Las Redes de Petri Interpretadas en el Diagnóstico de Fallos de Sistemas Híbridos. Aplicación a un Helicóptero no Tripulado

La seguridad y fiabilidad de los procesos industriales son la principal preocupación de los ingenieros encargados de las plantas industriales. Por lo tanto, desde un punto de vista económico, el objetivo principal es reducir el costo del mantenimiento, el tiempo de inactividad y las pérdidas causadas por los fallos. Por otra parte, la seguridad de los operadores, que afecta a los aspectos sociales y económicos, es el factor más relevante a considerar en cualquier sistema Debido a esto, el diagnóstico de fallos se ha convertido en un foco importante de interés para los investigadores de todo el mundo e ingenieros en la industria. Los principales trabajos enfocados en detección de fallos se basan en modelos de los procesos. Existen diferentes técnicas para el modelado de procesos industriales tales como máquinas de estado, árboles de decisión y Redes de Petri (RdP). Por lo tanto, esta tesis se centra en el modelado de procesos utilizando redes de petri interpretadas. Redes de Petri es una herramienta usada en el modelado gráfico y matemático con la habilidad para describir información de los sistemas de una manera concurrente, paralela, asincrona, distribuida y no determinística o estocástica. RdP son también una herramienta de comunicación visual gráfica útil como lo son las cartas de flujo o diagramas de bloques. Adicionalmente, las marcas de las RdP simulan la dinámica y concurrencia de los sistemas. Finalmente, ellas tienen la capacidad de definir ecuaciones de estado específicas, ecuaciones algebraicas y otros modelos que representan el comportamiento común de los sistemas. Entre los diferentes tipos de redes de petri (Interpretadas, Coloreadas, etc.), este trabajo de investigación trata con redes de petri interpretadas principalmente debido a características tales como sincronización, lugares temporizados, aparte de su capacidad para procesamiento de datos. Esta investigación comienza con el proceso para diseñar y construir el modelo y diagnosticador para detectar fallos definitivos, posteriormente, la dinámica temporal fue adicionada para detectar fallos intermitentes. Dos procesos industriales, concretamente un HVAC (Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado) y un Proceso de Envasado de Líquidos fueron usados como banco de pruebas para implementar la herramienta de diagnóstico de fallos (FD) creada. Finalmente, su capacidad de diagnóstico fue ampliada en orden a detectar fallos en sistemas híbridos. Finalmente, un pequeño helicóptero no tripulado fue elegido como ejemplo de sistema donde la seguridad es un desafío, y las técnicas de detección de fallos desarrolladas en esta tesis llevan a ser una herramienta valorada, desde que los accidentes de las aeronaves no tripuladas (UAVs) envuelven un alto costo económico y son la principal razón para introducir restricciones de volar sobre áreas pobladas. Así, este trabajo introduce un proceso sistemático para construir un Diagnosticador de Fallos del sistema mencionado basado en RdR Esta novedosa herramienta es capaz de detectar fallos definitivos e intermitentes. El trabajo realizado es discutido desde un punto de vista teórico y práctico. El procedimiento comienza con la división del sistema en subsistemas para seguido integrar en una RdP diagnosticadora global que es capaz de monitorear el sistema completo y mostrar las variables críticas al operador en orden a determinar la salud del UAV, para de esta manera prevenir accidentes. Un Sistema de Adquisición de Datos (DAQ) ha sido también diseñado para recoger datos durante los vuelos y alimentar la RdP diagnosticadora. Vuelos reales realizados bajo condiciones normales y de fallo han sido requeridos para llevar a cabo la configuración del diagnosticador y verificar su comportamiento. Vale la pena señalar que un alto riesgo fue asumido en la generación de fallos durante los vuelos, a pesar de eso esto permitió recoger datos básicos para desarrollar el diagnóstico de fallos, técnicas de aislamiento, protocolos de mantenimiento, modelos de comportamiento, etc. Finalmente, un resumen de la validación de resultados obtenidos durante las pruebas de vuelo es también incluido. Un extensivo uso de esta herramienta mejorará los protocolos de mantenimiento para UAVs (especialmente helicópteros) y permite establecer recomendaciones en regulaciones. El uso del diagnosticador usando redes de petri es considerado un novedoso enfoque. ABSTRACT Safety and reliability of industrial processes are the main concern of the engineers in charge of industrial plants. Thus, from an economic point of view, the main goal is to reduce the maintenance downtime cost and the losses caused by failures. Moreover, the safety of the operators, which affects to social and economic aspects, is the most relevant factor to consider in any system. Due to this, fault diagnosis has become a relevant focus of interest for worldwide researchers and engineers in the industry. The main works focused on failure detection are based on models of the processes. There are different techniques for modelling industrial processes such as state machines, decision trees and Petri Nets (PN). Thus, this Thesis is focused on modelling processes by using Interpreted Petri Nets. Petri Nets is a tool used in the graphic and mathematical modelling with ability to describe information of the systems in a concurrent, parallel, asynchronous, distributed and not deterministic or stochastic manner. PNs are also useful graphical visual communication tools as flow chart or block diagram. Additionally, the marks of the PN simulate the dynamics and concurrence of the systems. Finally, they are able to define specific state equations, algebraic equations and other models that represent the common behaviour of systems. Among the different types of PN (Interpreted, Coloured, etc.), this research work deals with the interpreted Petri Nets mainly due to features such as synchronization capabilities, timed places, apart from their capability for processing data. This Research begins with the process for designing and building the model and diagnoser to detect permanent faults, subsequently, the temporal dynamic was added for detecting intermittent faults. Two industrial processes, namely HVAC (Heating, Ventilation and Air Condition) and Liquids Packaging Process were used as testbed for implementing the Fault Diagnosis (FD) tool created. Finally, its diagnostic capability was enhanced in order to detect faults in hybrid systems. Finally, a small unmanned helicopter was chosen as example of system where safety is a challenge and fault detection techniques developed in this Thesis turn out to be a valuable tool since UAVs accidents involve high economic cost and are the main reason for setting restrictions to fly over populated areas. Thus, this work introduces a systematic process for building a Fault Diagnoser of the mentioned system based on Petri Nets. This novel tool is able to detect both intermittent and permanent faults. The work carried out is discussed from theoretical and practical point of view. The procedure begins with a division of the system into subsystems for further integration into a global PN diagnoser that is able to monitor the whole system and show critical variables to the operator in order to determine the UAV health, preventing accidents in this manner. A Data Acquisition System (DAQ) has been also designed for collecting data during the flights and feed PN Diagnoser. Real flights carried out under nominal and failure conditions have been required to perform the diagnoser setup and verify its performance. It is worth noting that a high risk was assumed in the generation of faults during the flights, nevertheless this allowed collecting basic data so as to develop fault diagnosis, isolations techniques, maintenance protocols, behaviour models, etc. Finally, a summary of the validation results obtained during real flight tests is also included. An extensive use of this tool will improve preventive maintenance protocols for UAVs (especially helicopters) and allow establishing recommendations in regulations. The use of the diagnoser by using Petri Nets is considered as novel approach.

