(4) ANAIS - Educação e Desenvolvimento

Este é o quarto volume dos Anais da Unidade de Investigação Educação e Desenvolvimento (UIED) e nele se apresentam as principais publicações dos diversos programas e linhas de investigação referentes à actividade do ano de 2003. Uma visão do índice dá alguma medida do âmbito dos trabalhos desenvolvidos nesta unidade e que abrangem novas tendências do pensamento educativo; políticas educativas; educação em ciência; educação e mundo do trabalho; educação e novas tecnologias; educação, desenvolvimento pessoal e sucesso académico e educação e enfermagem. Uma informação complementar sobre a organização da UIED, bem como dos trabalhos de Teses de Doutoramento e de Mestrado realizados no Departamento de Ciências Sociais Aplicadas da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa com o apoio de projectos de investigação desenvolvidos na Unidade, é também inserida neste volume, tal como ocorreu em volumes anteriores. O Coordenador Científico: Prof. Doutor José Manuel Matos

Uso das redes neurais artificiais na aplicação de metodologia para alocação de recursos da saúde

OBJETIVO: Descrever a construção de fator de alocação de recursos financeiros com base na necessidade em saúde da população. MÉTODOS: Estudo quantitativo, com dados coletados em bases de domínio público, referentes ao estado de Pernambuco nos anos entre 2000 e 2010. Foram selecionadas variáveis que refletissem os indicadores epidemiológicos, demográficos, socioeconômicos e educacionais para compor um fator de alocação que apontasse as necessidades de saúde da população. As fontes pesquisadas foram: Departamento de Informática do Sistema Único de Saúde, Atlas do Desenvolvimento Humano no Brasil, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, Sistema de Informações sobre Orçamentos Públicos em Saúde, Tesouro Nacional e dados da Secretaria Estadual de Saúde de Pernambuco de 2000 a 2010, de acordo com a disponibilidade da informação mais recente. Foi realizada a correlação linear de Pearson e, para o cálculo do fator de alocação, a análise pelas Redes Neurais Artificiais. Os quartis dos municípios foram definidos segundo as necessidades em saúde. RESULTADOS: A distribuição apresentada aponta a Região Litorânea e boa parte da Região da Mata Norte e Sul e do Agreste Setentrional e Central situados no Quartil 1, este com o maior número de municípios. O Agreste Meridional teve municípios em todos os quartis. Na Região do Pajeú/Moxotó, grande parte dos municípios esteve no Quartil 1. Semelhante distribuição foi verificada no Sertão Central. No Araripe, a maioria dos municípios esteve nos Quartis 3 ou 4 e a Região do São Francisco ficou dividida entre os Quartis 1, 2 e 3. CONCLUSÕES: O fator de alocação agregou os municípios pernambucanos, por agrupar variáveis que são relacionadas com as necessidades em saúde da população, e separou os que possuem extremas necessidades de maior aporte financeiro daqueles que precisam com menor intensidade.

