Planteamiento y optimización de experimentos analíticos

En el prosent projecte s'introduirà la teoria del disseny estadístic d'experiments i ens endinsarem amb més profunditat en els dissenys factorials complerts. Aquest tipus de dissenys, són d'aplicació en sistemes en els que es desitja estudiar la influència que tenen els k factors sobre una variable resposta. Els dissenys factorials complerts, són aquells en els que els k factors poden prendre diversos nivells, i es contemplen totes les posibles combinacions entre ells. Aquest projecte es centrarà més concretament en els dissenys factorials complerts 2, on el número 2 indica que cadascun els factors pren 2 nivells diferents. S'explicarà la teoria corresponent a aquests dissenys amb l'ajuda de diversos exemples, explicant des de un disseny factorial en el que s'estudia la influència de 2 factros (2), fins a un en el que s'estudia la influència de 4 factors (2). També s'ha introduït alguns mètodes que ens ajudaran a trobar models matemàtics que s'ajustin al sistema, i algunes metodologies d'optimització com la metodologia de superficie de resposta o el mètode simplex, per poder treure el màxim partit als nostres recursos. Una vegada introduïts tots aquests conceptes, es procedirà a realitzar un estudi i optimització d'una reacció química que consisteix en l'eliminació del coure d'una dissolució per a la posterior utilització d'aquesta dissolució en la industria per a l'extracció d'or i plata. El segon cas d'aplicació serà la realització de l'estudi i optimització del procés d'obtenció de biodièsel. En ambdós casos s'aplicarà un disseny factorial complet 2, però en cada un s'aplicarà una metodologia diferent per realitzar la optimització. Donat que aquest és un projecte purament centrat en el disseny d'experiments i en el tractament de les dades obtingudes, l'experimentació no ha sigut realitzada per nosaltres, sinó que la informació referent a la mateixa s'ha obtingut d'articles acadèmics realitzats per diferents universitats que han realitzat els estudis corresponents.

Nitrogênio e enxofre na produção e no uso de água pelo capim-braquiária em degradação

O N tem sido indispensável na formação, manutenção e recuperação de pastagens e seu efeito tem mostrado ser dependente do suprimento de S. Assim, com base na hipótese de que o incremento de N na adubação torna necessário aumentar o fornecimento de S para recuperar o capim-braquiária (Brachiaria decumbens Stapf) e de que a adubação melhora também a eficiência no uso de água pelo capim, objetivou-se avaliar a recuperação do capim-braquiária, mediante fornecimento de doses de N e de S, por meio da área foliar, a produção de massa seca da parte aérea e o consumo e a eficiência no uso de água pelo capim. Coletaram-se amostras indeformadas de solo em cilindros de 15 cm de diâmetro e 20 cm de profundidade com capim-braquiária + solo de uma pastagem em estádio de degradação. O solo foi classificado como Neossolo Quartzarênico. O experimento foi realizado em casa de vegetação, em Piracicaba-SP, no período de novembro de 2003 a março de 2004. Foram combinadas cinco doses de N (0, 100, 200, 300 e 400 mg dm-3) com cinco doses de S (0, 10, 20, 30 e 40 mg dm-3), num estudo de superfície de resposta baseado em desenho experimental composto central modificado de um fatorial 5² fracionado. Foram realizados três cortes nas plantas, com intervalos regulares de 30 dias. A interação entre as doses de N e de S foi significativa apenas no primeiro crescimento do capim, com exceção da área foliar, para a qual essa interação foi significativa no primeiro e no segundo crescimento. Houve efeito isolado do N no segundo e no terceiro crescimento. O fornecimento simultâneo de N e S na adubação contribuiu na recuperação do capim-braquiária, aumentando a área foliar e a produção de massa seca, elevando o consumo e a eficiência no uso de água pela planta.