Aplicación de herramientas gis para la cartografía y correlación de datos de ensayos no destructivos en el diagnóstico de edificios históricos

La presente tesis propone un nuevo método de cartografía de ensayos no destructivos en edificios históricos mediante el uso de técnicas basadas en SIG. Primeramente, se define el método por el cual es posible elaborar y convertir una cartografía 3D basada en nubes de puntos de un elemento arquitectónico obtenida mediante fotogrametría, en cartografía raster y vectorial, legible por los sistemas SIG mediante un sistema de coordenadas particular que referencian cada punto de la nube obtenida por fotogrametría. A esta cartografía inicial la denominaremos cartografía base. Después, se define el método por el cual los puntos donde se realiza un ensayo NDT se referencian al sistema de coordenadas del plano base, lo que permite la generación de cartografías de los ensayos referenciadas y la posibilidad de obtener sobre un mismo plano base diferentes datos de múltiples ensayos. Estas nuevas cartografías las denominaremos cartografías de datos, y se demostrará la utilidad de las mismas en el estudio del deterioro y la humedad. Se incluirá el factor tiempo en las cartografías, y se mostrará cómo este nuevo hecho posibilita el trabajo interdisciplinar en la elaboración del diagnóstico. Finalmente, se generarán nuevas cartografías inéditas hasta entonces consistentes en la combinación de diferentes cartografías de datos con la misma planimetría base. Estas nuevas cartografías, darán pie a la obtención de lo que se ha definido como mapas de isograma de humedad, mapa de isograma de salinidad, factor de humedad, factor de evaporación, factor de salinidad y factor de degradación del material. Mediante este sistema se facilitará una mejor visión del conjunto de los datos obtenidos en el estudio del edificio histórico, lo que favorecerá la correcta y rigurosa interpretación de los datos para su posterior restauración. ABSTRACT This research work proposes a new mapping method of non-destructive testing in historical buildings, by using techniques based on GIS. First of all, the method that makes it possible to produce and convert a 3D map based on cloud points from an architectural element obtained by photogrammetry, are defined, as raster and vector, legible by GIS mapping systems using a particular coordinate system that will refer each cloud point obtained by photogrammetry. This initial mapping will be named base planimetry. Afterwards, the method by which the points where the NDT test is performed are referenced to the coordinate system of the base plane , which allows the generation of maps of the referenced tests and the possibility of obtaining different data from multiple tests on the same base plane. These new maps will be named mapping data and their usefulness will be demonstrated in the deterioration and moisture study. The time factor in maps will be included, and how this new fact will enable the interdisciplinary work in the elaboration of the diagnosis will be proved. Finally, new maps (unpublished until now) will be generated by combining different mapping from the same planimetry data base. These new maps will enable us to obtain what have been called isograma moisture maps, isograma salinity- maps, humidity factor, evaporation factor, salinity factor and the material degradation factor. This system will provide a better vision of all data obtained in the study of historical buildings , and will ease the proper and rigorous data interpretation for its subsequent restoration.

Uso do protocolo no serviço de psicologia e avaliação psicodinâmica em candidatos à cirurgia bariátrica