Educação e desenvolvimento humano

Dissertação de Mestrado em Educação e Sociedade

Prevalência de tracoma entre escolares brasileiros

OBJETIVO: Estimar a prevalência e descrever a distribuição do tracoma entre escolares em municípios brasileiros.MÉTODOS: Estudo de corte transversal, usando amostragem por conglomerados, da população escolar dos municípios brasileiros com Índice de Desenvolvimento Humano-Municipal menor que a média nacional. O inquérito de prevalência de tracoma foi realizado pelo Ministério da Saúde entre 2002 e 2007. Foram selecionados 119.531 alunos de 2.270 escolas localizadas em 1.156 municípios. Os alunos foram submetidos ao exame ocular externo, com lupa (2,5X), para detecção de sinais clínicos de tracoma segundo critérios da OMS. Estimou-se a prevalência de tracoma segundo estado e em nível nacional, e seus respectivos intervalos de 95% de confiança. Para a comparação de variáveis categóricas foram usados os testes do Qui-quadrado e do Qui-quadrado de tendência linear.RESULTADOS: Foram detectados 6.030 casos de tracoma, resultando em prevalência de 5,0% (IC95% 4,5;5,4). Não foi encontrada diferença significante entre os sexos. A prevalência de tracoma foi de 8,2% entre menores de cinco anos de idade, diminuindo nas faixas etárias mais altas (p < 0,01). Houve diferença significante entre as prevalências de tracoma na zona urbana e rural, 4,3% versus 6,2%, respectivamente (p < 0,01). Foram detectados casos em 901 municípios (77,7% da amostra), em todas as regiões do País. Em 36,8% dos municípios selecionados a prevalência foi superior a 5%.CONCLUSÕES: O estudo mostra que o tracoma é um importante problema de saúde pública no Brasil, contradizendo a crença de que a endemia estaria controlada no País. O inquérito realizado apresenta uma linha de base para avaliação das intervenções planejadas com vistas ao alcance da meta mundial de certificação da eliminação do tracoma como causa de cegueira no Brasil, até 2020.

Água de abastecimento público de consumo humano e oviposição de Aedes aegypti

OBJETIVO: Analisar o efeito da qualidade da água de reservatórios domésticos de abastecimento público na resposta oviposicional de fêmeas de Aedes aegypti.MÉTODOS: Estudo conduzido em laboratório a partir de imaturos de Ae. aegypti, coletados em caixas d'água do município de Potim, SP, 2009. Foram disponibilizados simultaneamente três tipos de água por gaiola para a deposição dos ovos: ovipositor (A) com água coletada em caixa d'água de Taubaté, SP; ovipositor (B) com água destilada (controle); e ovipositor (C) com água coletada em caixa d'água de Potim. Foram analisados parâmetros fisicoquímicos. O teste de Kruskall-Wallis foi utilizado para analisar a média de ovos nas diferentes amostras de água e nas comparações posteriores, o teste Dwass-Steel-Chritchlow-Flingner. O índice de atividade de oviposição foi adotado para avaliar a resposta oviposicional.RESULTADOS: Foi observada diferença significativa no número de ovos entre as soluções líquidas testadas (H = 45; p < 0,0001). O número de ovos na água de caixas d'água de abastecimento público de captação em poços profundos (C) foi estatisticamente superior a amostras de água de caixas d'água de abastecimento público de superfície (A) (p < 0,0001) e do Controle (B) (p < 0,0001). Não houve diferença significante entre o número de ovos do Controle (B) e água de superfície (A). A primeira postura foi a mais produtiva em todas as soluções testadas nas três gaiolas. A amostra de água (C) produziu índice positivo (0,54), i.e., atrativo para oviposição.CONCLUSÕES: A qualidade da água influiu na oviposição de Ae. aegypti. As elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal na água de abastecimento público sugerem que esse componente químico foi o responsável pela atratividade de fêmeas grávidas de Ae. aegypti para a oviposição nesses criadouros.

Projecto de avaliação de interfaces – PAI

Para obtenção do grau de Doutor pela Universidade de Vigo com menção internacional Departamento de Informática

Utilização de origens de água com qualidade inferior a A3 na produção de água para consumo humano

