Zastosowanie modelu hantli w badaniach właściwości fizykochemicznych i strukturalnych układów homo- i heterogenicznych metodą Monte Carlo

Wydział Chemii

Estudo dos parâmetros dosimétricos de sementes de Iodo-125 desenvolvidas pelo IPEN-CNEN/SP utilizadas em braquiterapia por simulação computacional pelo método de Monte Carlo

Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear)

Identifying stationary series in panels: A Monte Carlo evaluation of sequential panel selection methods

Sequential panel selection methods (spsms — procedures that sequentially use conventional panel unit root tests to identify I(0)I(0) time series in panels) are increasingly used in the empirical literature. We check the reliability of spsms by using Monte Carlo simulations based on generating directly the individual asymptotic pp values to be combined into the panel unit root tests, in this way isolating the classification abilities of the procedures from the small sample properties of the underlying univariate unit root tests. The simulations consider both independent and cross-dependent individual test statistics. Results suggest that spsms may offer advantages over time series tests only under special conditions.

A medida e as escalas de avaliação da saúde das populações neonatais e pediátricas : estudo de simulação de Monte Carlo com variáveis ordinais

A investigação na área da saúde e a utilização dos seus resultados tem funcionado como base para a melhoria da qualidade de cuidados, exigindo dos profissionais de saúde conhecimentos na área específica onde desempenham funções, conhecimentos em metodologia de investigação que incluam as técnicas de observação, técnicas de recolha e análise de dados, para mais facilmente serem leitores capacitados dos resultados da investigação. Os profissionais de saúde são observadores privilegiados das respostas humanas à saúde e à doença, podendo contribuir para o desenvolvimento e bem-estar dos indivíduos muitas vezes em situações de grande vulnerabilidade. Em saúde infantil e pediatria o enfoque está nos cuidados centrados na família privilegiando-se o desenvolvimento harmonioso da criança e jovem, valorizando os resultados mensuráveis em saúde que permitam determinar a eficácia das intervenções e a qualidade de saúde e de vida. No contexto pediátrico realçamos as práticas baseadas na evidência, a importância atribuída à pesquisa e à aplicação dos resultados da investigação nas práticas clínicas, assim como o desenvolvimento de instrumentos de mensuração padronizados, nomeadamente as escalas de avaliação, de ampla utilização clínica, que facilitam a apreciação e avaliação do desenvolvimento e da saúde das crianças e jovens e resultem em ganhos em saúde. A observação de forma sistematizada das populações neonatais e pediátricas com escalas de avaliação tem vindo a aumentar, o que tem permitido um maior equilíbrio na avaliação das crianças e também uma observação baseada na teoria e nos resultados da investigação. Alguns destes aspetos serviram de base ao desenvolvimento deste trabalho que pretende dar resposta a 3 objetivos fundamentais. Para dar resposta ao primeiro objetivo, “Identificar na literatura científica, os testes estatísticos mais frequentemente utilizados pelos investigadores da área da saúde infantil e pediatria quando usam escalas de avaliação” foi feita uma revisão sistemática da literatura, que tinha como objetivo analisar artigos científicos cujos instrumentos de recolha de dados fossem escalas de avaliação, na área da saúde da criança e jovem, desenvolvidas com variáveis ordinais, e identificar os testes estatísticos aplicados com estas variáveis. A análise exploratória dos artigos permitiu-nos verificar que os investigadores utilizam diferentes instrumentos com diferentes formatos de medida ordinal (com 3, 4, 5, 7, 10 pontos) e tanto aplicam testes paramétricos como não paramétricos, ou os dois em simultâneo, com este tipo de variáveis, seja qual for a dimensão da amostra. A descrição da metodologia nem sempre explicita se são cumpridas as assunções dos testes. Os artigos consultados nem sempre fazem referência à distribuição de frequência das variáveis (simetria/assimetria) nem à magnitude das correlações entre os itens. A leitura desta bibliografia serviu de suporte à elaboração de dois artigos, um de revisão sistemática da literatura e outro de reflexão teórica. Apesar de terem sido encontradas algumas respostas às dúvidas com que os investigadores e os profissionais, que trabalham com estes instrumentos, se deparam, verifica-se a necessidade de desenvolver estudos de simulação que confirmem algumas situações reais e alguma teoria já existente, e trabalhem outros aspetos nos quais se possam enquadrar os cenários reais de forma a facilitar a tomada de decisão dos investigadores e clínicos que utilizam escalas de avaliação. Para dar resposta ao segundo