na tendência linear das taxas. Nos modelos APC foram consideradas a abordagem clássica e a abordagem com recurso a funções suavizadoras. A modelação das taxas foi estratificada por sexo. Foram ainda estudados os respectivos submodelos (apenas com uma ou duas variáveis temporais). Conhecido o comportamento das taxas de incidência, uma questão subsequente prende-se com a sua projeção em períodos futuros. Porém, o efeito de mudanças estruturais na população, ao qual Portugal não é alheio, altera substancialmente o número esperado de casos futuros com cancro. Estimativas da incidência de cancro a nível mundial obtidas a partir de projeções demográficas apontam para um aumento de 25% dos casos de cancro nas próximas duas décadas. Embora a projeção da incidência esteja associada a alguma incerteza, as projeções auxiliam no planeamento de políticas de saúde para a afetação de recursos e permitem a avaliação de cenários e de intervenções que tenham como objetivo a redução do impacto do cancro. O desconhecimento de projeções da taxa de incidência destas neoplasias na área abrangida pelo ROR-Sul, levou à utilização de modelos de projeção que diferem entre si quanto à sua estrutura, linearidade (ou não) dos seus coeficientes e comportamento das taxas na série histórica de dados (e.g. crescente, decrescente ou estável). Os referidos modelos pautaram-se por duas abordagens: (i)modelos lineares no que concerne ao tempo e (ii) extrapolação de efeitos temporais identificados pelos modelos APC para períodos futuros. Foi feita a projeção das taxas de incidência para os anos de 2007 a 2010 tendo em conta o género, idade e neoplasia. É ainda apresentada uma estimativa do impacto económico destas neoplasias no período de projeção. Uma questão pertinente e habitual no contexto clínico e a que o presente estudo pretende dar resposta, reside em saber qual a contribuição da neoplasia em si para a sobrevivência do doente. Nesse sentido, a mortalidade por causa específica é habitualmente utilizada para estimar a mortalidade atribuível apenas ao cancro em estudo. Porém, existem muitas situações em que a causa de morte é desconhecida e, mesmo que esta informação esteja disponível através dos certificados de óbito, não é fácil distinguir os casos em que a principal causa de morte é devida ao cancro. A sobrevivência relativa surge como uma medida objetiva que não necessita do conhecimento da causa específica da morte para o seu cálculo e dar-nos-á uma estimativa da probabilidade de sobrevivência caso o cancro em análise, num cenário hipotético, seja a única causa de morte. Desconhecida a principal causa de morte nos casos diagnosticados com cancro no registo ROR-Sul, foi determinada a sobrevivência relativa para cada uma das neoplasias em estudo, para um período de follow-up de 5 anos, tendo em conta o sexo, a idade e cada uma das regiões que constituem o registo. Foi adotada uma análise por período e as abordagens convencional e por modelos. No epílogo deste estudo, é analisada a influência da variabilidade espaço-temporal nas taxas de incidência. O longo período de latência das doenças oncológicas, a dificuldade em identificar mudanças súbitas no comportamento das taxas, populações com dimensão e riscos reduzidos, são alguns dos elementos que dificultam a análise da variação temporal das taxas. Nalguns casos, estas variações podem ser reflexo de flutuações aleatórias. O efeito da componente temporal aferida pelos modelos APC dá-nos um retrato incompleto da incidência do cancro. A etiologia desta doença, quando conhecida, está associada com alguma frequência a fatores de risco tais como condições socioeconómicas, hábitos alimentares e estilo de vida, atividade profissional, localização geográfica e componente genética. O “contributo”, dos fatores de risco é, por vezes, determinante e não deve ser ignorado. Surge, assim, a necessidade em complementar o estudo temporal das taxas com uma abordagem de cariz espacial. Assim, procurar-se-á aferir se as variações nas taxas de incidência observadas entre os concelhos inseridos na área do registo ROR-Sul poderiam ser explicadas quer pela variabilidade temporal e geográfica quer por fatores socioeconómicos ou, ainda, pelos desiguais estilos de vida. Foram utilizados os Modelos Bayesianos Hierárquicos Espaço-Temporais com o objetivo de identificar tendências espaço-temporais nas taxas de incidência bem como quantificar alguns fatores de risco ajustados à influência simultânea da região e do tempo. Os resultados obtidos pela implementação de todas estas metodologias considera-se ser uma mais valia para o conhecimento destas neoplasias em Portugal.------------ABSTRACT: mortality rates, with the elderly being an increasingly representative sector of the population, mainly due to greater longevity. The incidence of cancer, in general, is greater precisely in that age group. Alongside with other equally damaging diseases (e.g. cardiovascular,degenerative), whose incidence rates increases with age, cancer is of special note. In epidemiological studies, cancer is the global leader in mortality. In developed countries its weight represents 25% of the total number of deaths, with this percentage being doubled in other countries. Obesity, a reduce consumption of fruit and vegetables, physical inactivity, smoking and alcohol consumption, are the five risk factors present in 30% of deaths due to cancer. Globally, and in particular in the South of Portugal, the stomach, rectum and colon cancer have high incidence and mortality rates. From a strictly economic perspective, cancer is the disease that consumes more resources, while from a physical and psychological point of view, it is a disease that is not limited to the patient. Cancer is therefore na up to date disease and one of increased importance, since it reflects the habits and the environment of a society, regardless the intrinsic characteristics of each individual. The adoption of statistical methodology