A eutrofização das massas hídricas superficiais constitui um dos mais significativos problemas, a nível de planeamento e gestão dos recursos hídricos. Uma das consequências consiste no bloom de organismos fitoplanctónicos, como as cianobactérias, produzindo um risco para a saúde, quando presentes na água para consumo humano. Muitas das tecnologias convencionais utilizadas no tratamento de água têm-se demonstrado pouco eficazes na sua remoção. Estações de tratamento de águas (ETAs) que utilizam águas com presença destes organismos tóxicos, têm que possuir barreiras eficientes para a sua remoção. Assim, torna-se necessário munir as ETAs de tecnologia apropriada à sua eliminação. Deste modo, este trabalho consiste, com base em investigação bibliográfica, avaliar a capacidade de remoção de cianobactérias, e das toxinas a elas associadas, ao longo de um sistema de tratamento e prever a possibilidade de introdução de um processo de separação por membranas, como uma barreira segura e eficaz no tratamento de águas com este tipo de problemas. Para tal, utilizou-se como caso de estudo a ETA de S. Domingos (sistema de tratamento convencional), responsável por parte do abastecimento de água da cidade de Peniche, cuja origem de água, albufeira de S. Domingos, se encontra eutrofizada e, a presença destes organismos é praticamente constante ao longo de todo o ano. Prevê-se que a ETA de S. Domingos consiga alguma remoção de cianobactérias e cianotoxinas intracelulares, mas a principal incerteza prende-se com o desempenho da ETA na remoção de toxinas extra celulares. Concluiu-se então, que desde que o sistema de tratamento já existente seja totalmente optimizado, e por introdução de um sistema de filtração por membranas (Nanofiltração) é possível reter com sucesso estas toxinas.

An Explicit GTS allocation algorithm for IEEE 802.15.4

The IEEE 802.15.4 standard provides appealing features to simultaneously support real-time and non realtime traffic, but it is only capable of supporting real-time communications from at most seven devices. Additionally, it cannot guarantee delay bounds lower than the superframe duration. Motivated by this problem, in this paper we propose an Explicit Guaranteed time slot Sharing and Allocation scheme (EGSA) for beacon-enabled IEEE 802.15.4 networks. This scheme is capable of providing tighter delay bounds for real-time communications by splitting the Contention Free access Period (CFP) into smaller mini time slots and by means of a new guaranteed bandwidth allocation scheme for a set of devices with periodic messages. At the same the novel bandwidth allocation scheme can maximize the duration of the CFP for non real-time communications. Performance analysis results show that the EGSA scheme works efficiently and outperforms competitor schemes both in terms of guaranteed delay and bandwidth utilization.

A emergência do pensamento algébrico num grupo de crianças de 4 anos — entre os livros infantis e os padrões de repetição

São vários os autores que referem a importância do desenvolvimento do pensamento algébrico desde os anos iniciais, nomeadamente desde o pré-escolar. Para Threlfall(1999), o estudo dos padrões constitui um veículo privilegiado para o fazer. Neste artigo, apresentam-se algumas das tarefas que foram propostas a um grupo de crianças de 4 anos, centradas em padrões de repetição, num contexto de exploração da literatura infantil, tendo surgido na sequência das histórias «A lagartinha comilona» e «A casa da Mosca Fosca». Todas as tarefas foram iniciadas sempre com a leitura da história respetiva, em grande grupo. As tarefas foram realizadas no âmbito da tese de mestrado da primeira autora (Serra, 2014), educadora das crianças, sendo que os nomes das crianças aqui referidos são fictícios, de modo a garantir o seu anonimato.

Estudo de caso de malformação congénita, com quantificação do êmbolo em 4 sistemas de suspensão para próteses endosqueléticas transtibiais com encaixe TSB

Introdução – O efeito de êmbolo é um dos principais problemas relacionados com a eficácia de uma prótese. Uma diminuição do mesmo pode levar a uma marcha mais natural através do aumento da propriocetividade. Objetivos – Verificar se existe diferença de valores do efeito de êmbolo entre vários sistemas de suspensão para próteses transtibiais com a utilização de Liners e testar a aplicação de testes de imagiologia na análise da melhor solução protésica para um determinado indivíduo. Metodologia – Foi obtida uma radiografia da prótese em carga na posição ortostática, mantendo o peso do indivíduo igualmente distribuído pelos dois pés. Seguidamente foi realizada outra radiografia no plano sagital com o joelho com 30° de flexão, com a prótese suspensa e um peso de 5kg aplicado na extremidade distal da mesma durante 30 seg. Através destes dois exames efetuaram-se as medições do êmbolo para cada tipo de sistema de suspensão. Resultados – Dos quatro sistemas estudados apenas três apresentam valores de êmbolo, visto que um dos sistemas não criou suspensão suficiente para suportar o peso colocado na extremidade distal da prótese. Através das medições realizadas nos exames imagiológicos dos três sistemas pudemos encontrar variações de efeito de êmbolo que vão dos 47,91mm aos 72,55mm. Conclusão – Através da realização do estudo imagiológico verificaram-se diferenças a nível do efeito de êmbolo nos vários sistemas de suspensão, provando que esta é uma ferramenta viável na avaliação do mesmo. Também através da análise dos resultados ficou notório que o sistema de suspensão Vacuum Assisted Suspention System (VASS) é o que apresenta menos êmbolo.