objetivo “Comparar a performance, em termos de potência e probabilidade de erro de tipo I, das 4 estatísticas da MANOVA paramétrica com 2 estatísticas da MANOVA não paramétrica quando se utilizam variáveis ordinais correlacionadas, geradas aleatoriamente”, desenvolvemos um estudo de simulação, através do Método de Monte Carlo, efetuado no Software R. O delineamento do estudo de simulação incluiu um vetor com 3 variáveis dependentes, uma variável independente (fator com três grupos), escalas de avaliação com um formato de medida com 3, 4, 5, e 7 pontos, diferentes probabilidades marginais (p1 para distribuição simétrica, p2 para distribuição assimétrica positiva, p3 para distribuição assimétrica negativa e p4 para distribuição uniforme) em cada um dos três grupos, correlações de baixa, média e elevada magnitude (r=0.10, r=0.40, r=0.70, respetivamente), e seis dimensões de amostras (n=30, 60, 90, 120, 240, 300). A análise dos resultados permitiu dizer que a maior raiz de Roy foi a estatística que apresentou estimativas de probabilidade de erro de tipo I e de potência de teste mais elevadas. A potência dos testes apresenta comportamentos diferentes, dependendo da distribuição de frequência da resposta aos itens, da magnitude das correlações entre itens, da dimensão da amostra e do formato de medida da escala. Tendo por base a distribuição de frequência, considerámos três situações distintas: a primeira (com probabilidades marginais p1,p1,p4 e p4,p4,p1) em que as estimativas da potência eram muito baixas, nos diferentes cenários; a segunda situação (com probabilidades marginais p2,p3,p4; p1,p2,p3 e p2,p2,p3) em que a magnitude das potências é elevada, nas amostras com dimensão superior ou igual a 60 observações e nas escalas com 3, 4,5 pontos e potências de magnitude menos elevada nas escalas com 7 pontos, mas com a mesma ma magnitude nas amostras com dimensão igual a 120 observações, seja qual for o cenário; a terceira situação (com probabilidades marginais p1,p1,p2; p1,p2,p4; p2,p2,p1; p4,p4,p2 e p2,p2,p4) em que quanto maiores, a intensidade das correlações entre itens e o número de pontos da escala, e menor a dimensão das amostras, menor a potência dos testes, sendo o lambda de Wilks aplicado às ordens mais potente do que todas as outra s estatísticas da MANOVA, com valores imediatamente a seguir à maior raiz de Roy. No entanto, a magnitude das potências dos testes paramétricos e não paramétricos assemelha-se nas amostras com dimensão superior a 90 observações (com correlações de baixa e média magnitude), entre as variáveis dependentes nas escalas com 3, 4 e 5 pontos; e superiores a 240 observações, para correlações de baixa intensidade, nas escalas com 7 pontos. No estudo de simulação e tendo por base a distribuição de frequência, concluímos que na primeira situação de simulação e para os diferentes cenários, as potências são de baixa magnitude devido ao facto de a MANOVA não detetar diferenças entre grupos pela sua similaridade. Na segunda situação de simulação e para os diferentes cenários, a magnitude das potências é elevada em todos os cenários cuja dimensão da amostra seja superior a 60 observações, pelo que é possível aplicar testes paramétricos. Na terceira situação de simulação, e para os diferentes cenários quanto menor a dimensão da amostra e mais elevada a intensidade das correlações e o número de pontos da escala, menor a potência dos testes, sendo a magnitude das potências mais elevadas no teste de Wilks aplicado às ordens, seguido do traço de Pillai aplicado às ordens. No entanto, a magnitude das potências dos testes paramétricos e não paramétricos assemelha-se nas amostras com maior dimensão e correlações de baixa e média magnitude. Para dar resposta ao terceiro objetivo “Enquadrar os resultados da aplicação da MANOVA paramétrica e da MANOVA não paramétrica a dados reais provenientes de escalas de avaliação com um formato de medida com 3, 4, 5 e 7 pontos, nos resultados do estudo de simulação estatística” utilizaram-se dados reais que emergiram da observação de recém-nascidos com a escala de avaliação das competências para a alimentação oral, Early Feeding Skills (EFS), o risco de lesões da pele, com a Neonatal Skin Risk Assessment Scale (NSRAS), e a avaliação da independência funcional em crianças e jovens com espinha bífida, com a Functional Independence Measure (FIM). Para fazer a análise destas escalas foram realizadas 4 aplicações práticas que se enquadrassem nos cenários do estudo de simulação. A idade, o peso, e o nível de lesão medular foram as variáveis independentes escolhidas para selecionar os grupos, sendo os recém-nascidos agrupados por “classes de idade gestacional” e por “classes de peso” as crianças e jovens com espinha bífida por “classes etárias” e “níveis de lesão medular”. Verificou-se um bom enquadramento dos resultados com dados reais no estudo de simulação.

