Short and long period optimization of drug doses in the treatment of AIDS

Técnicas de otimização numérica são úteis na solução de problemas de determinação da melhor entrada para sistemas descritos por modelos matemáticos e cujos objetivos podem ser expressos de uma maneira quantitativa. Este trabalho aborda o problema de otimizar as dosagens dos medicamentos no tratamento da AIDS em termos de um balanço entre a resposta terapêutica e os efeitos colaterais. Um modelo matemático para descrever a dinâmica do vírus HIV e células CD4 é utilizado para calcular a dosagem ótima do medicamento no tratamento a curto prazo de pacientes com AIDS por um método de otimização direta utilizando uma função custo do tipo Bolza. Os parâmetros do modelo foram ajustados com dados reais obtidos da literatura. Com o objetivo de simplificar os procedimentos numéricos, a lei de controle foi expressa em termos de uma expansão em séries que, após truncamento, permite obter controles sub-ótimos. Quando os pacientes atingem um estado clínico satisfatório, a técnica do Regulador Linear Quadrático (RLQ) é utilizada para determinar a dosagem permanente de longo período para os medicamentos. As dosagens calculadas utilizando a técnica RLQ , tendem a ser menores do que a equivalente terapia de dose constante em termos do expressivo aumento na contagem das células T+ CD4 e da redução da densidade de vírus livre durante um intervalo fixo de tempo.

Simulação geoestatística na caracterização espacial de óxidos de ferro em diferentes pedoformas

Os minerais da fração argila, goethita e hematita, são óxidos de ferro (Fe) indicadores pedoambientais com grande influência nos atributos físicos e químicos do solo. O conhecimento dos padrões espaciais desses óxidos auxilia a compreensão das interrelações de causa e efeito com os atributos do solo. Nesse sentido, a qualidade das estimativas espaciais produzidas pode alterar os resultados obtidos e, por consequência, as interpretações dos padrões espaciais obtidos. O presente estudo teve o objetivo de avaliar o desempenho dos métodos geoestatísticos de estimativas (KO) e simulações sequenciais gaussianas (SSG) na caracterização espacial de teores de óxidos de Fe, goethita (Gt) e hematita (Hm), em uma pedoforma côncava e outra convexa. Foram coletadas 121 amostras de solos em cada pedoforma de um Argissolo em pontos com espaçamentos regulares de 10 m. Os teores de óxidos de Fe foram obtidos por meio de difração de raios-X. Os dados foram submetidos a análises geoestatísticas por meio da modelagem do variograma e posterior interpolação por KO e SSG. A KO não refletiu a verdadeira variabilidade dos óxidos de Fe, hematita e goethita, demonstrando ser inapropriada para a caracterização espacial dos teores dos óxidos de Fe. Assim, o uso da SSG é preferível à krigagem quando a manutenção dos altos e baixos valores nas estimativas espaciais é necessária. O desempenho dos métodos geoestatísticos foi influenciado pelas pedoformas. Os mapas E-type devem ser recomendados em vez de mapas de KO para os óxidos de Fe, por serem ricos em detalhes e práticos na definição de zonas homogêneas para o manejo localizado em frente de KO, sobretudo em pedoforma côncava.

Custo de bombas centrífugas funcionando como turbinas em microcentrais hidrelétricas

A implantação de microcentrais hidrelétricas é uma das alternativas para suprir com energia comunidades pequenas e isoladas, situadas normalmente na área rural. O aproveitamento de potenciais hidráulicos de pequeno porte é uma alternativa cada vez mais viável devido não só à falta de recursos financeiros para os grandes empreendimentos, mas também pelo imenso potencial de geração em centrais de pequeno porte, que pouco tem sido aproveitado. O objetivo deste trabalho foi de apresentar uma metodologia simples de engenharia para estimar o custo das Bombas Funcionando como Turbinas (BFTs) utilizadas em microcentrais hidrelétricas, que possam ser usadas em estudos preliminares de novos aproveitamentos hidrelétricos, sem uma investigação detalhada dos lugares onde se pretende implantar. Os custos foram obtidos consultando-se diretamente os fabricantes de equipamentos e o mercado da praça de Ponta Grossa - PR. Os resultados mostraram que, para as microcentrais hidrelétricas, sempre que os custos constituírem o aspecto dominante, e para potências até 50 kW, a opção por Bombas Funcionando como Turbinas (BFTs) deve ser considerada em lugar das turbinas hidráulicas.