Biochar no manejo de nitrogênio e fósforo para a produção de mudas de angico

Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de biochar aplicado com os macronutrientes N e P, para a formação de substratos, no desenvolvimento de mudas de angico (Anadenanthera colubrina) para a restauração florestal. Os experimentos foram realizados em viveiro florestal, em delineamento inteiramente casualizado. Estudaram-se interações entre concentrações crescentes de biochar e de N, na forma de ureia, e de biochar e P, na forma de superfosfato simples, adicionados a Latossolo Amarelo. Determinaram-se os parâmetros de crescimento, qualidade e nutrição das mudas, e os resultados foram submetidos ao estudo de regressão polinomial (superfície de resposta). A interação entre biochar e N beneficiou a qualidade e a concentração foliar de Mg das mudas de angico, apesar de não influenciar o crescimento das plantas. As mudas de angico submetidas à aplicação de biochar e P mostraram maior qualidade e eficiência de uso dos nutrientes Ca e K. A adição de biochar ao substrato, junto com N e P, apresenta potencial de uso para a produção de mudas de qualidade, o que favorece o sucesso de práticas de restauração florestal em regiões com baixa fertilidade do solo e sujeitas a períodos de estresse hídrico.

Análise genética do peso em um rebanho de bovinos Nelore

Resumo: O objetivo deste trabalho foi determinar os parâmetros genéticos para o peso de bovinos Nelore, do nascimento até 1.000 dias de idade, por meio de modelos de regressão aleatória. Utilizaram-se 115.096 registros de peso de 19.417 animais. Os parâmetros genéticos foram obtidos por modelos de regressão aleatória via inferência bayesiana. A trajetória média de crescimento foi ajustada com um polinômio de Legendre quártico. O efeito genético aditivo direto foi ajustado com um polinômio quadrático de Legendre. Os efeitos de ambiente permanente direto e materno foram ajustados com polinômios de Legendre quíntico e quadrático, respectivamente. A variância residual foi modelada com três classes de idades. Os valores genéticos dos pesos, do nascimento até 1.000 dias de idade, foram utilizados para a análise da tendência genética, por meio de superfícies de resposta. As herdabilidades variaram entre 0,16 e 0,47. Os efeitos de ambiente permanente direto e materno foram responsáveis por 5 a 77% e 0,2 a 11% da variância fenotípica, respectivamente. As correlações genéticas dos pesos em diferentes idades foram altas e superiores a 0,40. Os valores genéticos foram crescentes ao longo dos anos, e a tendência genética foi máxima para peso aos 500 dias.

Influência da temperatura e do molhamento foliar no monociclo da mancha de alternaria em girassol

A influência da temperatura (15 °C - 32,5 °C) e da duração do período de molhamento foliar (2 h - 24 h) no desenvolvimento da mancha de Alternaria em girassol (Alternaria helianthi) foi quantificada por meio de estudos em ambiente controlado. Também foi verificada a influência da temperatura no crescimento micelial e na germinação de conídios do fungo, em ensaios in vitro. A densidade relativa de lesões e a severidade foram influenciadas pela temperatura e pela duração do período de molhamento foliar. A doença foi mais severa na temperatura de 25 °C. A temperatura mínima para desenvolvimento da doença, estimada pela função beta generalizada, foi de 13,0 °C e a máxima foi de 35,8 °C. A mancha de Alternaria foi maior com o aumento da duração do período de molhamento foliar, o que foi descrito pelo modelo logístico. A superfície de resposta obtida pela multiplicação das funções beta generalizada e logística teve um bom ajuste para os dados observados (R²=0,87 para densidade relativa de lesões e 0,92 para severidade). O crescimento micelial e a germinação de conídios em função da temperatura também foram descritos pela função beta generalizada. As temperaturas mínimas estimadas para a taxa de crescimento micelial e para a germinação de conídios foram de 5,5 °C e 7,9 °C e as máximas foram de 32,9 °C e 40,0 °C, respectivamente. Na avaliação de dez híbridos de girassol inoculados artificialmente, em condições controladas, houve diferença entre os materiais quanto à resistência à infecção e à colonização por A. helianthi.