Evaluating tests for convergence of economic series using Monte Carlo methods with an application to real GDP's per head.

Doutoramento em Economia.

Simulazioni Monte Carlo delle proprietà ottiche di un rivelatore per misure di flusso di neutroni ad alta energia

I neutroni possono essere classificati in base all'energia e per anni lo studio sui neutroni si è focalizzato verso le basse energie, ottenendo informazioni fondamentali sulle reazioni nucleari. Lo studio per i neutroni ad alta energia (E >20 MeV) ha ultimamente suscitato un vivo interesse, poiché i neutroni hanno un ruolo fondamentale in una vasta gamma di applicazioni: in campo medico, industriale e di radioprotezione. Tuttavia le informazioni sperimentali (sezioni d'urto) in nostro possesso, in funzione dell'energia dei neutroni, sono limitate, considerando che richiedono la produzione di fasci con un ampio spettro energetico e delle tecniche di rivelazione conforme ad essi. La rivelazione dei neutroni avviene spesso attraverso il processo di scintillazione che consiste nell'eccitazione e diseccitazione delle molecole che costituiscono il rivelatore. Successivamente, attraverso i fotomoltiplicatori, la luce prodotta viene raccolta e convertita in impulsi energetici che vengono registrati ed analizzati. Lo scopo di questa tesi è quello di testare quale sia la migliore configurazione sperimentale di un rivelatore costituito da scintillatori e fotomoltiplicatori per quanto riguarda la raccolta di luce, utilizzando una simulazione Monte Carlo per riprodurre le proprietà ottiche di un rivelatore per misure di flusso di un rivelatore ad alta energia.

Hybrid Monte Carlo algorithm for the double exchange model

The Hybrid Monte Carlo algorithm is adapted to the simulation of a system of classical degrees of freedom coupled to non self-interacting lattices fermions. The diagonalization of the Hamiltonian matrix is avoided by introducing a path-integral formulation of the problem, in d + 1 Euclidean space–time. A perfect action formulation allows to work on the continuum Euclidean time, without need for a Trotter–Suzuki extrapolation. To demonstrate the feasibility of the method we study the Double Exchange Model in three dimensions. The complexity of the algorithm grows only as the system volume, allowing to simulate in lattices as large as 163 on a personal computer. We conclude that the second order paramagnetic–ferromagnetic phase transition of Double Exchange Materials close to half-filling belongs to the Universality Class of the three-dimensional classical Heisenberg model.