A clínica da Obesidade Mórbida e a Cirurgia Bariátrica exige estudos e acompanhamentos do paciente. Os benefícios e riscos do emagrecimento por tratamento cirúrgico devem servir como ponto de alerta aos profissionais da saúde. O uso do questionário no serviço de psicologia é norteado pela escuta psicológica. Objetivos: 1) Descrever o perfil sócio-demográfico candidatos à cirurgia bariátrica. 2) Analisar a percepção dos pacientes sobre características de personalidade associadas à obesidade e transtornos alimentares. 3) Descrever os conteúdos psicodinâmicos da narrativa do sujeito e avaliar o sistema tensional inconsciente de dois pacientes por meio do Teste das Relações Objetais de Phillipson (TRO). Método: O delineamento metodológico com análise de dados pelo método epidemiológico e estudo de caso clínico, orientação psicanalítica. Na primeira etapa foram consultados 300 questionários do serviço de psicologia e na segunda dois pacientes com ganho de peso após 24 meses. São pacientes que procuraram tratamento em clínica especializada, em uma metrópole do sudeste brasileiro, sob consentimento pós-informado. Os questionários foram preenchidos por 227 mulheres e 73 homens; com média de idade igual a 36 anos; escolaridade ensino médio e superior, 53%; maioria casados; IMC entre grave e super mórbido (94,3%). Técnicas cirúrgicas indicadas Capella Bypass e Fobi-Capella (67%). Resultados: características psicológicas referidas pelos pacientes, a ansiedade apontou em 93,7% das respostas, seguidas por impulsividade, depressão, tolerância à frustração, baixa auto-estima, resolvedor de problemas dos outros (mais de 50%). No histórico familiar da obesidade está em mais de 70% depressão e uso do álcool em 30%; realização de psicoterapia (30%) e medicamentos para depressão e ansiedade (10%). Na segunda etapa, foi realizado o diagnóstico psicodinâmico, por meio do Teste das Relações Objetais de Phillipson com duas pacientes, cuja análise indicou necessidade de psicoterapia psicanalítica, pois tinham fixações na posição esquizoparanóide e apresentavam dificuldade em lidar com perdas e baixa motivação para mudança e insigth. Conclusões: Com a aplicação do questionário e o registro das observações empíricas, este questionário de entrevista semidirigida preenche condições de melhor acessar e avaliar os conteúdos revelados pelos pacientes. As contradições entre as respostas e o discurso, no contato individual com o psicólogo, apontam a necessidade de investimento no preparo do paciente para a cirurgia e mais acentuadamente o acompanhamento psicológico no primeiro ano do pós-operatório. Há um pensamento mágico a ser trabalhado durante a aplicação do questionário sobre as crenças frente à cirurgia e o emagrecimento e assim convocar o paciente a ocupar o lugar do sujeito implicado em seu processo pré e pós-operatório. O TRO contribuiu na compreensão do diagnóstico psicodinâmico de pacientes com ganho de peso após cirurgia e reforçou a necessidade de maior investimento no pré-operatório.(AU)

Uso do protocolo no serviço de psicologia e avaliação psicodinâmica em candidatos à cirurgia bariátrica

A clínica da Obesidade Mórbida e a Cirurgia Bariátrica exige estudos e acompanhamentos do paciente. Os benefícios e riscos do emagrecimento por tratamento cirúrgico devem servir como ponto de alerta aos profissionais da saúde. O uso do questionário no serviço de psicologia é norteado pela escuta psicológica. Objetivos: 1) Descrever o perfil sócio-demográfico candidatos à cirurgia bariátrica. 2) Analisar a percepção dos pacientes sobre características de personalidade associadas à obesidade e transtornos alimentares. 3) Descrever os conteúdos psicodinâmicos da narrativa do sujeito e avaliar o sistema tensional inconsciente de dois pacientes por meio do Teste das Relações Objetais de Phillipson (TRO). Método: O delineamento metodológico com análise de dados pelo método epidemiológico e estudo de caso clínico, orientação psicanalítica. Na primeira etapa foram consultados 300 questionários do serviço de psicologia e na segunda dois pacientes com ganho de peso após 24 meses. São pacientes que procuraram tratamento em clínica especializada, em uma metrópole do sudeste brasileiro, sob consentimento pós-informado. Os questionários foram preenchidos por 227 mulheres e 73 homens; com média de idade igual a 36 anos; escolaridade ensino médio e superior, 53%; maioria casados; IMC entre grave e super mórbido (94,3%). Técnicas cirúrgicas indicadas Capella Bypass e Fobi-Capella (67%). Resultados: características psicológicas referidas pelos pacientes, a ansiedade apontou em 93,7% das respostas, seguidas por impulsividade, depressão, tolerância à frustração, baixa auto-estima, resolvedor de problemas dos outros (mais de 50%). No histórico familiar da obesidade está em mais de 70% depressão e uso do álcool em 30%; realização de psicoterapia (30%) e medicamentos para depressão e ansiedade (10%). Na segunda etapa, foi realizado o diagnóstico psicodinâmico, por meio do Teste das Relações Objetais de Phillipson com duas pacientes, cuja análise indicou necessidade de psicoterapia psicanalítica, pois tinham fixações na posição esquizoparanóide e apresentavam dificuldade em lidar com perdas e baixa motivação para mudança e insigth. Conclusões: Com a aplicação do questionário e o registro das observações empíricas, este questionário de entrevista semidirigida preenche condições de melhor acessar e avaliar os conteúdos revelados pelos pacientes. As contradições entre as respostas e o discurso, no contato individual com o psicólogo, apontam a necessidade de investimento no preparo do paciente para a cirurgia e mais acentuadamente o acompanhamento psicológico no primeiro ano do pós-operatório. Há um pensamento mágico a ser trabalhado durante a aplicação do questionário sobre as crenças frente à cirurgia e o emagrecimento e assim convocar o paciente a ocupar o lugar do sujeito implicado em seu processo pré e pós-operatório. O TRO contribuiu na compreensão do diagnóstico psicodinâmico de pacientes com ganho de peso após cirurgia e reforçou a necessidade de maior investimento no pré-operatório.(AU)

Adaptación del BRIEF ("Behavior Rating Inventory of Executive Function") a población española y su utilidad para el diagnóstico del trastorno por déficit de atención-hiperactividad subtipos inatento y combinado