Simulação da dinâmica operacional de uma linha industrial de abate de suínos

Este trabalho teve como objetivo implementar um modelo computacional para simular a dinâmica operacional de uma linha industrial de abate de suínos. O sistema real modelado pertence à empresa Frigorífico Frimesa, sediada no município de Medianeira (PR). O modelo implementado é tipo dinâmico, discreto e estocástico. Este simula 34 operações unitárias e foi estruturado com o uso da linguagem de simulação EXTEND TM. Para validação do modelo foram coletados dados relativos a cinco dias de operação, em que foram abatidos 1.346, 1.630, 1.360, 1.585 e 1.550 suínos, respectivamente. Como parâmetros de comparação entre os dados obtidos a partir do sistema e gerados pelo modelo foram selecionadas as seguintes variáveis: (i) tempo de duração da operação; (ii) tempo de deslocamento da insensibilização até a depiladeira; (iii) tempo deslocamento da insensibilização até a câmara fria; (iv) número de carcaças re-inspecionadas; e (v) número final de carcaças. Na validação do modelo, foi constatado que, para a variável tempo de duração da operação por meio do teste Tukey a 1% de significância, não foram detectadas diferenças estatísticas entre os valores obtidos do sistema real e os gerados pelo modelo. Considerando-se esta e outras análises, foi concluído que o modelo aplica-se à finalidade para a qual foi implementado. Sendo assim, foram realizadas duas análises de sensibilidade. Na primeira, ao alterar o número de suínos a abater de 1 mil para 2 mil, foi determinado que os tempos de duração da operação variariam de 6,20 a 10,10 h, respectivamente. Para a segunda, ao abater 1.340 suínos e alterar a velocidade das nórias de 300 para 600 animais por hora, o tempo de duração da operação passou de 8,10 para 7,40 h, respectivamente.

Discalculia do desenvolvimento: avaliação da representação numérica pela ZAREKI-R

O presente estudo investigou aspectos da representação numérica (processamento numérico e cálculo) e memória operacional de crianças com transtornos de aprendizagem. Participaram 30 crianças de idade entre 9 e 10 anos, ambos os gêneros, divididas em dois grupos: sem dificuldade em aritmética (SDA; N=11) e com dificuldade em aritmética (CDA; N=19), avaliadas pela ZAREKI-R, Matrizes Coloridas de Raven, o Blocos de Corsi e o BCPR. Crianças CDA exibiram escores levemente mais baixos que as SDA quanto ao nível intelectual e nos Blocos de Corsi. Na ZAREKI-R apresentaram prejuízo nos subtestes ditado de números, cálculo mental, problemas aritméticos e total. Crianças CDA apresentaram déficits específicos em memória operacional visuoespacial e comprometimento em processamento numérico e cálculo, compatível com discalculia do desenvolvimento.

Simulação do saldo de radiação na Serra da Mantiqueira

A influência do desmatamento da Mata Atlântica sobre o microclima da Serra da Mantiqueira ainda não é totalmente compreendida. Para conhecer as consequências do desmatamento sobre o clima serrano é necessário realizar estudos sobre o balanço de radiação na superfície. A falta de dados possibilita conjugar imagens de satélite com dados meteorológicos em um Sistema de Informação Geográfica na determinação do balanço de radiação. O presente estudo teve por objetivo avaliar o modelo MTCLIM em dias de céu claro ou nublado para simular o balanço de radiação na Serra da Mantiqueira, divisa entre os estados de São Paulo, Minas Gerais e Rio de Janeiro, Brasil. Imagens diárias, semanais e dezesseis dias do sensor MODIS disponíveis em 2003 foram utilizadas em rotinas específicas do MTCLIM. Alvos específicos foram selecionados para avaliar o comportamento do balanço de radiação. Observou-se que o balanço de radiação acompanhou a topografia local e é influenciado pelo tipo de uso da terra. Conclui-se que a temperatura da superfície contribui para aumentar a temperatura do ar implicando em diminuição do balanço de radiação sobre pastagem. O modelo MTCLIM demonstrou boa correlação para a temperatura do ar (R² = 0,82) e para a radiação solar global (R² = 0,71).

Parâmetros bioquímicos de equinos submetidos à simulação de prova de enduro recebendo dietas com adição de óleo de soja

Com o objetivo de verificar o efeito da adição de níveis crescentes de óleo no concentrado sobre a atividade plasmática das enzimas creatina quinase (CK), aspartato aminotransferase (AST) e lactato desidrogenase (LDH) como indicativo de metabolismo energético, foram fornecidas dietas experimentais compostas de cinco níveis de óleo (controle, 6, 12, 18 e 24% do concentrado). Utilizaram-se 20 equinos da raça Árabe, peso médio de 400 kg, submetidos a prova de enduro de 80 km em esteira rolante. O enduro foi dividido em quatro anéis de 20 km, com duração média de 1 hora e dez minutos. A adição de óleo e a distância percorrida tiveram efeitos sobre as variáveis AST, CK e LDH, que apresentaram as respectivas expressões: AST (7,045-0,2292x+0,007991x2+0,008517z- 0,0003282xz), CK (8,06-,07020x+0,05546x2-0,001262x3+0,01204z+0,0006207xz) e LDH (6,624-0,3522x+0,03448x2-0,0008382x3+0,02401z-0,0007489xz) . O óleo é uma importante e bem aproveitada fonte de energia para equinos em exercício, pois sua adição na dieta de animais submetidos a prova de enduro promoveu alteração metabólica que favorece a produção de energia. O metabolismo animal poupou suas reservas energéticas oriundas da glicose, favorecendo a utilização do óleo. A menor atividade plasmática das enzimas AST, CK e LDH com a adição de óleo nas dietas indica direcionamento do metabolismo energético para a β-oxidação. Como apresentam várias isoenzimas, as enzimas estudadas atuam amplamente no metabolismo energético, favorecendo a constante reposição de ATP ao longo do exercício.

