Processes controlling the quantities of biogenic materials in lakes and reservoirs subject to cultural eutrophication

The processes which control the growth, composition, succession and loss from suspension of phytoplankton algae are briefly reviewed, with special reference to function in eutrophic reservoir systems. The ecology of larger algal biomasses supported by high nutrient loading rates are more likely to be subject to physical (wash-out, underwater light penetration, thermal stability and mixing) than to chemical constraints. Sudden changes in the interactions between physical factors temporarily impair the growth of dominant algal species, and advance the succession. Certain algae may be cropped heavily, but selectively, by zooplankton feeding, but they are rarely the species which cause problems in waterworks practice. Grazing, however, does influence succession. A deeper understanding of the operation of loss control mechanism is urgently required. Potentially, manipulation of the physical environment provides an important means of alleviating day-to-day algal problems in eutrophic reservoirs; in terms of cost effectiveness these may prove to be more attractive than reducing nutrient loads at source.

Using Earth Deformation Caused by Surface Mass Loading to Constrain the Elastic Structure of the Crust and Mantle

Surface mass loads come in many different varieties, including the oceans, atmosphere, rivers, lakes, glaciers, ice caps, and snow fields. The loads migrate over Earth's surface on time scales that range from less than a day to many thousand years. The weights of the shifting loads exert normal forces on Earth's surface. Since the Earth is not perfectly rigid, the applied pressure deforms the shape of the solid Earth in a manner controlled by the material properties of Earth's interior. One of the most prominent types of surface mass loading, ocean tidal loading (OTL), comes from the periodic rise and fall in sea-surface height due to the gravitational influence of celestial objects, such as the moon and sun. Depending on geographic location, the surface displacements induced by OTL typically range from millimeters to several centimeters in amplitude, which may be inferred from Global Navigation and Satellite System (GNSS) measurements with sub-millimeter precision. Spatiotemporal characteristics of observed OTL-induced surface displacements may therefore be exploited to probe Earth structure. In this thesis, I present descriptions of contemporary observational and modeling techniques used to explore Earth's deformation response to OTL and other varieties of surface mass loading. With the aim to extract information about Earth's density and elastic structure from observations of the response to OTL, I investigate the sensitivity of OTL-induced surface displacements to perturbations in the material structure. As a case study, I compute and compare the observed and predicted OTL-induced surface displacements for a network of GNSS receivers across South America. The residuals in three distinct and dominant tidal bands are sub-millimeter in amplitude, indicating that modern ocean-tide and elastic-Earth models well predict the observed displacement response in that region. Nevertheless, the sub-millimeter residuals exhibit regional spatial coherency that cannot be explained entirely by random observational uncertainties and that suggests deficiencies in the forward-model assumptions. In particular, the discrepancies may reveal sensitivities to deviations from spherically symmetric, non-rotating, elastic, and isotropic (SNREI) Earth structure due to the presence of the South American craton.

Autoavaliação do estado de saúde: associação com fatores sociodemográficos, hábitos de vida, morbidade e experiência de discriminação racial em inquérito populacional no Brasil