La valoración de las funciones ejecutivas tiene una especial dificultad cuando se intenta llevar a cabo mediante un enfoque tradicional de pruebas neuropsicológicas. Este aspecto es especialmente relevante en la evaluación de funciones ejecutivas en población pediátrica, lo que propició el desarrollo de cuestionarios de conducta como el Behavior Rating Inventory of Executive Function (BRIEF), con el fin de convertirse en una medida ecológica de las alteraciones de funciones ejecutivas. Resulta necesario realizar una adaptación completa de una prueba psicométrica para que ésta pueda ser utilizada en una población diferente para la cual fue diseñada. El BRIEF ha sido utilizado para la valoración de las alteraciones ejecutivas en numerosas patologías, pero destacan los estudios realizados en niños con Trastorno por Déficit de Atención - Hiperactividad (TDAH). El TDAH presenta alteraciones neuropsicológicas que implican especialmente a las funciones ejecutivas, lo que justifica el uso de la prueba en esta patología. Incluso, algunas de las teorías más importantes sobre TDAH apuntan a las alteraciones en inhibición como el síntoma nuclear del trastorno. La existencia de dos subtipos principales en el TDAH (subtipo predominantemente inatento y combinado) podría implicar un patrón diferente de alteraciones ejecutiva en cada tipo. OBJETIVOS: Se presentan dos objetivos principales: 1) Adaptación del BRIEF a población española, y 2) Estudio del perfil diferencial del BRIEF entre los subtipos inatento y combinado del TDAH...

Diagnóstico da exposição fetal ao álcool através de biomarcadores em mecônio

A grande prevalência do consumo de álcool por mulheres em idade reprodutiva aliada à gravidez não planejada expõe a gestante a um elevado risco de se alcoolizar em algum momento da gestação, principalmente no início do período gestacional em que a maioria delas ainda não tomou ciência do fato. Assim, torna-se extremamente relevante o desenvolvimento de métodos de detecção precoce de recém-nascidos em risco de desenvolvimento de problemas do espectro dos transtornos relacionados à exposição fetal ao álcool. O objetivo desse estudo foi desenvolver, validar e avaliar a eficácia de um método de quantificação de ésteres etílicos de ácidos graxos (FAEEs) no mecônio de recém-nascidos para avaliação da exposição fetal ao álcool. Os FAEEs avaliados foram: palmitato de etila, estearato de etila, oleato de etila e linoleato de etila.O método consistiu no preparo das amostras pela extração líquido-líquido utilizando água, acetona e hexano, seguida de extração em fase sólida empregando cartuchos de aminopropilsilica. A separação e quantificação dos analitos foi realizada por cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massas. Os limites de quantificação (LQ) variaram entre 50-100ng/g. A curva de calibração foi linear de LQ até 2000ng/g para todos os analitos. A recuperação variou de 69,79% a 106,57%. Os analitos demonstraram estabilidade no ensaio de pós-processamento e em solução. O método foi aplicado em amostras de mecônio de 160 recém-nascidos recrutados em uma maternidade pública de Ribeirão Preto-SP. O consumo de álcool materno foi reportado utilizando questionários de rastreamento validados T-ACE e AUDIT e relatos retrospectivos da quantidade e frequência de álcool consumida ao longo da gestação. A eficácia do método analítico em identificar os casos positivos foi determinada pela curva Receiver Operating Characteristic (ROC). O consumo alcoólico de risco foi identificado pelo T-ACE em 31,3% das participantes e 50% reportaram o uso de álcool durante a gestação. 51,3% dos recém-nascidos apresentaram FAEEs em seu mecônio, sendo que 33,1% apresentaram altas concentrações para a somatória dos FAEEs (maior que 500ng/g), compatível com um consumo abusivo de álcool. O oleato de etila foi o biomarcador mais prevalente e o linoleato de etila foi o biomarcador que apresentou as maiores concentrações. Houve uma variabilidade no perfil de distribuição dos FAEEs entre os indivíduos, e discordâncias entre a presença de FAEEs e o consumo reportado pela mãe. A concentração total dos FAEEs nos mecônio mostrou-se como melhor indicador da exposição fetal ao álcool quando comparado com o uso de um único biomarcador. O ponto de corte para esta população foi de aproximadamente 600ng/g para uso tipo binge (três ou mais doses por ocasião) com sensibilidade de 71,43% e especificidade de 84,37%. Este estudo reforça a importância da utilização de métodos laboratoriais na identificação da exposição fetal ao álcool.

Colangiopancreatografia retrógrada endoscópica versus ultrassom endoscópico no diagnóstico histológico da estenose biliar maligna: revisão sistemática e metanálise

Introdução: O diagnóstico histológico das estenoses biliares é fundamental na definição da terapêutica a ser empregada, devido à heterogeneidade dos resultados dos estudos comparando o uso do escovado citológico e da biópsia transpapilar na colangiopancreatografia retrógada endoscópica (CPRE) com a punção aspirativa ecoguiada com agulha fina (ECO-PAAF) no diagnóstico histológico da estenose biliar maligna, e o fato de não existirem revisões sistemáticas e metanálises comparando esses métodos, este estudo propõe comparar esses dois métodos no diagnóstico histológico da estenose biliar maligna, através de revisão sistemática e metanálise da literatura. Métodos: Utilizando as bases de dados eletrônicas Medline, Embase, Cochrane, LILACS, CINAHL, e Scopus foram pesquisados estudos datados anteriormente a novembro de 2014. De um total de 1009 estudos publicados, foram selecionados três estudos prospectivos comparando ECO-PAAF e CPRE no diagnóstico histológico da estenose biliar maligna e cinco estudos transversais comparando ECO-PAAF com o mesmo padrão-ouro dos outros três estudos comparativos. Todos os pacientes foram submetidos ao mesmo padrão-ouro. Foram calculadas as variáveis do estudo (prevalência, sensibilidade, especificidade, valores preditivos positivos e negativos e acurácia) e realizada a metanálise utilizando os softwares Rev Man 5 e Meta-DiSc 1.4. Resultados: Um total de 294 pacientes foi incluído na análise. A probabilidade pré-teste para estenose biliar maligna foi de 76,66%. As sensibilidades médias da CPRE e da ECO-PAAF para o diagnóstico histológico da estenose biliar maligna foram de 49% e 76,5%, respectivamente; especificidades foram de 96,33% e 100%, respectivamente. As probabilidades pós-teste também foram determinadas: valores preditivos positivos de 98,33% e 100%, respectivamente, e valores preditivos negativos de 34% e 58,87%. As acurácias foram 60,66% e 82,25%, respectivamente. Conclusão: A ECO-PAAF é superior a CPRE com escovado citológico e/ou biópsia transpapilar no diagnóstico histológico da estenose biliar maligna. No entanto, um teste de ECO-PAAF ou CPRE com amostra histológica negativa não pode excluir a estenose biliar maligna, pois ambos os testes apresentam baixo valor preditivo negativo

