Amostragem Adaptativa em Redes de Sensores

Uma nova área tecnológica está em crescente desenvolvimento. Esta área, denominada de internet das coisas, surge na necessidade de interligar vários objetos para uma melhoria a nível de serviços ou necessidades por parte dos utilizadores. Esta dissertação concentra-se numa área específica da tecnologia internet das coisas que é a sensorização. Esta rede de sensorização é implementada pelo projeto europeu denominado de Future Cities [1] onde se cria uma infraestrutura de investigação e validação de projetos e serviços inteligentes na cidade do Porto. O trabalho realizado nesta dissertação insere-se numa das plataformas existentes nessa rede de sensorização: a plataforma de sensores ambientais intitulada de UrbanSense. Estes sensores ambientais que estão incorporados em Data Collect Unit (DCU), também denominados por nós, medem variáveis ambientais tais como a temperatura, humidade, ozono e monóxido de carbono. No entanto, os nós têm recursos limitados em termos de energia, processamento e memória. Apesar das grandes evoluções a nível de armazenamento e de processamento, a nível energético, nomeadamente nas baterias, não existe ainda uma evolução tão notável, limitando a sua operacionalidade [2]. Esta tese foca-se, essencialmente, na melhoria do desempenho energético da rede de sensores UrbanSense. A principal contribuição é uma adaptação do protocolo de redes Ad Hoc OLSR (Optimized Link State Routing Protocol) para ser usado por nós alimentados a energia renovável, de forma a aumentar a vida útil dos nós da rede de sensorização. Com esta contribuição é possível obter um maior número de dados durante períodos de tempo mais longos, aproximadamente 10 horas relativamente às 7 horas anteriores, resultando numa maior recolha e envio dos mesmos com uma taxa superior, cerca de 500 KB/s. Existindo deste modo uma aproximação analítica dos vários parâmetros existentes na rede de sensorização. Contudo, o aumento do tempo de vida útil dos nós sensores com recurso à energia renovável, nomeadamente, energia solar, incrementa o seu peso e tamanho que limita a sua mobilidade. Com o referido acréscimo a determinar e a limitar a sua mobilidade exigindo, por isso, um planeamento prévio da sua localização. Numa primeira fase do trabalho analisou-se o consumo da DCU, visto serem estes a base na infraestrutura e comunicando entre si por WiFi ou 3G. Após uma análise dos protocolos de routing com iv suporte para parametrização energética, a escolha recaiu sobre o protocolo OLSR devido à maturidade e compatibilidade com o sistema atual da DCU, pois apesar de existirem outros protocolos, a implementação dos mesmos, não se encontram disponível como software aberto. Para a validação do trabalho realizado na presente dissertação, é realizado um ensaio prévio sem a energia renovável, para permitir caracterização de limitações do sistema. Com este ensaio, tornou-se possível verificar a compatibilidade entre os vários materiais e ajustamento de estratégias. Num segundo teste de validação é concretizado um ensaio real do sistema com 4 nós a comunicar, usando o protocolo com eficiência energética. O protocolo é avaliado em termos de aumento do tempo de vida útil do nó e da taxa de transferência. O desenvolvimento da análise e da adaptação do protocolo de rede Ad Hoc oferece uma maior longevidade em termos de tempo de vida útil, comparando ao que existe durante o processamento de envio de dados. Apesar do tempo de longevidade ser inferior, quando o parâmetro energético se encontra por omissão com o fator 3, a realização da adaptação do sistema conforme a energia, oferece uma taxa de transferência maior num período mais longo. Este é um fator favorável para a abertura de novos serviços de envio de dados em tempo real ou envio de ficheiros com um tamanho mais elevado.