A autoavaliação do estado de saúde (AAS) é um indicador de saúde amplamente utilizado e influenciado por uma grande variedade de fatores. Em particular, existem evidências crescentes de que a discriminação racial é um importante fator de risco para eventos mórbidos em saúde e seu impacto na saúde da população brasileira ainda é pouco explorado. No primeiro artigo, o objetivo principal é investigar a associação entre AAS e fatores sociodemográficos, comportamentais e de morbidade. No segundo artigo, o objetivo é estimar a associação entre discriminação racial e diferentes desfechos em saúde, a saber, AAS, morbidade física e depressão ajustando por variáveis sociodemográficas, comportamentos relacionados à saúde e Índice de Massa Corporal, na população de pretos e pardos. O presente estudo possui delineamento seccional, baseado nos dados do inquérito de abrangência nacional Pesquisa Dimensão Social das Desigualdades. Os entrevistados responderam a questionários estruturados e suas medidas antropométricas foram aferidas. No primeiro artigo, foram avaliados 12.324 indivíduos, entre chefes de família e cônjuges, com idade maior ou igual a 20 anos. No segundo artigo, foram avaliados 3.863 chefes de família que responderam a pergunta sobre discriminação racial e que se classificaram como pretos e pardos. AAS foi avaliada por meio de pergunta obtida do instrumento de qualidade de vida SF-36 e, para o primeiro artigo, foi analisada de forma dicotômica em AAS boa (categorias de resposta excelente, muito boa e boa) e AAS ruim (categorias de resposta razoável e ruim). No segundo artigo, esse desfecho foi analisado utilizando-se as 5 categorias de resposta. As análises foram realizadas utilizando-se modelos de regressão logística uni e multivariados, para dados binários (artigo 1) ou ordinais (artigo 2). Os resultados foram apresentados na forma de Odds Ratios com os respectivos intervalos de 95% de confiança. Maior faixa etária, analfabetismo, tabagismo, obesidade e doenças crônicas estiveram associados a maior chance de AAS ruim. Para cada incremento na faixa de renda, observou-se uma redução de 20% na chance de relatar AAS ruim. Atividade física esteve associada a menor chance de AAS ruim. No segundo artigo, exposição à discriminação racial esteve associada com aumento na chance de relato de pior AAS, de morbidade física e de depressão. O presente estudo identificou a influência de diversos fatores sociais, demográficos, comportamentos relacionados à saúde e morbidade física na AAS. O estudo demonstrou ainda que a discriminação racial está associada negativamente aos três desfechos em saúde avaliados (AAS, morbidade física e depressão). Esses resultados podem traçar um perfil de subgrupos populacionais mais vulneráveis, ou seja, com maior risco de contrair doenças ou de procurar o serviço de saúde por uma doença já existente, auxiliando na definição de populações-alvo para o adequado planejamento de políticas e de programas de promoção de saúde.

Mass spectrometry coupled to imaging techniques: The better the view the greater the challenge

These are definitively exciting times for membrane lipid researchers. Once considered just as the cell membrane building blocks, the important role these lipids play is steadily being acknowledged. The improvement occurred in mass spectrometry techniques (MS) allows the establishment of the precise lipid composition of biological extracts. However, to fully understand the biological function of each individual lipid species, we need to know its spatial distribution and dynamics. In the past 10 years, the field has experienced a profound revolution thanks to the development of MS-based techniques allowing lipid imaging (MSI). Images reveal and verify what many lipid researchers had already shown by different means, but none as convincing as an image: each cell type presents a specific lipid composition, which is highly sensitive to its physiological and pathological state. While these techniques will help to place membrane lipids in the position they deserve, they also open the black box containing all the unknown regulatory mechanisms accounting for such tailored lipid composition. Thus, these results urges to different disciplines to redefine their paradigm of study by including the complexity revealed by the MSI techniques.

Avaliação da ingestão habitual de cálcio e sua associação com a concentração intracelular de cálcio, adiposidade corporal, perfil metabólico, biomarcadores inflamatórios, pressão arterial e função endotelial