Intensidade da ferrugem asiática (Phakopsora pachyrhizi H. Sydow & P. Sydow) da soja [Glycine max (L.) Merr.] nas cultivares Conquista, Savana e Suprema sob diferentes temperaturas e períodos de molhamento foliar

A Ferrugem Asiática (Phakopsora pachyrhizi H. Sydow & P. Sydow), relatada em diversas regiões do globo terrestre de climas tropicais e subtropicais, causa redução significativa na produtividade da soja [Glycine max (L.) Merr.]. Fatores bióticos como interação patógeno-hospedeiro e abióticos influenciam o progresso da doença. Objetivou-se neste trabalho estudar os efeitos da temperatura e de períodos de molhamento foliar no progresso da Ferrugem Asiática nas cultivares Conquista, Savana e Suprema. O experimento foi conduzido no Departamento de Fitopatologia da Universidade Federal de Lavras, em junho de 2004, em câmaras de crescimento vegetal nas temperaturas de 15, 20, 25 e 30 °C e períodos de molhamento foliar de 0, 6, 12, 18 e 24 horas. A inoculação foi realizada pulverizando-se as plantas com suspensão de 10(4) uredósporos de P. pachyrhizi.mL-1 de água. Dados da incidência e da severidade foram utilizados para avaliar o progresso da doença e integrados por meio da área abaixo da curva de progresso da incidência (AACPI) e da severidade (AACPS). Modelos de regressão não-linear foram ajustados para a AACPI e AACPS. Foi calculado o volume abaixo da superfície de resposta para incidência (VASRI) e severidade (VASRS) em relação à temperatura e molhamentos foliares com o objetivo de detectar diferenças entre cultivares. Molhamentos foliares acima de 15 horas e temperaturas próximas a 20 ºC, nas 3 cultivares avaliadas, determinaram maior intensidade da Ferrugem Asiática. Temperaturas próximas a 30 e 15 ºC ocasionaram menor intensidade da doença. Períodos de molhamento foliar abaixo de 6 horas reduziram a intensidade da doença. Todas as cultivares testadas foram suscetíveis à doença, entretanto, a cultivar Conquista apresentou maior VASRI e VASRS da Ferrugem Asiática comparada às cultivares Savana e Suprema, as quais não diferiram estatisticamente. Houve diferença entre as cultivares para AACPI em cada temperatura e molhamento foliar.

Influência da temperatura e da duração do molhamento foliar na severidade da mancha bacteriana do tomateiro

No presente trabalho foram estudadas, em condições de câmara climatizada, a influência da temperatura (15, 20, 25 e 30ºC) e do molhamento foliar (6, 12, 24 e 48 horas) na severidade da mancha bacteriana do tomateiro incitada por Xanthomonas spp. A densidade relativa de lesões foi influenciada pela temperatura e pela duração do molhamento foliar (P<0,05). A doença foi mais severa na temperatura de 25ºC. Os dados foram submetidos à análise de regressão não linear. A função beta generalizada foi usada para ajuste dos dados de severidade e temperatura, enquanto uma função logística foi escolhida para representar o efeito do molhamento foliar na severidade da mancha bacteriana. A superfície de resposta obtida pelo produto das duas funções foi expressa por SE = 0,0001538 * (((x-8)2,4855647 * ((32-x)0,7091962)) * (0,64289/(1+21,26122 * exp(-0,12435*y))), onde SE, representa o valor da severidade estimada (0,1); x, a temperatura (ºC) e y, o molhamento foliar (horas). Este modelo deverá ser validado em condições de campo para aferir o seu emprego como um sistema de previsão da mancha bacteriana do tomateiro.

Suscetibilidade de biótipos de arroz-vermelho e de cultivares de arroz irrigado ao herbicida imazethapyr