Comparação entre procedimentos de amostragem para espécies florestais raras e padrão de distribuição espacial agregado

O objetivo deste trabalho foi comparar procedimentos de amostragem para espécies florestais com populações raras e padrão de distribuição espacial agregado. Para isso, foi simulada uma população em uma floresta de 90 ha, subdividida em 100 unidades amostrais (N = 100) de 9.000 m² de área cada uma, apresentando número total de indivíduos igual a 44, a qual foi submetida a três procedimentos de amostragem: amostragem casual simples; amostragem sistemática; e amostragem adaptativa em cluster, com amostras iniciais selecionadas casual ou sistematicamente. Após as análises, verificou-se que a amostragem sistemática foi o melhor procedimento para estimar o número total de indivíduos da espécie em questão. Além disso, constatou-se a necessidade de investigar o efeito do tamanho e forma de parcelas, a escala de agregação e o tamanho da população, bem como suas combinações, sobre a eficiência dos estimadores da amostragem adaptativa em cluster.

Políticas de amostragem em controlo estatístico da qualidade

Nesta Dissertação apresentam-se e estudam-se, de uma forma crítica, dois novos métodos de amostragem adaptativa e uma nova medida de desempenho de métodos de amostragem, no contexto do controlo estatístico da qualidade. Considerando como base uma carta de controlo para a média do tipo Shewhart, estudamos as suas propriedades estatísticas e realizamos estudos comparativos, em termos do seu desempenho estatístico, com alguns dos métodos mais referenciados na literatura.Inicialmente, desenvolvemos um novo método adaptativo de amostragem no qual os intervalos entre amostras são obtidos com base na função densidade da distribuição de Laplace reduzida. Este método revela-se, particularmente, eficiente na deteção de moderadas e grandes alterações da média, pouco sensível à limitação do menor intervalo de amostragem e robusto face a diferentes situações consideradas para a não normalidade da característica da qualidade. Em determinadas situações, este método é sempre mais eficiente do que o método com intervalos de amostragem adaptativos,dimensões amostrais fixas e coeficientes dos limites de controlo fixos. Tendo como base o método de amostragem definido no ponto anterior e um método no qual os intervalos de amostragem são definidos antes do início do controlo do processo com base na taxa cumulativa de risco do sistema, apresentamos um novo método de amostragem que combina o método de intervalos predefinidos com o método de intervalos adaptativos. Neste método, os instantes de amostragem são definidos pela média ponderada dos instantes dos dois métodos, atribuindo-se maior peso ao método adaptativo para alterações moderadas (onde o método predefinido é menos eficaz) e maior peso ao método predefinido nos restantes casos (onde o método adaptativo é menos eficaz). Desta forma, os instantes de amostragem, inicialmente calendarizados de acordo com as expectativas de ocorrência de uma alteração tomando como base a distribuição do tempo de vida do sistema, são adaptados em função do valor da estatística amostral calculada no instante anterior. Este método é sempre mais eficiente do que o método periódico clássico, o que não acontece com nenhum outro esquema adaptativo, e do que o método de amostragem VSI para alguns pares de amostragem, posicionando-se como uma forte alternativa aos procedimentos de amostragem encontrados na literatura. Por fim, apresentamos uma nova medida de desempenho de métodos de amostragem. Considerando que dois métodos em comparação têm o mesmo tempo médio de mau funcionamento, o desempenho dos métodos é comparado através do número médio de amostras recolhidas sob controlo. Tendo em conta o tempo de vida do sistema, com diferentes taxas de risco, esta medida mostra-se robusta e permite, num contexto económico, um melhor controlo de custos por unidade de tempo.

Sorteio de domicílios em favelas em inquéritos por amostragem

OBJETIVO: Identificar vantagens e desvantagens do uso de segmentos em relação ao sorteio feito a partir da lista completa de endereços, para o sorteio de domicílios em amostragem por conglomerados em múltiplos estágios em favelas. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS: Estudo qualitativo realizado em quatro favelas sorteadas no Inquérito de Saúde do Município de São Paulo, SP, 2008, nas quais foram aplicadas as duas técnicas. Foram realizados grupos focais com pesquisadores de campo - arroladores e entrevistadores do inquérito. Os conteúdos das conversações foram analisados, agrupados em categorias e organizados em núcleos temáticos. ANÁLISE DOS RESULTADOS: A utilização de segmentos de domicílios foi associada a numerosas vantagens e poucas desvantagens. Entre as vantagens, constaram a rapidez e facilidade na elaboração do cadastro de endereços e na localização e identificação de domicílios na etapa de realização das entrevistas, maior segurança dos entrevistadores e da população, maior acesso aos entrevistados, maior estabilidade e maior cobertura do cadastro produzido, e menor ocorrência de erros na identificação dos domicílios sorteados. CONCLUSÕES: A construção de cadastro de domicílios por meio da criação de segmentos é vantajosa em relação à listagem completa de endereços, quando feita em favelas. Por ter se mostrado uma opção econômica e fácil de ser aplicada, constitui alternativa para a simplificação do processo de amostragem em áreas com as suas características de desorganização e adensamento de domicílios.