Gravidez na adolescência: Plano de ação para reduzir seus índices na área de abrangência da estratégia saúde da família Monte Carlo, Sete Lagoas, Minas Gerais

O elevado número de gestações na adolescência vem sendo vivenciado mundialmente, nos últimos anos, com predomínio em alguns países subdesenvolvidos e em desenvolvimento; em torno de 95% das gestações ocorrem entre os 15 e 19 anos. A saúde pública considera gravidez na adolescência uma das maiores preocupações por acarretar complicações obstétricas, com repercussões para a mãe e o recém-nascido, bem como problemas psicossociais e econômicos. O objetivo deste plano de ação é reduzir a incidência de gravidez na adolescência na área de abrangência da Equipe de Saúde da Família (ESF) Monte Carlo, município de Sete Lagoas, Minas Gerias. Para ajudar na construção da intervenção, além do diagnóstico situacional da área de abrangência da ESF, foram realizados levantamentos no banco de dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), na base de dados do Sistema de Informação da Atenção Básica (SIAB), e no site eletrônico do Departamento de Informática do Sistema Único de Saúde do Brasil (DATASUS), entre outros. Também, foi realizada busca de publicações sobre o tema nos bancos de dados da Biblioteca Virtual em Saúde (BVS): Scientific Electronic Library Online SCIELO) e Literatura Latino-Americana e do Caribe em Ciências da Saúde (LILACS); no Banco de Dados de Enfermagem (BDENF), e publicações do Ministério da Saúde. A busca de artigos foi guiada utilizando-se os seguintes Descritores em Ciências da Saúde (DeCS): Relações Familiares; Gravidez na Adolescência; Saúde do Adolescente; Estratégia Saúde da Família; e Planejamento em Saúde. O período de busca compreendeu trabalhos publicados entre 2005 e 2015, exceto legislações e outras publicações básicas anteriores. Para realização da intervenção foram utilizados os passos para elaboração de um plano de ação, descritos no Módulo de Planejamento e Avaliação das Ações de Saúde do Curso de especialização em Atenção Básica em Saúde da Família. Assim, atividades como palestras na unidade de saúde e nas escolas locais, oficinas de capacitação dos profissionais, rodas de conversa, grupos operativos, e visitas domiciliares constituem estratégias importantes para se trabalhar a prevenção da gravidez na adolescência, com os adolescentes e suas famílias

Forecasting and turning point predictions in a Bayesian panel VAR model

We provide methods for forecasting variables and predicting turning points in panel Bayesian VARs. We specify a flexible model which accounts for both interdependencies in the cross section and time variations in the parameters. Posterior distributions for the parameters are obtained for a particular type of diffuse, for Minnesota-type and for hierarchical priors. Formulas for multistep, multiunit point and average forecasts are provided. An application to the problem of forecasting the growth rate of output and of predicting turning points in the G-7 illustrates the approach. A comparison with alternative forecasting methods is also provided.

Estudio filogenético de los géneros de Lithinini de Sudamérica Austral (Lepidoptera, Geometridae): una nueva clasificación

Estudio filogenético de los géneros de Lithinini de Sudamérica Austral (Lepidoptera, Geometridae): una nueva clasificación. Se evalúa la taxonomía de la tribu Lithinini de Sudamérica Austral sobre la base de un análisis filogenético. Para el análisis se utilizó a Catophoenissa como grupo externo. Se usaron dos aproximaciones filogenéticas para evaluar las relaciones de parentesco: 1) criterio de parsimonia; e 2) inferencia bayesiana. El análisis de parsimonia se realizó a través del programa PAUP y el análisis bayesiano con cadenas de Markov y Monte Carlo a través del programa BayesPhylogenies. Los resultados generados a partir de la hipótesis filogenética permiten proponer una nueva taxonomía para los Lithinini de Sudamérica Austral. Los géneros validos son: Asestra Warren, Acauro Rindge, Calta Rindge, Euclidiodes Warren, Franciscoia Orfila y Schajovskoy, Incalvertia Bartlett-Calvert, Lacaria Orfila y Schajovskoy, Laneco Rindge, Maeandrogonaria Butler, Martindoelloia Orfila y Schajovskoy, Nucara Rindge, Odontothera Butler, Proteopharmacis Warren, Psilaspilates Butler, Rhinoligia Warren, Tanagridia Butler. Los principales cambios respecto de ordenamientos taxonómicos previos son: 1) Yalpa Rindge, es tratado como sinónimo junior de Odontothera. 2) El género Rhinoligia Warren es incorporado a los Lithinini; 3) Se reafirma que Siopla Rindge es sinónimo junior de Asestra, Yapoma Rindge y Duraglia Rindge son sinónimos de Euclidiodes Warren, mientras que Callemo Rindge y Guara Rindge son sinónimos de Tanagridia; 4) Los géneros Calta Rindge, Incalvertia Rindge, Odontothera Butler y Proteopharmacis Warren, sinonimizados por Pitkin, son redefinidos, revalidados e incorporados a la tribu Lithinini. Se describe una nueva especie para el género Franciscoia, F. ediliae Parra. Se incluye un catálogo con los géneros y especies de la tribu de la región, más las figuras de los adultos y genitalias de las principales especies.