Avaliação da acurácia da ressonância magnética no diagnóstico das lesões traumáticas do plexo braquial

A lesão do plexo braquial é considerada a alteração neural mais grave das extremidades. A principal causa é o trauma de alta energia, especialmente acidentes envolvendo veículos a motor. Por este motivo, as lesões traumáticas do plexo braquial são cada vez mais frequentes. O presente estudo avaliou a acurácia da ressonância magnética (RM) no diagnóstico das lesões traumáticas do plexo braquial no adulto, utilizando o achado intraoperatório como padrão-ouro. Também foi avaliada a acurácia da neurografia pesada em difusão (neurografia DW) em relação à RM convencional e a capacidade de diferenciação dos três tipos de lesão: avulsão, ruptura e lesão em continuidade. Trinta e três pacientes com história e diagnóstico clínico de lesão traumática do plexo braquial foram prospectivamente estudados por RM. Os achados obtidos pela RM sem e com o uso da neurografia DW, e os achados de exame clínico foram comparados com os achados intraoperatórios. A análise estatística foi feita com associação de significância de 5%. Observou-se alta correlação entre a RM com neurografia DW e a cirurgia (rs=0,79), e baixa correlação entre a RM convencional e a cirurgia (rs=0,41). A correlação interobservador foi maior para a RM com neurografia DW (rs = 0,94) do que para a RM sem neurografia DW (rs = 0,75). Os resultados de sensibilidade, acurácia e valor preditivo positivo foram acima de 95% para as RM com e sem neurografia DW no estudo de todo o plexo. As especificidades foram, em geral, maiores para a neurografia DW (p < 0,05). Em relação à diferenciação dos tipos de lesão, a RM com neurografia DW apresentou altas acurácias e sensibilidades no diagnóstico da avulsão/rotura, e alta especificidade no diagnóstico da lesão em continuidade. A acurácia da RM (93,9%) foi significativamente maior que a do exame clínico (76,5%) no diagnóstico das lesões de todo o plexo braquial (p < 0,05).

Aplicações híbridas entre sistemas multiagentes e técnicas de inteligência artificial para redes inteligentes de distribuição de energia elétrica

Os smart grids representam a nova geração dos sistemas elétricos de potência, combinando avanços em computação, sistemas de comunicação, processos distribuídos e inteligência artificial para prover novas funcionalidades quanto ao acompanhamento em tempo real da demanda e do consumo de energia elétrica, gerenciamento em larga escala de geradores distribuídos, entre outras, a partir de um sistema de controle distribuído sobre a rede elétrica. Esta estrutura modifica profundamente a maneira como se realiza o planejamento e a operação de sistemas elétricos nos dias de hoje, em especial os de distribuição, e há interessantes possibilidades de pesquisa e desenvolvimento possibilitada pela busca da implementação destas funcionalidades. Com esse cenário em vista, o presente trabalho utiliza uma abordagem baseada no uso de sistemas multiagentes para simular esse tipo de sistema de distribuição de energia elétrica, considerando opções de controle distintas. A utilização da tecnologia de sistemas multiagentes para a simulação é baseada na conceituação de smart grids como um sistema distribuído, algo também realizado nesse trabalho. Para validar a proposta, foram simuladas três funcionalidades esperadas dessas redes elétricas: classificação de cargas não-lineares; gerenciamento de perfil de tensão; e reconfiguração topológica com a finalidade de reduzir as perdas elétricas. Todas as modelagens e desenvolvimentos destes estudos estão aqui relatados. Por fim, o trabalho se propõe a identificar os sistemas multiagentes como uma tecnologia a ser empregada tanto para a pesquisa, quanto para implementação dessas redes elétricas.

Padronização e validação de marcadores moleculares para o diagnóstico da Leishmaniose Tegumentar