Efeito do desenho em amostragem de conglomerado para estimar a distribuição de ocupações entre trabalhadores

OBJETIVO: Descrever o desenho amostral efetuado para estimar a distribuição de população economicamente ativa, apresentando o efeito do desenho encontrado. MÉTODOS: A partir de um cadastro universal, foram amostrados 4.782 domicílios residenciais do município de Botucatu, SP, por intermédio de amostra aleatória sistemática de conglomerados, realizada entre junho e julho de 1997. RESULTADOS: Os 4.782 domicílios residenciais corresponderam a 17.219 moradores de Botucatu, entre junho e julho de 1997. em decorrência da perda de heterogeneidade da distribuição das ocupações dentro dos domicílios amostrados, o efeito do desenho encontrado variou entre 1,00 e 1,96. CONCLUSÕES: Com base nos resultados obtidos, sugere-se que, em amostras de conglomerados para estimativas da distribuição de ocupações em populações economicamente ativas, o efeito do desenho seja estimado como e=1,50, para amostragens em zona urbana; e e=2,00 para amostragens em zona rural.

Cluster Analysis To Identify Elderly People's Profiles: A Healthcare Strategy Based On Frailty Characteristics.

The new social panorama resulting from aging of the Brazilian population is leading to significant transformations within healthcare. Through the cluster analysis strategy, it was sought to describe the specific care demands of the elderly population, using frailty components. Cross-sectional study based on reviewing medical records, conducted in the geriatric outpatient clinic, Hospital de Clínicas, Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Ninety-eight elderly users of this clinic were evaluated using cluster analysis and instruments for assessing their overall geriatric status and frailty characteristics. The variables that most strongly influenced the formation of clusters were age, functional capacities, cognitive capacity, presence of comorbidities and number of medications used. Three main groups of elderly people could be identified: one with good cognitive and functional performance but with high prevalence of comorbidities (mean age 77.9 years, cognitive impairment in 28.6% and mean of 7.4 comorbidities); a second with more advanced age, greater cognitive impairment and greater dependence (mean age 88.5 years old, cognitive impairment in 84.6% and mean of 7.1 comorbidities); and a third younger group with poor cognitive performance and greater number of comorbidities but functionally independent (mean age 78.5 years old, cognitive impairment in 89.6% and mean of 7.4 comorbidities). These data characterize the profile of this population and can be used as the basis for developing efficient strategies aimed at diminishing functional dependence, poor self-rated health and impaired quality of life.

Amostragem e variabilidade espacial de atributos químicos do solo em área de vegetação natural em regeneração

The objectives of this work was to estimate the number of soil subsamples considering the classical statistics and geostatistics and determine the spatial variability of soil fertility attributes of an Ultisol, with clay texture, in an area of regenerating natural vegetation in Alegre - ES. Soil samples were collected in a depth of 0.0-0.2 m, at the crossing points of a regular grid, comprising a total of 64 points located at 10 m-intervals. The area presented low fertility soil. Considering a variation of 5% around the mean in the classic statistics, it is necessary a larger number of samples in relation to geostatistics. All the chemical attributes showed moderate to high spatial dependence, except for the effective cation exchange capacity (CECe), which showed pure nugget effect. The spherical semivariogram model gave the best fit to the data. Isoline maps allowed visualizing the differentiated spatial distribution of the contents of soil chemical attributes.