Energy efficient scheduling for cluster-tree wireless sensor networks with time-bounded data flows: application to IEEE 802.15.4/ZigBee

Cluster scheduling and collision avoidance are crucial issues in large-scale cluster-tree Wireless Sensor Networks (WSNs). The paper presents a methodology that provides a Time Division Cluster Scheduling (TDCS) mechanism based on the cyclic extension of RCPS/TC (Resource Constrained Project Scheduling with Temporal Constraints) problem for a cluster-tree WSN, assuming bounded communication errors. The objective is to meet all end-to-end deadlines of a predefined set of time-bounded data flows while minimizing the energy consumption of the nodes by setting the TDCS period as long as possible. Sinceeach cluster is active only once during the period, the end-to-end delay of a given flow may span over several periods when there are the flows with opposite direction. The scheduling tool enables system designers to efficiently configure all required parameters of the IEEE 802.15.4/ZigBee beaconenabled cluster-tree WSNs in the network design time. The performance evaluation of thescheduling tool shows that the problems with dozens of nodes can be solved while using optimal solvers.

Desigualdades sociais e doença periodontal no estudo SBBrasil 2010: abordagem multinível

OBJETIVO: Estimar a preval4;ncia e a distribuição geográfica da doença periodontal na população adulta brasileira e sua associação com desigualdades sociais contextuais e individuais. MÉTODOS: Foram utilizados dados dos adultos de 35 a 44 anos de idade da Pesquisa Nacional de Saúde Bucal – SBBrasil 2010 (n = 9.564). O Índice Periodontal Comunitário (CPI) e o Índice de Perda Periodontal (PIP) foram usados para definir a doença periodontal em “moderada a grave” (CPI > 2 e PIP > 0) e “grave” (CPI > 2 e PIP > 1). As desigualdades sociais contextuais incluíram o índice de desenvolvimento humano e a desigualdade de renda (Índice de Gini). Outras variáveis contextuais foram a cobertura de equipes de saúde bucal da Estratégia de Saúde da Família e o percentual de adultos fumantes. Modelos de regressão logística multinível para os participantes com dados completos (n = 4.594) foram usados para estimar odds ratios (OR) e intervalos de 95% de confiança (IC95%) entre desigualdades sociais e doença periodontal. RESULTADOS: A preval4;ncia da doença periodontal “moderada a grave” em brasileiros adultos foi de 15,3% e 5,8% para a condição “grave”, com variaç45;es consideráveis entre os municípios. Dentre as variáveis contextuais, a desigualdade de renda foi independentemente associada com a doença periodontal “grave” (OR = 3,0; IC95% 1,5;5,9). A menor cobertura de equipes de saúde bucal foi associada com as duas formas de doença periodontal, enquanto o percentual de fumantes manteve-se associado com a doença periodontal “moderada a grave”. Adultos com idade mais avançada, de cor de pele parda, sexo masculino, menor renda familiar e menor escolaridade apresentaram maiores chances para ambas as condiç45;es periodontais investigadas. CONCLUSÕES: No Brasil, a preval4;ncia da doença periodontal variou conforme o município e a definição de doença empregada. A desigualdade de renda teve um papel importante na ocorr4;ncia da doença periodontal “grave”. Características individuais de posição social foram associadas com as duas formas de doença periodontal.