O diagnóstico da leishmaniose tegumentar (LT) baseia-se em critérios clínicos e epidemiológicos podendo ser confirmado por exames laboratoriais de rotina como a pesquisa direta do parasito por microscopia e a intradermorreação de Montenegro. Atualmente, os métodos moleculares, principalmente a reação da cadeia da polimerase (PCR), têm sido considerados para aplicação em amostras clínicas, devido a sua alta sensibilidade e especificidade. Este trabalho teve como objetivo a padronização e validação das técnicas de PCR-RFLP com diferentes iniciadores (kDNA, its1, hsp70 e prp1), visando o diagnóstico e a identificação das espécies de Leishmania presentes em amostras de DNA provenientes de lesões de pele ou mucosa de 140 pacientes com suspeita de leishmaniose tegumentar. Para tal, realizamos ensaios de: 1) sensibilidade das PCRs com os diferentes iniciadores, 2) especificidade dos ensaios utilizando DNAs de diferentes espécies de referência de Leishmania, de tripanossomatídeos inferiores e de fungos, 3) validação das técnicas de PCR-RFLP com os iniciadores estudados em amostras de DNA de lesões de pele ou mucosas de pacientes com LT. Os resultados dos ensaios de limiar de detecção das PCR (sensibilidade) mostraram que os quatro iniciadores do estudo foram capazes de detectar o DNA do parasito, porém em quantidades distintas: até 500 fg com os iniciadores para kDNA e its1, até 400 fg com hsp70 e até 5 ng com prp1. Quanto à especificidade dos iniciadores, não houve amplificação dos DNAs fúngicos. Por outro lado, nos ensaios com os iniciadores para kDNA e hsp70, verificamos amplificação do fragmento esperado em amostras de DNA de tripanossomatídeos. Nos ensaios com its1 e prp1, o padrão de amplificação com os DNAs de tripanossomatídeos foi diferente do apresentado pelas espécies de Leishmania. Verificou-se nos ensaios de validação que o PCR-kDNA detectou o parasito em todas as 140 amostras de DNA de pacientes e, assim, foi utilizado como critério de inclusão das amostras. A PCR-its1 apresentou menor sensibilidade, mesmo após a reamplificação com o mesmo iniciador (85,7% ou 120/140 amostras). Para os ensaios da PCR-hsp70, as amostras de DNA foram amplificadas com Repli G, para obter uma sensibilidade de 68,4% (89/140 amostras). A PCR-prp1 não detectou o parasito em amostras de DNA dos pacientes. Quanto aos ensaios para a identificação da espécie presente na lesão, a PCR-kDNA-RFLP-HaeIII e a PCR-its1- RFLP-HaeIII permitem a distinção de L. (L.) amazonensis das outras espécies pertencentes ao subgênero Viannia. A PCR-hsp70-RFLP-HaeIII-BstUI, apesar de potencialmente ser capaz de identificar as seis espécies de Leishmania analisadas, quando utilizada na avaliação das amostras humanas permitiu apenas a identificação de L. (V.) braziliensis. No entanto, é uma técnica com várias etapas e de difícil execução, o que pode inviabilizar o seu uso rotineiro em centros de referência em diagnósticos. Assim, recomendamos o uso dessa metodologia apenas em locais onde várias espécies de Leishmania sejam endêmicas. Finalmente, os resultados indicam que o kDNA-PCR devido à alta sensibilidade apresentada e facilidade de execução pode ser empregada como exame de rotina nos centros de referência, permitindo a confirmação ou exclusão da LT.

Tumores indutores de osteomalácia: diagnóstico, caracterização tumoral e avaliação evolutiva em longo prazo de nove pacientes

INTRODUÇÃO: Tumores indutores de osteomalácia (TIOs) são raros, geralmente apresentam origem mesenquimal, têm produção excessiva de fosfatoninas sendo a mais comum o FGF23 (Fibroblast Growth Factor 23) que, em níveis elevados, provoca osteomalácia hipofosfatêmica. A cura dos TIOs envolve a remoção completa do tumor, o que torna essencial sua localização. OBJETIVOS: (1) caracterizar nove pacientes com TIO ao diagnóstico e avaliá-los evolutivamente em longo prazo; (2) avaliar a eficácia da cintilografia com Octreotida (Octreoscan®) e a da cintilografia de corpo inteiro com Mibi (MIBI) na detecção dos TIOs. MÉTODOS: O acompanhamento dos pacientes consistiu na avaliação clínica, na avaliação laboratorial com ênfase no metabolismo ósseo e na realização de exames de imagem para caracterização das deformidades esqueléticas. Para a localização dos TIOs, os pacientes foram submetidos a exames de Octreoscan®, MIBI, ressonância magnética (RM) e tomografia computadorizada (TC). RESULTADOS: O período de observação dos pacientes variou de dois a 25 anos. Ao diagnóstico, todos exibiam fraqueza muscular, dores ósseas e fraturas de fragilidade. Em relação à avaliação laboratorial, apresentavam: hipofosfatemia com taxa de reabsorção tubular de fosfato reduzida, fosfatase alcalina aumentada e níveis elevados de FGF23. O Octreoscan® permitiu a identificação dos TIOs nos nove pacientes e o MIBI possibilitou a localização dos TIOs em seis pacientes, sendo que ambos os exames foram concordantes entre si e com os exames topográficos (RM ou TC). Os achados histopatológicos das lesões dos nove pacientes confirmaram tratar-se de oito tumores mesenquimais fosfatúricos (PMTs) benignos e um PMT maligno. Após a primeira intervenção cirúrgica para a remoção dos TIOs, quatro pacientes encontram-se em remissão da doença e cinco evoluíram com persistência tumoral. Dos cinco, quatro foram reoperados e um aguarda nova cirurgia. Dos que foram reoperados, um paciente se mantém em remissão da doença, um foi a óbito por complicações clínicas, uma teve doença metastática e o último apresentou recidiva tumoral três anos após a segunda cirurgia. Deformidades ósseas graves foram observadas nos pacientes cujo diagnóstico e/ou tratamento clínico foram tardios. O tratamento da osteomalácia foi iniciado com fosfato e perdurou até a ressecção tumoral, tendo sido reintroduzido nos casos de persistência/recidiva tumoral. Quatro pacientes que fizerem uso regular desse medicamento por mais de seis anos evoluíram com hiperparatireoidismo terciário (HPT). CONCLUSÕES: O estudo revelou que tanto o Octreoscan® como o MIBI foram capazes de localizar os TIOs. Por isso, incentivamos a realização do MIBI nos locais onde o Octreoscan® não for disponível. Uma equipe experiente é indispensável para o sucesso cirúrgico visto que os tumores, embora benignos, costumam ser infiltrativos. Recomendamos o seguimento por tempo indeterminado em função do risco de recidiva tumoral. Assim como o FGF23, consideramos o fósforo um excelente marcador de remissão, persistência e recidiva dos TIOs. O diagnóstico e o tratamento precoce são fundamentais para a melhora dos sintomas podendo minimizar as deformidades esqueléticas e as sequelas ósseas. O uso prolongado do fosfato no tratamento da osteomalácia hipofosfatêmica foi associado ao desenvolvimento do HPT