Self-perception and malocclusion and their relation to oral appearance and function

The aim of this study was to evaluate the relationship between malocclusion and self-perception of oral appearance/function, in 12/15-year-old Brazilian adolescents. The cluster sample consisted of 717 teenagers attending 24 urban public (n=611) and 5 rural public (n=107) schools in Maringá/PR. Malocclusion was measured using the Dental Aesthetic Index (DAI), in accordance with WHO recommendations. A parental questionnaire was applied to collect information on esthetic perception level and oral variables related to oral health. Univariate and multiple logistic regression analyses were performed. Multiple logistic regression confirmed that for 12-year-old, missing teeth (OR=2.865) and presence of openbite (open occlusal relationship) (OR=2.865) were risk indicators for speech capability. With regard to 15-year-old, presence of mandibular overjet (horizontal overlap) (OR=4.016) was a risk indicator for speech capability and molar relationship (OR=1.661) was a risk indicator for chewing capability. The impact of malocclusion on adolescents' life was confirmed in this study. Speech and chewing capability were associated with orthodontic deviations, which should be taken into consideration in oral health planning, to identify risk groups and improve community health services.

Electrocatalytic oxidation of methanol by the [Ru3O(OAc)6(py)2(CH3OH)]3+cluster: improving the metal-ligand electron transfer by accessing the higher oxidation states of a multicentered system

The [Ru3O(Ac)6(py)2(CH3OH)]+ cluster provides an effective electrocatalytic species for the oxidation of methanol under mild conditions. This complex exhibits characteristic electrochemical waves at -1.02, 0.15 and 1.18 V, associated with the Ru3III,II,II/Ru3III,III,II/Ru 3III,III,III /Ru3IV,III,III successive redox couples, respectively. Above 1.7 V, formation of two RuIV centers enhances the 2-electron oxidation of the methanol ligand yielding formaldehyde, in agreement with the theoretical evolution of the HOMO levels as a function of the oxidation states. This work illustrates an important strategy to improve the efficiency of the oxidation catalysis, by using a multicentered redox catalyst and accessing its multiple higher oxidation states.

Herpetofauna do Parque Estadual Carlos Botelho, São Paulo, Brasil

O presente trabalho consiste em um inventário da herpetofauna do Parque Estadual Carlos Botelho (PECB), localizado na região da Serra de Paranapiacaba, Estado de São Paulo. Os dados foram obtidos por meio de coletas em seis áreas dentro do PECB durante um período de 76 dias distribuídos em um ano, e também por meio de consulta a coleções científicas para obtenção de dados secundários. São apresentados resultados sobre a biologia e ocorrência das espécies no PECB e no Brasil, além de fotografias das diferentes espécies que compõem a herpetofauna do PECB. A herpetofauna do PECB pode ser considerada uma das mais diversificadas de São Paulo, com 65 espécies de anfíbios confirmadas e 59 espécies de répteis registrados neste trabalho. Das 65 espécies de anfíbios, 84% (55 spp.) são endêmicas das formações florestais da Mata Atlântica. Devido às características do relevo do PECB, foram encontrados diferentes padrões altitudinais para os anfíbios: 46% das espécies foram registradas apenas em altitudes acima de 500 m, enquanto que 9% são exclusivas das regiões abaixo de 400 m e 45% ocorrem em todas as áreas amostradas do Parque. Das 59 espécies de répteis do PECB, foram registradas 10 espécies de lagartos, 48 de serpentes e um quelônio. Dentre as serpentes coletadas no PECB, a jararaca Bothrops jararaca foi a mais frequente, com 26,9% (N = 14) do total registrado. Espécies de difícil amostragem, como Echinanthera cephalostriata (13,5%; N = 7) e Taeniophallus affinis (7,7%; N = 4), também foram numerosas no PECB. Dentre os lagartos, Enyalius iheringii foi a espécie mais abundante, com 50% (N = 16) de registros. Uma análise de agrupamento entre 25 taxocenoses de anfíbios brasileiras, incluindo o PECB, resultou na formação de quatro agrupamentos principais. A anurofauna do PECB é mais relacionada com as taxocenoses do Parque Estadual Jacupiranga (0,68) e do Parque Estadual Intervales (0,66). Estes Parques se encontram geograficamente próximos e constituem um dos maiores fragmentos preservados de Mata Atlântica no Brasil. Este trabalho é o primeiro a apresentar a lista de répteis do PECB, alem de complementar o conhecimento em relação a fauna de anfíbios do PECB.