Para avaliar a suscetibilidade de biótipos de arroz-vermelho(Oryza sativa) e cultivares comerciais de arroz ao herbicida imazethapyr, realizou-se um ensaio em casa de vegetação com cinco biótipos de arroz-vermelho (acessos Santa Maria 5, Pelotas 3, Rio Pardo 1, Manoel Viana 2 e Catuçaba 1), dois cultivares comerciais de arroz: Clearfield® (IRGA 422 CL e Puitá INTA CL) e um cultivar convencional (IRGA 417). Utilizou-se a metodologia de curvas de dose-resposta proposta por Seefeldt et al. (1995). A metodologia de curvas de resposta foi gerada a partir dos parâmetros do modelo logístico e dos valores de I50. Os biótipos de arroz-vermelho e os cultivares foram submetidos a seis doses do herbicida imazethapyr (0; 33,12; 66,25; 132,5; 265,0; e 530,0 g i.a. ha-1). As plantas de arroz foram contadas e coletadas no 20º dia após a aplicação dos tratamentos. A análise do percentual de dano foi realizada através de avaliação visual da fitointoxicação (%), massa verde e massa seca das plantas. Analisando as curvas e os resultados da análise da variância, pode-se inferir que os cultivares Clearfield Irga 422 CL e Puitá INTA CL foram significativamente iguais ao biótipo de arroz-vermelho Catuçaba 1, resistindo a doses de imazethapyr superiores à recomendada em campo para o sistema Clearfield®. Os biótipos Manoel Viana 2, Santa Maria 5 e Pelotas 3 agruparam-se com o cultivar convencional IRGA 417, sendo suscetíveis à dose comercial do herbicida. O biótipo Rio Pardo 1 também é resistente ao herbicida imazethapyr, porém menos resistente que o biótipo Catuçaba 1.

Influência da fonte de carbono e da temperatura sobre a fermentação lática desenvolvida por cultura mista de bactérias láticas

Bactérias ácido láticas vêm sendo aplicadas em produtos cárneos como culturas iniciadoras. A finalidade das culturas iniciadoras em produtos cárneos é reduzir o pH no início da fermentação O que contribui na inibição de microrganismos indesejáveis, melhorar as propriedades sensoriais, reduzir o tempo de maturação e reduzir nitratos e nitritos. A composição do meio, assim como as condições de cultivo, são importantes para o bom desenvolvimento da cultura iniciadora, sendo necessário conhecer a influência da fonte de carbono e da temperatura no processo fermentativo. O objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos da temperatura e de diferentes concentrações de glicose e lactose sobre a fermentação lática desenvolvida em caldo MRS (Man-Rogosa-Sharpe) pela cultura mista constituída de L. curvatus, L. plantarum, P. acidilactici e E. faecium. O caldo MRS foi suplementado com glicose e lactose, e as temperaturas de fermentação foram de 28ºC, 37ºC e 46ºC. Os ensaios foram delineados por desenho fatorial incompleto de 3³. Através da Superfície de Resposta, o modelo matemático mostrou que o caldo MRS suplementado de glicose 4,5% (m/v) e lactose 0,5% (m/v) e temperatura de incubação de 46ºC foram as condições mais adequadas para obtenção de ácido lático. A fermentação lática desenvolvida pela cultura mista, durante 48 horas nestas condições, forneceu em média 4,78% de ácido lático sendo a viabilidade celular de 1x10(15)UFC/mL.

Método simplex supermodificado como estratégia de otimização para respostas combinadas em sistemas alimentares

O presente trabalho teve como objetivo combinar modelagem pela superfície de resposta com otimização simplex supermodificado, para tratamento de casos de interesse na ciência e tecnologia de alimentos, com o emprego da função de Derringer & Suich para respostas combinadas. Um programa para microinformática, denominado MULTIPLEX, foi desenvolvido e testado na otimização multirresposta de três sistemas alimentares selecionados na literatura especializada: 1) inativação da lipoxigenase e lipase preservando-se a atividade da fitase durante o processamento hidrotérmico da cevada; 2) desidratação instantânea de maçã por expansão; 3) extração da proteína da linhaça com hexametafosfato. Uma análise estatística rigorosa foi realizada para testar a capacidade preditiva dos modelos. O método simplex supermodificado, com inicialização automática, foi o instrumento para a solução numérica da função de Derringer & Suich para respostas combinadas. O programa desenvolvido mostrou ser eficiente e confiável para a otimização de multirrespostas, sendo executável em microcomputador que disponha de processador 486 e ambiente MS-DOS.