Estudo da viabilidade para introduzir na rotina testes de diagnóstico para infecção respiratória aguda

Para avaliar os benefícios da comunicação rápida ao clínico do diagnóstico de vírus respiratórios, foi analisado a viabilidade econômica de 2 testes, com o tempo de entrega de resultado em 2 horas para teste rápido e 48 horas para Biologia Molecular. As amostras coletadas foram processadas utilizando técnicas convencionais e os testes disponíveis no mercado local. Foram escolhidos dois testes rápidos pelo método de imunocromatografia para quatro parâmetros analíticos: Influenza A, Influenza H1N1, Influenza B e Vírus Sincicial Respiratório (RSV) e em Biologia Molecular um teste de RT-PCR multiplex com 25 patógenos entre vírus e bactérias. O tipo de amostra utilizada foi swab e lavado de nasofaringe. A população escolhida para o estudo foi paciente adulto, em tratamento de câncer, que necessita de uma resposta rápida já que a maioria se encontra com comprometimento do sistema imune por doença ou por tratamento. O estudo foi transversal, realizado entre os anos de 2012 e 2013, para avaliar a viabilidade econômica da introdução de testes de diagnóstico da infecção respiratória aguda de etiologia viral a partir de amostras de nasofaringe em pacientes com câncer atendidos no Centro de Atendimento de Oncologia Intercorrência (CAIO ), do Instituto do Câncer do Estado de São Paulo (ICESP), hospital público que atende exclusivamente Sistema Único de Saúde (SUS) e Hospital A.C. Camargo, que atende tanto a pacientes do SUS como da rede privada. O estudo incluiu 152 pacientes em tratamento para qualquer tipo de câncer, predominantemente do sexo feminino (81 mulheres e 70 homens) com idades entre 18-86 anos. Para participar do estudo o paciente era consultado e o critério para escolha do paciente foi ser portador de câncer, com história de febre (ainda que referida) acompanhada de tosse ou dor de garganta, tosse e sintomas respiratórios agudos, atendidos por protocolo padronizado que inclui avaliação na admissão, seguimento e manejo antimicrobiano. Para a avaliação econômica os pacientes foram classificados de acordo com o estado geral de saúde, se apresentavam bom estado de estado de saúde poderiam receber alta e faziam uso da medicação em casa evitando 5 dias de internação se recebessem algum resultado para Influenza ou RSV, no entanto os pacientes que apresentavam outro vírus, resultado negativo ou o estado geral era ruim permaneciam internados por 7 dias em observação e cuidados com medicação adequada. Foram realizadas análises econômicas em dois âmbitos: o sistema de saúde publico e o privado considerando o fator diminuição de dias de internação. A analise de Custo-benefício foi eficiente no Sistema privado mas inadequada para o SUS assim como, qualquer outra medida monetária já que os valores de reembolso do SUS estão defasados do custo de qualquer internação. A análise de Custo-efetividade que olha para outros fatores além do monetário foi efetiva nos dois sistemas que enfrentam falta de leitos além da condição de saúde do paciente de evitar a ingestão desnecessária de antibióticos, evitar os gastos do acompanhante, perda de dias de trabalho e estudo. Não houve correspondência de resultados dos testes rápidos com o multiplex de Biologia Molecular

Herramientas innovadoras en el diagnóstico del síndrome respiratorio bovino (SRB)

A pesar de todos los avances realizados en las últimas décadas en el conocimiento sobre numerosos aspectos del Síndrome Respiratorio Bovino (SRB), entre los que se encuentran los factores de riesgo, la etiopatogenia, las características de los agentes causales, el diagnóstico, la terapéutica o la profilaxis y sus efectos globales, el SRB continúa siendo la enfermedad de mayor impacto económico en el ganado vacuno de cebo. Además, parece que tanto su incidencia como las pérdidas que origina siguen estables en los cebaderos de todo el mundo desde hace varias décadas. Sus principales características indican que debemos considerar que es una enfermedad de difícil control dado su carácter multifactorial y con la que, por tanto, debemos acostumbrarnos a convivir aunque aspirando a minimizar tanto su incidencia, como la gravedad de sus consecuencias. Por otro lado, aunque existen muchas técnicas diagnósticas a nuestra disposición, aún no se puede decir que exista una técnica de referencia o “gold standard” para el diagnóstico del SRB, y mucho menos una técnica estandarizada para su diagnóstico precoz. Establecer y estandarizar protocolos para la detección de grupos de animales en riesgo y su monitorización más intensa en fases posteriores del cebo para reducir el consumo de antibióticos de uso preventivo o metafiláctico es de gran interés. Hasta ahora, este tipo de estrategias se han basado en la detección de evidencias de contacto con gérmenes patógenos pulmonares (principalmente análisis de serología). Sin embargo, no debemos olvidar que la identificación de un agente patógeno en ausencia de una lesión y/o signos clínicos atribuibles al mismo, tan sólo es indicativa de contacto previo (no de padecimiento de un proceso de enfermedad) y que, por otro lado, la mayoría de los agentes microbiológicos ligados al SRB son comensales habituales de las vías respiratorias altas. De modo que la identificación de un agente sólo prueba enfermedad si se diagnostica junto con los signos clínicos compatibles de enfermedad y la lesión...