Modeling reaction kinetics and mass transfer in ozonation in water solutions

This dissertation is based on four articles dealing with modeling of ozonation. The literature part of this considers some models for hydrodynamics in bubble column simulation. A literature review of methods for obtaining mass transfer coefficients is presented. The methods presented to obtain mass transfer are general models and can be applied to any gas-liquid system. Ozonation reaction models and methods for obtaining stoichiometric coefficients and reaction rate coefficients for ozonation reactions are discussed in the final section of the literature part. In the first article, ozone gas-liquid mass transfer into water in a bubble column was investigated for different pH values. A more general method for estimation of mass transfer and Henry’s coefficient was developed from the Beltrán method. The ozone volumetric mass transfer coefficient and the Henry’s coefficient were determined simultaneously by parameter estimation using a nonlinear optimization method. A minor dependence of the Henry’s law constant on pH was detected at the pH range 4 - 9. In the second article, a new method using the axial dispersion model for estimation of ozone self-decomposition kinetics in a semi-batch bubble column reactor was developed. The reaction rate coefficients for literature equations of ozone decomposition and the gas phase dispersion coefficient were estimated and compared with the literature data. The reaction order in the pH range 7-10 with respect to ozone 1.12 and 0.51 the hydroxyl ion were obtained, which is in good agreement with literature. The model parameters were determined by parameter estimation using a nonlinear optimization method. Sensitivity analysis was conducted using object function method to obtain information about the reliability and identifiability of the estimated parameters. In the third article, the reaction rate coefficients and the stoichiometric coefficients in the reaction of ozone with the model component p-nitrophenol were estimated at low pH of water using nonlinear optimization. A novel method for estimation of multireaction model parameters in ozonation was developed. In this method the concentration of unknown intermediate compounds is presented as a residual COD (chemical oxygen demand) calculated from the measured COD and the theoretical COD for the known species. The decomposition rate of p-nitrophenol on the pathway producing hydroquinone was found to be about two times faster than the p-nitrophenol decomposition rate on the pathway producing 4- nitrocatechol. In the fourth article, the reaction kinetics of p-nitrophenol ozonation was studied in a bubble column at pH 2. Using the new reaction kinetic model presented in the previous article, the reaction kinetic parameters, rate coefficients, and stoichiometric coefficients as well as the mass transfer coefficient were estimated with nonlinear estimation. The decomposition rate of pnitrophenol was found to be equal both on the pathway producing hydroquinone and on the path way producing 4-nitrocathecol. Comparison of the rate coefficients with the case at initial pH 5 indicates that the p-nitrophenol degradation producing 4- nitrocathecol is more selective towards molecular ozone than the reaction producing hydroquinone. The identifiability and reliability of the estimated parameters were analyzed with the Marcov chain Monte Carlo (MCMC) method. @All rights reserved. No part of the publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted, in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording, or otherwise, without the prior permission of the author.

The estimation of tuberculosis transmission parameters using ABC and MCMC methods

The aim of this work is to apply approximate Bayesian computation in combination with Marcov chain Monte Carlo methods in order to estimate the parameters of tuberculosis transmission. The methods are applied to San Francisco data and the results are compared with the outcomes of previous works. Moreover, a methodological idea with the aim to reduce computational time is also described. Despite the fact that this approach is proved to work in an appropriate way, further analysis is needed to understand and test its behaviour in different cases. Some related suggestions to its further enhancement are described in the corresponding chapter.