An implicit GTS allocation mechanism in IEEE 802.15.4 for time-sensitive wireless sensor networks: theory and practice

Timeliness guarantee is an important feature of the recently standardized IEEE 802.15.4 protocol, turning it quite appealing for Wireless Sensor Network (WSN) applications under timing constraints. When operating in beacon-enabled mode, this protocol allows nodes with real-time requirements to allocate Guaranteed Time Slots (GTS) in the contention-free period. The protocol natively supports explicit GTS allocation, i.e. a node allocates a number of time slots in each superframe for exclusive use. The limitation of this explicit GTS allocation is that GTS resources may quickly disappear, since a maximum of seven GTSs can be allocated in each superframe, preventing other nodes to benefit from guaranteed service. Moreover, the GTS may be underutilized, resulting in wasted bandwidth. To overcome these limitations, this paper proposes i-GAME, an implicit GTS Allocation Mechanism in beacon-enabled IEEE 802.15.4 networks. The allocation is based on implicit GTS allocation requests, taking into account the traffic specifications and the delay requirements of the flows. The i-GAME approach enables the use of one GTS by multiple nodes, still guaranteeing that all their (delay, bandwidth) requirements are satisfied. For that purpose, we propose an admission control algorithm that enables to decide whether to accept a new GTS allocation request or not, based not only on the remaining time slots, but also on the traffic specifications of the flows, their delay requirements and the available bandwidth resources. We show that our approach improves the bandwidth utilization as compared to the native explicit allocation mechanism defined in the IEEE 802.15.4 standard. We also present some practical considerations for the implementation of i-GAME, ensuring backward compatibility with the IEEE 801.5.4 standard with only minor add-ons. Finally, an experimental evaluation on a real system that validates our theoretical analysis and demonstrates the implementation of i-GAME is also presented

Simulation study of energy efficient scheduling for IEEE 802.15.4/ZigBee cluster-treeWireless Sensor Networks with time-bounded data flows

The simulation analysis is important approach to developing and evaluating the systems in terms of development time and cost. This paper demonstrates the application of Time Division Cluster Scheduling (TDCS) tool for the configuration of IEEE 802.15.4/ZigBee beaconenabled cluster-tree WSNs using the simulation analysis, as an illustrative example that confirms the practical applicability of the tool. The simulation study analyses how the number of retransmissions impacts the reliability of data transmission, the energy consumption of the nodes and the end-to-end communication delay, based on the simulation model that was implemented in the Opnet Modeler. The configuration parameters of the network are obtained directly from the TDCS tool. The simulation results show that the number of retransmissions impacts the reliability, the energy consumption and the end-to-end delay, in a way that improving the one may degrade the others.

A traffic differentiation add-on to the IEEE 802.15.4 protocol: implementation and experimental validation over a real-time operating system

The IEEE 802.15.4 is the most widespread used protocol for Wireless Sensor Networks (WSNs) and it is being used as a baseline for several higher layer protocols such as ZigBee, 6LoWPAN or WirelessHART. Its MAC (Medium Access Control) supports both contention-free (CFP, based on the reservation of guaranteed time-slots GTS) and contention based (CAP, ruled by CSMA/CA) access, when operating in beacon-enabled mode. Thus, it enables the differentiation between real-time and best-effort traffic. However, some WSN applications and higher layer protocols may strongly benefit from the possibility of supporting more traffic classes. This happens, for instance, for dense WSNs used in time-sensitive industrial applications. In this context, we propose to differentiate traffic classes within the CAP, enabling lower transmission delays and higher success probability to timecritical messages, such as for event detection, GTS reservation and network management. Building upon a previously proposed methodology (TRADIF), in this paper we outline its implementation and experimental validation over a real-time operating system. Importantly, TRADIF is fully backward compatible with the IEEE 802.15.4 standard, enabling to create different traffic classes just by tuning some MAC parameters.