A associação inversa da ingestão de cálcio dietético com adiposidade corporal e pressão arterial está documentada em estudos epidemiológicos. Achados experimentais sugerem que este fenômeno pode ser mediado por alterações na concentração intracelular de cálcio ([Ca]i). Existem poucos estudos relacionando o cálcio dietético com a [Ca]i. O objetivo do presente estudo foi avaliar a relação da ingestão habitual de cálcio dietético com a [Ca]i, adiposidade corporal, perfil metabólico, biomarcadores inflamatórios, pressão arterial e função endotelial em mulheres. Para tanto, foi desenvolvido estudo transversal, com 76 mulheres na pré-menopausa submetidas à avaliação: dietética (questionário de frequência alimentar validado); da [Ca]i em eritrócitos (espectrometria de absorbância atômica); da gordura corporal (GC) total [índice de massa corporal (IMC) e % GC por bioimpedância elétrica] e central [perímetro da cintura (PC), e razão cintura quadril (RCQ)]; do perfil metabólico (glicose, colesterol e frações, insulina e HOMA-IR); dos biomarcadores inflamatórios [adiponectina e proteína C-reativa (PCR)]; dos biomarcadores da função endotelial [molécula de adesão intracelular-1 (ICAM-1), molécula de adesão celular vascular-1 (VCAM-1) e E-Selectina]; da função endotelial avaliada pelo equipamento Endo-PAT2000; e da pressão arterial. Calcitriol, paratormônio, cálcio sérico e cálcio urinário completaram o metabolismo do cálcio. As participantes foram estratificadas em 2 grupos de acordo com a ingestão habitual de cálcio: Grupo com baixa ingestão de cálcio ou BIC (n=32; ingestão de cálcio <600mg/d) e Grupo com elevada ingestão de cálcio ou AIC (n=44; ingestão de cálcio ≥600mg/d). A média da idade foi semelhante entre os grupos (Grupo BIC: 31,41,4 vs Grupo AIC: 31,41,4anos; p=0,99). Após ajustes para fatores de confundimento (idade, ingestão de energia, bebida alcoólica, proteína, carboidratos e lipídios), o Grupo AIC, em comparação com o BIC, apresentou valores significativamente mais baixos de IMC (25,65,3 vs 26,9 6,0 kg/m; p=0,02), PC (84,413,6 vs 87,815,3cm; p=0,04), % GC (31,15,9 vs 33,35,6 %; p=0,003), pressão arterial diastólica (68,210,8 vs 72,411,2 mm Hg; p=0,04) e pressão arterial média (80,1310,94 vs 83,8611,70 mmHg; p=0,04); e significativamente mais altos de HDL-colesterol (58,612,2 vs 52,912,2 mg/dL; p=0,004) e adiponectina (34572,1 19472,8 vs 31910,319385,1 ng/mL; p=0,05). A [Ca]i e as outras variáveis avaliadas não diferiram entre os grupos, mesmo após ajustes. Neste estudo realizado com mulheres, o maior consumo de cálcio se associou com valores mais baixos de adiposidade corporal total e central, pressão arterial diastólica e média; além de valores mais elevados de HDL-colesterol e adiponectina

Reconhecimento de padrão na biodisponibilidade do ferro utilizando o Algoritmo Fuzzy C-Means

Este trabalho apresenta um método para reconhecimento do padrão na biodisponibilidade do ferro, através da interação com substâncias que auxiliam a absorção como vitamina C e vitamina A e nutrientes inibidores como cálcio, fitato, oxalato, tanino e cafeína. Os dados foram obtidos através de inquérito alimentar, almoço e jantar, em crianças de 2 a 5 anos da única Creche Municipal de Paraty-RJ entre 2007 e 2008. A Análise de Componentes Principais (ACP) foi aplicada na seleção dos nutrientes e utilizou-se o Algoritmo Fuzzy C-Means (FCM) para criar os agrupamentos classificados de acordo com a biodisponibilidade do ferro. Uma análise de sensibilidade foi desenvolvida na tentativa de buscar quantidades limítrofes de cálcio a serem consumidas nas refeições. A ACP mostrou que no almoço os nutrientes que explicavam melhor a variabilidade do modelo foram ferro, vitamina C, fitato e oxalato, enquanto no jantar o cálcio se mostrou eficaz na determinação da variabilidade do modelo devido ao elevado consumo de leite e derivados. Para o almoço, a aplicação do FCM na interação dos nutrientes, notou-se que a ingestão de vitamina C foi determinante na classificação dos grupos. No jantar, a classificação de grupos foi determinada pela quantidade de ferro heme na interação com o cálcio. Na análise de sensibilidade realizada no almoço e no jantar, duas iterações do algoritmo determinaram a interferência total do cálcio na biodisponibilidade do ferro.