Simulação do comportamento não linear de materiais quase-frágeis via elementos finitos com fissura embebida

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Modelagem numérica da superfície na geração da planialtimetra segundo dados de quatro equipamentos topogríficos

The aim of this present work was to compare planialtimetric charts obtained from different risings using two different theodolite types, a total station, and a precision level, used as control. Using a total station, an area was marked with clear variations of relief, following a grid, with a distance of 20 meters among stakes. After that, the stakes were read by the total station and two theodolites of different precisions. The geometric leveling was done by a precision level. The data were input in the DataGeosis software and the numerical modelling of the land was made with mesh of maximum rigidity, generating planialtimetric representation for each rising. It was verified, through comparison of the four representations that little variations occur in relation to the control. The closest representation of the control was the planialtimetry based on the data from the total station, in which the representations obtained from the theodolites were identical among themselves. It was concluded that in the process of obtaining detailed planialtimetry of small areas, submitted to the grid, it was not necessary to use composed geometric leveling, reducing work to the exclusive use of a total station or conventional theodolite.

Viabilidade econômica e seleção de sistemas de irrigação utilizando simulação e dominância estocástica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Análise da execução de um algoritmo numérico cbs para simulação de escoamento utilizando elementos finitos

This work intends to analyze the application and execution time of a numerical algorithm that simulates incompressible and isothermal flows. It was used the explicit scheme of the Characteristic Based Split (CBS) algorithm and the Artificial Compressibility (AC) scheme for coupling pressure-velocity equations. The discretization was done with the finite element method using a bilinear elements grid. The free software GNU-Octave was used for implementation and execution of routines. The results were analyzed using the classic lid-driven cavity problem. This work shows results for tests with several Reynolds' number. The results for these tests show a good agreement when compared with previous ones obtained from bibliography. The code runtime's analysis shows yet that the matrix's assembly is the part of greater consumption time in the implementation.

Construcción, validación y uso de modelos de experimentación numérica: aplicaciones al caso de Costa Rica

Incluye Bibliografía

Simulação da oferta e demanda de recursos hídricos nas bacias dos rios piracicaba, capivarí e jundiaí: Uma análise em dinâmica de sistemas

A dynamic systems water resources simulation model was developed as a tool to help to analyze water resources management alternatives for the Piracicaba, Capivari and Jundiaí River Water Basins (BH-PCJ). Different politics policy were simulated for 40-year. The model estimates water supply and demand, as well as contamination load from several consumers. Six runs were performed using average precipitation value, changing water supply and demand, and different volumes diverted from BH-PCJ to BH-Alto Tietê For the Business as Usual, the Sustainability Index went from 0.41 in 2010 to 0.22 by 2050; the Water Use Index changed from 80.7% in 2010, to 125.5% by 2050; and the Falkenmark Index changed from 1,302 m 3 person -1 year -1 in 2010 to 774 m 3 P -1 year -1 by 2050. It was noticed that sanitation is one of the biggest concerns in the near future at PCJ River Basin.

Avaliação de cargas difusas e simulação de autodepuração no Córrego da Água Branca, Itirapina (SP)

According to CONAMA Resolution No. 357, the Água Branca Creek is framed in Class 2 and along its course the characteristics should be consistent with this class. Evaluation of diffuse loads and simulation of auto-purification in the Água Branca Creek allowed evaluating the alterations in the quality of the freshwater. The major contribution of diffuse loads in the basin of the White Water Creek is related to agriculture. The QUAL2K modeling identified the autopurification zones at Água Branca Creek and indicated the necessity BDO removal of 75%.

Simulação de perdas de solo em função de cenários de adequação ambiental em microbacias agrícolas

In São Paulo state, deforestation and agriculture activities are increasing soil losses processes, especially in areas of susceptible soils where soil conservation practices are not adopted. Environmental adequacy at property level regarding Permanent Protection Areas and Legal Reserves is considered a potential factor for reducing soil losses and it was based on this fact that we assessed soil losses of different scenarios of environmental adequacy. Simulations of erosive processes were carried out in 15 catchments of the Corumbataí river basin, with different forest restoration scenarios, as well as the current situation of land use/ land cover. The scenarios include reforestation of Permanent Preservation Areas (PPA); the reforestation hydrological sensitive areas; and two scenarios, the Legal Reserve installation in 20% of each catchment, being one of them for most critical areas in terms of erosion and the other at random. It was observed that the establishment of PPA and the reforestation of hydrological sensitive areas (HSA), offered a small contribution to the control of the erosive process, resulting in a reduction of 10% and 7.4%, respectively, while the legal reserve in critical areas has the significant reduction of 69.8%. The random scenario, in turn, resulted in a reduction of 21.4% of erosion. Results show that reforestation can reduce soil losses, but previous studies of land prioritization and planning could significantly increase its efficiency.