INFLUÊNCIA DO TEOR DE NITROGÊNIO NO CULTIVO DE Spirulina maxima EM DOIS NÍVEIS DE TEMPERATURA: Parte II: PRODUÇÃO DE LIPÍDIOS

A microalga Spirulina maxima foi cultivada em meios com 2,5g/L KNO3 (2,5N), proposto por PAOLETTI et al [10] e considerado meio padrão, em meios com 0,2g/L KNO3 (0,2N) e em ausência de nitrogênio (0,0N) nas temperaturas de 25°C e 35°C. A composição da biomassa celular seca apresentou a 35°C um aumento médio dos lipídios totais, de 2,8 vezes do meio com ausência de nitrogênio (0,0N) e 2,9 vezes do meio 0,2N em relação ao meio padrão. A 25°C apresentou um aumento médio de 3,1 vezes do meio com ausência de nitrogênio (0,0N) e 3,2 vezes do meio 0,2N em relação ao meio padrão. A biomassa em forma de gel de cada tratamento foi recolhida e feita a extração dos lipídios totais, os quais foram pesados em base seca. As análises estatísticas dos resultados, em estimativa não linear com superfície de resposta e regressão múltipla com análise de resíduos, mostraram para o aumento dos lipídios totais uma função linear com a temperatura (T) e não linear com o nitrogênio (N), ajustando-se a um modelo onde o coeficiente de regressão R=0,99459 e a equação LIPT = A+B²T+CN ².

PROPRIEDADES TERMOFÍSICAS DE SOLUÇÕES MODELO SIMILARES A CREME DE LEITE

A demanda de creme de leite UHT tem aumentado significativamente. Diversas empresas diversificaram e aumentaram sua produção, visto que o consumidor, cada vez mais exigente, almeja cremes com ampla faixa de teor de gordura. O objetivo do presente trabalho foi determinar a densidade, viscosidade aparente e difusividade térmica, de soluções modelo similares a creme de leite, na faixa de temperatura de 30 a 70°C, estudando a influência do teor de gordura e da temperatura nas propriedades físicas dos produtos. O delineamento estatístico aplicado foi o planejamento 3X5, usando níveis de teor de gordura e temperatura fixos em 15%, 25% e 35%; 30°C, 40°C, 50°C, 60°C e 70°C, respectivamente (STATISTICA 6.0). Manteve-se constante a quantidade de carboidrato e de proteína, ambos em 3%. A densidade foi determinada pelo método de deslocamento de fluidos em picnômetro; a difusividade térmica com base no método de Dickerson e a viscosidade aparente foi determinada em reômetro Rheotest 2.1. Os resultados de cada propriedade foram analisados através de método de superfície de resposta. No caso destas propriedades, os dados obtidos apresentaram resultados significativos, indicando que o modelo representou de forma confiável a variação destas propriedades com a variação da gordura (%) e da temperatura (°C).

Técnicas de avaliação da confiabilidade em estruturas de concreto armado

Neste trabalho é dado ênfase à inclusão das incertezas na avaliação do comportamento estrutural, objetivando uma melhor representação das características do sistema e uma quantificação do significado destas incertezas no projeto. São feitas comparações entre as técnicas clássicas existentes de análise de confiabilidade, tais como FORM, Simulação Direta Monte Carlo (MC) e Simulação Monte Carlo com Amostragem por Importância Adaptativa (MCIS), e os métodos aproximados da Superfície de Resposta( RS) e de Redes Neurais Artificiais(ANN). Quando possível, as comparações são feitas salientando- se as vantagens e inconvenientes do uso de uma ou de outra técnica em problemas com complexidades crescentes. São analisadas desde formulações com funções de estado limite explícitas até formulações implícitas com variabilidade espacial de carregamento e propriedades dos materiais, incluindo campos estocásticos. É tratado, em especial, o problema da análise da confiabilidade de estruturas de concreto armado incluindo o efeito da variabilidade espacial de suas propriedades. Para tanto é proposto um modelo de elementos finitos para a representação do concreto armado que incorpora as principais características observadas neste material. Também foi desenvolvido um modelo para a geração de campos estocásticos multidimensionais não Gaussianos para as propriedades do material e que é independente da malha de elementos finitos, assim como implementadas técnicas para aceleração das avaliações estruturais presentes em qualquer das técnicas empregadas. Para o tratamento da confiabilidade através da técnica da Superfície de Resposta, o algoritmo desenvolvido por Rajashekhar et al(1993) foi implementado. Já para o tratamento através de Redes Neurais Artificias, foram desenvolvidos alguns códigos para a simulação de redes percéptron multicamada e redes com função de base radial e então implementados no algoritmo de avaliação de confiabilidade desenvolvido por Shao et al(1997). Em geral, observou-se que as técnicas de simulação tem desempenho bastante baixo em problemas mais complexos, sobressaindo-se a técnica de primeira ordem FORM e as técnicas aproximadas da Superfície de Resposta e de Redes Neurais Artificiais, embora com precisão prejudicada devido às aproximações presentes.