Methodology of a nationwide cross-sectional survey of prevalence and epidemiological patterns of hepatitis A, B and C infection in Brazil

Um inquérito de base populacional foi conduzido na população urbana de todas as capitais e do Distrito Federal no Brasil para fornecer informações sobre a prevalência de hepatites virais e fatores de risco, entre 2005 e 2009. Este artigo descreve o delineamento e a metodologia do estudo que envolveu a população com idade entre 5 e 19 anos para hepatite A e 10 a 69 anos para hepatite B e C. As entrevistas e amostras de sangue foram obtidas através de visitas domiciliares e a amostra selecionada a partir de uma amostragem estratificada em múltiplos estágios (por conglomerado) com igual probabilidade para cada domínio de estudo (região e faixa etária). Nacionalmente, 19.280 residências e ~31.000 indivíduos foram selecionados. O tamanho da amostra foi suficiente para detectar uma prevalência em torno de 0,1% e para avaliar os fatores de risco por região. A metodologia apresentou-se viável para distinguir entre diferentes padrões epidemiológicos da hepatite A, B e C. Estes dados serão de valia para a avaliação das políticas de vacinação e para o desenho de estratégias de controle.

Doença pulmonar obstrutiva crônica e fatores associados em São Paulo, SP, 2008-2009

OBJETIVO: Estimar a prevalência e fatores associados à doença pulmonar obstrutiva crônica. MÉTODOS: Estudo transversal, de base populacional com 1.441 indivíduos de ambos os sexos e com 40 anos de idade ou mais no município de São Paulo, SP, entre 2008 e 2009. As informações foram coletadas por meio de entrevistas domiciliares e os participantes foram selecionados a partir de amostragem probabilística, estratificada por sexo e idade, e por conglomerados em dois estágios (setores censitários e domicílios). Foi realizada regressão múltipla de Poisson na análise ajustada. RESULTADOS: Dos entrevistados, 4,2% (IC95% 3,1;5,4) referiram doença pulmonar obstrutiva crônica. Após análise ajustada, identificaram-se os seguintes fatores independentemente associados ao agravo: número de cigarros fumados na vida (> 1.500/nenhum) RP = 3,85 (IC95%: 1,87;7,94), cansar-se com facilidade (sim/não) RP = 2,61 (IC95% 1,39;4,90), idade (60 a 69 anos/50 a 59 anos) RP = 3,27 (IC95% 1,01;11,24), idade (70 anos e mais/50 a 59 anos) RP = 4,29 (IC95% 1,30;14,29), problemas de saúde nos últimos 15 dias (sim/não) RP = 1,31 (IC95% 1,02;1,77), e atividade física no tempo livre (sim/não) RP = 0,57 (IC95% 0,26;0,97). CONCLUSÕES: A prevalência da doença pulmonar obstrutiva crônica é elevada e está associada ao uso do tabaco e idade acima de 60 anos. Os problemas de saúde freqüentes e redução da atividade física no tempo livre podem ser considerados conseqüências dessa doença.

Medidas de associação em estudo transversal com delineamento complexo: razão de chances e razão de prevalência

O objetivo deste estudo foi apresentar e discutir a utilização das medidas de associação: razão de chances e razão de prevalências, em dados obtidos de estudo transversal realizado em 2001-2002, utilizando-se amostra estratificada por conglomerados em dois estágios (n=1.958). As razões de chances e razões de prevalências foram estimadas por meio de regressão logística não condicional e regressão de Poisson, respectivamente, utilizando-se o pacote estatístico Stata 7.0. Intervalos de confiança e efeitos do desenho foram considerados na avaliação da precisão das estimativas. Dois desfechos do estudo transversal com diferentes níveis de prevalência foram avaliados: vacinação contra influenza (66,1%) e doença pulmonar referida (6,9%). Na situação em que a prevalência foi alta, as estimativas das razões de prevalência foram mais conservadoras com intervalos de confiança menores. Na avaliação do desfecho de baixa prevalência, não se observaram grandes diferenças numéricas entre as estimações das razões de chances e razões de prevalência e erros-padrão obtidos por uma ou outra técnica. O efeito do desenho maior que a unidade indicou que a amostragem complexa, em ambos os casos, aumentou da variância das estimativas. Cabe ao pesquisador a escolha da técnica e do estimador mais adequado ao seu objeto de estudo, permanecendo a escolha no âmbito epidemiológico.