Criterios de valoración en el diagnóstico y pronóstico de la pleuroneumonía equina. Aplicación de la curva ROC para determinación de fiabilidad diagnóstica

Los procesos respiratorios en los caballos representan un problema muy importante en la clínica equina ya que provocan bajas y/o disminuciones del rendimiento tanto en caballos de uso deportivo como de otros tipos. Por ello es importante valorar de manera precisa las enfermedades que pueden provocar la muerte del paciente por la gravedad de las lesiones que generan. También es imprescindible ser capaces de emitir un pronóstico lo más acertado posible en la valoración de los procesos para determinar la esperanza de vida y posibilidades de recuperación o no de los enfermos, y hacerlo en función de la etiología del proceso que les afecta y del diagnóstico preciso para cada caso. En las últimas décadas y gracias al avance de la técnica y al desarrollo de los métodos de exploración se pueden realizar diagnósticos precisos y la evaluación correcta y adecuada de los pacientes equinos que exploramos en la clínica. Hay que tener en cuenta además en este sentido que son importantes también los avances realizados en el conocimiento de las enfermedades específicas de los caballos en disciplinas como la Medicina Interna y resto de especialidades clínicas actuales, y también valorar el avance en el conocimiento de las técnicas diagnósticas actuales que se pueden utilizar de manera precisa en cada caso para llegar a un diagnóstico específico. También hay que valorar y utilizar los protocolos clínicos en Medicina que permiten evaluar de manera específica, ordenada y precisa hoy día alos pacientes equinos. Por otra parte, es también fundamental saber que en la actualidad para el empleo sistemático de cualquier procedimiento en Medicina se debe realizar siempre un estudio de comprobación de la fiabilidad del mismo, y conocer los métodos y pruebas o determinaciones diagnósticas utilizadas en el protocolo específico utilizado o propuesto. Estas comprobaciones de la sensibilidad de los métodos utilizados, se realizan con la aplicación de sistemas de análisis matemáticos específicos de probabilidad que permiten la valoración y la contrastación de los métodos diagnósticos utilizados para analizar su fiabilidad...

Caracterização elétrica de túnel-FET em estrutura de nanofio com fontes de SiGe e Ge em função da temperatura.

Este trabalho teve como objetivo estudar os transistores de tunelamento por efeito de campo em estruturas de nanofio (NW-TFET), sendo realizado através de analises com base em explicações teóricas, simulações numéricas e medidas experimentais. A fim de avaliar melhorar o desempenho do NW-TFET, este trabalho utilizou dispositivos com diferentes materiais de fonte, sendo eles: Si, liga SiGe e Ge, além da variação da espessura de HfO2 no material do dielétrico de porta. Com o auxílio de simulações numéricas foram obtidos os diagramas de bandas de energia dos dispositivos NW-TFET com fonte de Si0,73Ge0,27 e foi analisada a influência de cada um dos mecanismos de transporte de portadores para diversas condições de polarização, sendo observado a predominância da influência da recombinação e geração Shockley-Read-Hall (SRH) na corrente de desligamento, do tunelamento induzido por armadilhas (TAT) para baixos valores de tensões de porta (0,5V > VGS > 1,5V) e do tunelamento direto de banda para banda (BTBT) para maiores valores tensões de porta (VGS > 1,5V). A predominância de cada um desses mecanismos de transporte foi posteriormente comprovada com a utilização do método de Arrhenius, sendo este método adotado em todas as análises do trabalho. O comportamento relativamente constante da corrente dos NW-TFETs com a temperatura na região de BTBT tem chamado a atenção e por isso foi realizado o estudo dos parâmetros analógicos em função da temperatura. Este estudo foi realizado comparando a influência dos diferentes materiais de fonte. O uso de Ge na fonte, permitiu a melhora na corrente de tunelamento, devido à sua menor banda proibida, aumentando a corrente de funcionamento (ION) e a transcondutância do dispositivo. Porém, devido à forte dependência de BTBT com o campo elétrico, o uso de Ge na fonte resulta em uma maior degradação da condutância de saída. Entretanto, a redução da espessura de HfO2 no dielétrico de porta resultou no melhor acoplamento eletrostático, também aumentando a corrente de tunelamento, fazendo com que o dispositivo com fonte Ge e menor HfO2 apresentasse melhores resultados analógicos quando comparado ao puramente de Si. O uso de diferentes materiais durante o processo de fabricação induz ao aumento de defeitos nas interfaces do dispositivo. Ao longo deste trabalho foi realizado o estudo da influência da densidade de armadilhas de interface na corrente do dispositivo, demonstrando uma relação direta com o TAT e a formação de uma região de platô nas curvas de IDS x VGS, além de uma forte dependência com a temperatura, aumentando a degradação da corrente para temperaturas mais altas. Além disso, o uso de Ge introduziu maior número de impurezas no óxido, e através do estudo de ruído foi observado que o aumento na densidade de armadilhas no óxido resultou no aumento do ruído flicker em baixa frequência, que para o TFET, ocorre devido ao armadilhamento e desarmadilhamento de elétrons na região do óxido. E mais uma vez, o melhor acoplamento eletrostático devido a redução da espessura de HfO2, resultou na redução desse ruído tornando-se melhor quando comparado à um TFET puramente de Si. Neste trabalho foi proposto um modelo de ruído em baixa frequência para o NW-TFET baseado no modelo para MOSFET. Foram realizadas apenas algumas modificações, e assim, obtendo uma boa concordância com os resultados experimentais na região onde o BTBT é o mecanismo de condução predominante.