applied to cancer data modelling is especially valuable and relevant when the information comes from population-based cancer registries (PBCR). In such cases, these registries allow for the assessment of the risk and the suffering associated to a given neoplasm in a specific population. The weight that stomach, colon and rectum cancers assume in Portugal was one of the motivations of the present study, that focus on analyzing trends, projections, relative survival and spatial distribution of these neoplasms. The data considered in this study, are all cases diagnosed between 1998 and 2006, by the PBCR of Portugal, ROR-Sul.Only year of diagnosis, also called period, was the only time variable considered in the initial descriptive analysis of the incidence rates and trends for each of the three neoplasms considered. However, a methodology that only considers one single time variable will probably fall short on the conclusions that could be drawn from the data under study. In cancer, apart from the variable period, the age at diagnosis and the birth cohort are also temporal variables and may provide an additional contribution to the characterization of the incidence. The relevance assumed by these temporal variables justified its inclusion in a class of models called Age-Period-Cohort models (APC). This class of models was used for the analysis of the incidence rates of the three cancers under study. APC models allow to model nonlinearity and/or sudden changes in linear relationships of rate trends. Two approaches of APC models were considered: the classical and the one using smoothing functions. The models were stratified by gender and, when justified, further studies explored other sub-models where only one or two temporal variables were considered. After the analysis of the incidence rates, a subsequent goal is related to their projections in future periods. Although the effect of structural changes in the population, of which Portugal is not oblivious, may substantially change the expected number of future cancer cases, the results of these projections could help planning health policies with the proper allocation of resources, allowing for the evaluation of scenarios and interventions that aim to reduce the impact of cancer in a population. Worth noting that cancer incidence worldwide obtained from demographic projections point out to an increase of 25% of cancer cases in the next two decades. The lack of projections of incidence rates of the three cancers under study in the area covered by ROR-Sul, led us to use a variety of forecasting models that differ in the nature and structure. For example, linearity or nonlinearity in their coefficients and the trend of the incidence rates in historical data series (e.g. increasing, decreasing or stable).The models followed two approaches: (i) linear models regarding time and (ii) extrapolation of temporal effects identified by the APC models for future periods. The study provide incidence rates projections and the numbers of newly diagnosed cases for the year, 2007 to 2010, taking into account gender, age and the type of cancer. In addition, an estimate of the economic impact of these neoplasms is presented for the projection period considered. This research also try to address a relevant and common clinical question in these type of studies, regarding the contribution of the type of cancer to the patient survival. In such studies, the primary cause of death is commonly used to estimate the mortality specifically due to the cancer. However, there are many situations in which the cause of death is unknown, or, even if this information is available through the death certificates, it is not easy to distinguish the cases where the primary cause of death is the cancer. With this in mind, the relative survival is an alternative measure that does not need the knowledge of the specific cause of death to be calculated. This estimate will represent the survival probability in the hypothetical scenario of a certain cancer be the only cause of death. For the patients with unknown cause of death that were diagnosed with cancer in the ROR-Sul, the relative survival was calculated for each of the cancers under study, for a follow-up period of 5 years, considering gender, age and each one of the regions that are part the registry. A period analysis was undertaken, considering both the conventional and the model approaches. In final part of this study, we analyzed the influence of space-time variability in the incidence rates. The long latency period of oncologic diseases, the difficulty in identifying subtle changes in the rates behavior, populations of reduced size and low risk are some of the elements that can be a challenge in the analysis of temporal variations in rates, that, in some cases, can reflect simple random fluctuations. The effect of the temporal component measured by the APC models gives an incomplete picture of the cancer incidence. The etiology of this disease, when known, is frequently associated to risk factors such as socioeconomic conditions, eating habits and lifestyle, occupation, geographic location and genetic component. The "contribution"of such risk factors is sometimes decisive in the evolution of the disease and should not be ignored. Therefore, there was the need to consider an additional approach in this study, one of spatial nature, addressing the fact that changes in incidence rates observed in the ROR-Sul area, could be explained either by temporal and geographical variability or by unequal socio-economic or lifestyle factors. Thus, Bayesian hierarchical space-time models were used with the purpose of identifying space-time trends in incidence rates together with the the analysis of the effect of the risk factors considered in the study. The results obtained and the implementation of all these methodologies are considered to be an added value to the knowledge of these neoplasms in Portugal.