Estudo do impacto da variabilidade de resinas alquídicas nas propriedades de tintas

Este trabalho de conclusão tem como tema a relação entre as especificações de resinas alquídicas e de tintas preparadas com estas resinas, com foco nas características de teor de sólidos e viscosidade, fazendo uso das técnicas projeto de experimentos, superfície de resposta e análise de regressão. O objetivo principal é o estudo dos limites de especificação ideais para a resina alquídica, de forma que os lotes de tinta apresentem propriedades dentro da especificação já ao final do processamento, reduzindo a incidência de lotes fabris com necessidade de ajuste. Como conseqüência, temos redução de retrabalho e lead time fabril, adequação de custo de produtos, maior qualidade intrínseca e maior confiança na sistemática de desenvolvimento, produção e controle de qualidade. Inicialmente, foi realizada uma revisão bibliográfica sobre a tecnologia de tintas e resinas alquídicas, conceitos de controle de qualidade, planejamento de experimentos, análise por superfície de resposta e análise de regressão. Na seqüência, foi conduzido o estudo de caso, realizado na empresa Killing S.A. Tintas e Adesivos, planta localizada na cidade de Novo Hamburgo. Os resultados experimentais indicaram modelos de regressão polinomial válidos para as propriedades avaliadas. Foram tomadas as propriedades teor de sólidos e viscosidade Copo Ford #2 da mistura A+B como parâmetros para análise dos limites de especificação da resina alquídica, onde se comprovou que a variabilidade atualmente permitida é excessiva. A aplicação dos modelos de regressão indicou novos limites de especificação para a resina alquídica, mais estreitos, viabilizando a obtenção de tintas com propriedades especificadas.

Desenvolvimento institucional do INEP: conjuntura crítica e trajetória

Tratando-se de uma burocracia governamental criada em 1938, o Inep e sua história institucional são acompanhados pela trajetória da agenda educacional brasileira. Esta dissertação teve por objetivo examinar o desenvolvimento institucional do Inep, verificando a reforma ocorrida em meados da década de 90, que implantou um amplo sistema de avaliação de desempenho à política educacional do País. A dissertação está divida em duas partes. A primeira, analisando a conjuntura crítica, destaca o peso de processos históricos para explicar a mudança ocorrida no Inep, enquanto a segunda, analisando a trajetória dependente, destaca o peso da mudança para explicar tendências de continuidade. Resumidamente, os principais fatores que possibilitaram a conjuntura crítica foram: financiamento e consultoria internacional, interrupção do Censo Escolar, emergência da metodologia da Teoria de Resposta aos Itens, construção de rede entre as Secretarias Estaduais de Educação e a emergência de determinadas lideranças políticas. Criados Saeb, Enem, Provão entre outras avaliações, o Inep passou a mensurar o desempenho do ensino. A ascensão de um governo oposicionista não desviou essa trajetória, mas a acentuou. Assim, inovações incrementais foram promovidas, com destaque para a criação do Ideb e do Plano de Metas “Todos pela Educação”. Por fim, considerando o posicionamento do Inep para a retroalimentação do ciclo da política educacional, a dissertação aponta uma tendência institucional para a necessária integração de dados educacionais dos diferentes níveis federativos.