On contractive cyclic fuzzy maps in metric spaces and some related results on fuzzy best proximity points and fuzzy fixed points

This paper investigates some properties of cyclic fuzzy maps in metric spaces. The convergence of distances as well as that of sequences being generated as iterates defined by a class of contractive cyclic fuzzy mapping to fuzzy best proximity points of (non-necessarily intersecting adjacent subsets) of the cyclic disposal is studied. An extension is given for the case when the images of the points of a class of contractive cyclic fuzzy mappings restricted to a particular subset of the cyclic disposal are allowed to lie either in the same subset or in its next adjacent one.

A Terapia de Exposição com Realidade Virtual para pacientes com TEPT controlada por um Sistema de Lógica Fuzzy

Nos últimos anos, a área da saúde vem explorando o potencial das novas tecnologias para diagnóstico e tratamentos de muitos distúrbios. Em especial, a tecnologia de Realidade Virtual se destaca por oferecer novas perspectivas de tratamento para diferentes distúrbios neuropsiquiátricos. Por outro lado, a ocorrência de problemas causados por situações traumáticas vem crescendo em todo o mundo. Nesse contexto, o Transtorno de Estresse Pós-Traumático (TEPT) é classificado como um transtorno de ansiedade que se caracteriza por gerar uma classe de comportamentos inadequados a situações que não representam perigo real. Em geral, este transtorno está relacionado à ocorrência de algum evento traumático de grande magnitude no passado. Vários trabalhos foram desenvolvidos utilizando ambientes virtuais tridimensionais (3D) para tratar e diagnosticar este distúrbio. Entretanto, percebe-se uma carência de sistemas que consigam controlar o nível de dificuldade das atividades desenvolvidas nesses ambientes. Nesse caso, esta dissertação tem por objetivo descrever o desenvolvimento e avaliar o potencial de utilização de dois sistemas: um que explora a Realidade Virtual (ARVET) para oferecer cenas virtuais que simulem os estímulos geradores de ansiedade similares aqueles da vida real; e outro que explora a Lógica Fuzzy (SAPTEPT) para classificar os níveis de ansiedade do paciente, possibilitando a análise quali-quantitativa de dados psicofisiológicos e psicométricos. As avaliações realizadas com especialistas na área mostraram que o ARVET pode proporcionar um alto grau de estímulos ansiogênicos e a integração com o SAPTEPT ocorreu de forma satisfatória mostrando o potencial que os sistemas têm de serem utilizados em pacientes reais.

Uma proposta metodológica de integração de técnicas de análise espectral e de inteligência computacional, baseadas em conhecimento, para o reconhecimento de padrões em imagens multiespectrais