Diferenciais socioeconômicos e comportamentais no consumo de hortaliças e frutas em mulheres residentes em município da região metropolitana de São Paulo

OBJETIVO: Analisar o consumo de frutas, verduras e legumes em mulheres, segundo fatores sócio-demográficos, econômicos e comportamentais. MÉTODOS: A amostra foi constituída de 311 mulheres de três áreas de estudo, do município de Cotia, na área metropolitana de São Paulo, selecionadas por amostragem por conglomerado em dois estágios. O consumo de frutas, verduras e legumes foi avaliado por questionário de freqüência alimentar. Os diferenciais de consumo foram estudados por análise multivariada de regressão logística. RESULTADOS: A chance de baixo consumo de frutas foi maior nas mulheres do bairro pobre, com baixa escolaridade, donas de casa e desempregadas, com baixa renda familiar e tabagistas. Os diferenciais de consumo de verduras foram associados mais à cultura alimentar do que à pobreza: as mais jovens apresentaram chances sensivelmente maiores de baixo consumo de verduras. O tabagismo e o sedentarismo associaram-se ao baixo consumo. Os legumes foram associados tanto ao nível socioeconômico, quanto à cultura alimentar. Foram pouco consumidos pelas mulheres mais jovens e, de um modo geral, por aquelas de pouca escolaridade e baixa renda familiar. Também, o etilismo e o sedentarismo aumentaram as chances de baixo consumo desses alimentos. CONCLUSÃO: O consumo de frutas, verduras e legumes apresentou diferenciais relacionados ao nível socioeconômico, à cultura alimentar e aos hábitos comportamentais.

First Description of a Cluster of Acute/Subacute Paracoccidioidomycosis Cases and Its Association with a Climatic Anomaly

Background: Identifying clusters of acute paracoccidioidomycosis cases could potentially help in identifying the environmental factors that influence the incidence of this mycosis. However, unlike other endemic mycoses, there are no published reports of clusters of paracoccidioidomycosis. Methodology/Principal Findings: A retrospective cluster detection test was applied to verify if an excess of acute form (AF) paracoccidioidomycosis cases in time and/or space occurred in Botucatu, an endemic area in Sao Paulo State. The scan-test SaTScan v7.0.3 was set to find clusters for the maximum temporal period of 1 year. The temporal test indicated a significant cluster in 1985 (P<0.005). This cluster comprised 10 cases, although 2.19 were expected for this year in this area. Age and clinical presentation of these cases were typical of AF paracccidioidomycosis. The space-time test confirmed the temporal cluster in 1985 and showed the localities where the risk was higher in that year. The cluster suggests that some particularities took place in the antecedent years in those localities. Analysis of climate variables showed that soil water storage was atypically high in 1982/83 (similar to 2.11/2.5 SD above mean), and the absolute air humidity in 1984, the year preceding the cluster, was much higher than normal (similar to 1.6 SD above mean), conditions that may have favored, respectively, antecedent fungal growth in the soil and conidia liberation in 1984, the probable year of exposure. These climatic anomalies in this area was due to the 1982/83 El Nino event, the strongest in the last 50 years. Conclusions/Significance: We describe the first cluster of AF paracoccidioidomycosis, which was potentially linked to a climatic anomaly caused by the 1982/83 El Nino Southern Oscillation. This finding is important because it may help to clarify the conditions that favor Paracoccidioides brasiliensis survival and growth in the environment and that enhance human exposure, thus allowing the development of preventive measures.