Somente no ano de 2011 foram adquiridos mais de 1.000TB de novos registros digitais de imagem advindos de Sensoriamento Remoto orbital. Tal gama de registros, que possui uma progressão geométrica crescente, é adicionada, anualmente, a incrível e extraordinária massa de dados de imagens orbitais já existentes da superfície da Terra (adquiridos desde a década de 70 do século passado). Esta quantidade maciça de registros, onde a grande maioria sequer foi processada, requer ferramentas computacionais que permitam o reconhecimento automático de padrões de imagem desejados, de modo a permitir a extração dos objetos geográficos e de alvos de interesse, de forma mais rápida e concisa. A proposta de tal reconhecimento ser realizado automaticamente por meio da integração de técnicas de Análise Espectral e de Inteligência Computacional com base no Conhecimento adquirido por especialista em imagem foi implementada na forma de um integrador com base nas técnicas de Redes Neurais Computacionais (ou Artificiais) (através do Mapa de Características Auto- Organizáveis de Kohonen SOFM) e de Lógica Difusa ou Fuzzy (através de Mamdani). Estas foram aplicadas às assinaturas espectrais de cada padrão de interesse, formadas pelos níveis de quantização ou níveis de cinza do respectivo padrão em cada uma das bandas espectrais, de forma que a classificação dos padrões irá depender, de forma indissociável, da correlação das assinaturas espectrais nas seis bandas do sensor, tal qual o trabalho dos especialistas em imagens. Foram utilizadas as bandas 1 a 5 e 7 do satélite LANDSAT-5 para a determinação de cinco classes/alvos de interesse da cobertura e ocupação terrestre em três recortes da área-teste, situados no Estado do Rio de Janeiro (Guaratiba, Mangaratiba e Magé) nesta integração, com confrontação dos resultados obtidos com aqueles derivados da interpretação da especialista em imagens, a qual foi corroborada através de verificação da verdade terrestre. Houve também a comparação dos resultados obtidos no integrador com dois sistemas computacionais comerciais (IDRISI Taiga e ENVI 4.8), no que tange a qualidade da classificação (índice Kappa) e tempo de resposta. O integrador, com classificações híbridas (supervisionadas e não supervisionadas) em sua implementação, provou ser eficaz no reconhecimento automático (não supervisionado) de padrões multiespectrais e no aprendizado destes padrões, pois para cada uma das entradas dos recortes da área-teste, menor foi o aprendizado necessário para sua classificação alcançar um acerto médio final de 87%, frente às classificações da especialista em imagem. A sua eficácia também foi comprovada frente aos sistemas computacionais testados, com índice Kappa médio de 0,86.

Uso de neuro-fuzzy na avaliação da suscetibilidade de escorregamento de taludes.

A Presente dissertação apresenta uma aplicação de Inteligência Computacional na área de Geotecnia, com a utilização da Técnica de Neuro-Fuzzy para indicar a suscetibilidade de escorregamento de taludes no município do Rio de Janeiro, a partir de inspeção visual. Neste trabalho, a suscetibilidade corresponde à possibilidade de ocorrência de escorregamento sem considerar os danos relacionados ao evento. Adotou-se como variável de saída a Previsão de Escorregamento (PE) com três adjetivos que correspondem a Suscetibilidades Alta, Média e Baixa. A metodologia utilizada consistiu em, inicialmente, montar um banco de dados com informações preliminares de análise de estabilidade, com a indicação dos condicionantes de escorregamento relacionados à geomorfologia, pluviosidade, capacidade de drenagem, vegetação e ocupação com seus respectivos graus de suscetibilidades de escorregamento obtidos em um conjunto de Laudos de Vistoria da Geo Rio. O banco de dados foi aplicado em um algoritmo de Neuro-Fuzzy. Diversos testes foram realizados com as alterações dos parâmetros do modelo Neuro-Fuzzy para uma combinação de fatores condicionantes de escorregamento e refinamento do banco de dados. Os testes apresentaram diminuição do erro fornecido pelo programa com o aumento de tipos de condicionantes utilizados no treinamento, o que permite inferir que o escorregamento ocorre por uma complexa relação entre diversos fatores condicionantes. O banco de dados utilizado nos testes apresenta descontinuidades nas relações entre os diversos condicionantes, ou seja, para uma mesma faixa de valores de Altura do talude, não é possível obter uma relação para todas as faixas de outro condicionante e, até mesmo, para todas as faixas da Previsão de Escorregamento. As PEs obtidas na validação do modelo tiveram seus valores próximos aos desejados somente nos conjuntos de variáveis utilizadas para o treinamento. O modelo não foi capaz de apresentar valores de suscetibilidades dentro da faixa de valores utilizados no treinamento para combinação de variáveis com pequenos ruídos, o que indica a necessidade de ampliação do banco de dados tanto quantitativamente quanto qualitativamente de modo a cobrir as descontinuidades apresentadas nas relações entre as variáveis.