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The role of [18F] FDG PET/CT in histological prediction of non-small cell lung cancer: a radiomics-based machine learning approach
No full textIntrodução: Em oncologia clínica, a biópsia de tecido neoplásico e a investigação histopatológica são ferramentas diagnósticas valiosas na avaliação de casos de câncer de pulmão não pequenas células (CPNPC). Apesar de a avaliação histopatológica ser o procedimento padrão-ouro nesta caracterização, ela pode apresentar vieses relacionados à qualidade do procedimento executado ou à amostra biopsiada. A imagem metabólica de [18F]FDG PET/CT é amplamente utilizada no acompanhamento do CPNPC, auxiliando na identificação de metástases e melhorando o estadiamento e o planejamento terapêutico. Porém, a imagem metabólica pode ser melhor explorada na caracterização histológica dos tipos de CPNPC por atributos radiômicos, complementando a informação preliminar apresentada pela avaliação histopatológica. O objetivo deste estudo foi avaliar como as imagens de [18F]FDG PET/CT em CPNPC, podem apresentar atributos radiômicos que caracterizem a heterogeneidade metabólica tumoral entre diferentes classes histológicas. Materiais e métodos: Exploramos 115 imagens de [18F]FDG-PET-CT de pacientes diagnosticados com CPNPC, com confirmação histopatológica para as classes de adenocarcinoma (Adc.) e carcinoma de células escamosas (CCE). Um total de 2.082 atributos radiômicos de primeira, segunda e ordem superior, foram extraídos das imagens de PET, por meio de seis métodos distintos de segmentação. Os atributos radiômicos extraídos pelo método de segmentação manual, foram associados a outras variáveis clínicas, demográficas e genômicas, antes de serem utilizados para a construção de modelos de aprendizado de máquina para predição de classe histológica. Nós selecionamos cinco métodos de seleção de atributos (ANOVA, MI, PCA, LASSO e RFECV) e seis métodos preditores (SVM, kNN, GNB, DT, RF e XGBoost), os quais foram combinados de forma cruzada para compor 30 modelos de aprendizado de máquina que fossem capazes de diferenciar as classes histológicas de CPNPC de Adc e CCE. As métricas de performance F1-score e AUC foram avaliadas ao longo das etapas de validação e teste para os modelos de aprendizagem, e os atributos de maior importância para cada modelo foram representados em uma distribuição SHAP para melhor interpretabilidade dos resultados. Os atributos radiômicos e não radiômicos de maior frequência entre os métodos avaliados, foram ranqueados de acordo com a sua importância como bioassinaturas da classe investigada e a performance do modelo de classificação que ele estivesse associado. Resultados: Os modelos que apresentaram maior AUC na identificação de casos de CCE foram os de ANOVA/SVM (0,94) para a etapa de validação e PCA/GNB e RFECV/SVM (0,86) para a etapa de teste. Na representação dos atributos radiômicos que representaram melhor as características fenotípicas de cada classe histológica temos o gradiente/GLCM/ldn para CCE e Wavelet (HLH)/GLSZM/Small Area High Gray Level Emphasis para os casos de Adc. Conclusão: Por fim, o presente estudo foi capaz de identificar e caracterizar um rol de assinaturas radiômicas, obtidas a partir de imagem de [18F] FDG PET/CT, que evidenciaram, de forma reprodutível e estável, características fenotípicas do metabolismo tumoral em nódulo primário para as classes histológicas de Adc e CCE em casos de CPNPC.Introduction: In clinical oncology, neoplastic tissue biopsy and histopathological investigation are valuable diagnostic tools for assessing non-small cell lung cancer (NSCLC) cases. Although histopathological evaluation is the gold standard for this characterization, it may present biases related to the quality of the procedure performed or the biopsy sample. Metabolic imaging with [18F] FDG PET/CT is widely used in NSCLC follow-up, assisting in metastasis identification and improving staging and treatment planning. However, metabolic imaging can be further explored for histological characterization of NSCLC subtypes through radiomic features, complementing the preliminary information provided by histopathological evaluation. The aim of this study was to assess how [18F] FDG PET/CT imaging in NSCLC can provide radiomic features that characterize tumor metabolic heterogeneity across different histological subtypes. Materials and Methods: We analyzed 115 [18F] FDG PET/CT images from NSCLC patients with histopathological confirmation for adenocarcinoma (Adc.) and squamous cell carcinoma (SCC). A total of 2,082 first-, second-, and higher-order radiomic features were extracted from PET images using six different segmentation methods. Radiomic features extracted via manual segmentation were associated with other clinical, demographic, and genomic variables before being used to build machine learning models for histological class prediction. We selected five feature selection methods (ANOVA, MI, PCA, LASSO, and RFECV) and six predictive algorithms (SVM, kNN, GNB, DT, RF, and XGBoost), combining them in a cross-validation framework to construct 30 machine learning models for distinguishing Adc and SCC subtypes of NSCLC. Performance metrics, including F1-score and AUC, were evaluated during validation and testing phases. The most important features for each model were visualized using SHAP distributions for better interpretability. The most frequently selected radiomic and non-radiomic features across methods were ranked based on their significance as a biosignature for the investigated class and the classification models performance. Results: Histological prediction models with the highest AUC for SCC identification were ANOVA/SVM (0.94) in the validation phase and PCA/GNB and RFECV/SVM (0.86) in the test phase. The most representative radiomic features for each histological subtype included gradient/GLCM/ldn for SCC and Wavelet (HLH)/GLSZM/Small Area High Gray Level Emphasis for Adc cases. Conclusion: This study successfully identified and characterized a set of radiomic signatures derived from [18F] FDG PET/CT imaging, which reproducibly and stably highlighted phenotypic metabolic characteristics of primary tumor nodules in Adc and SCC subtypes of NSCLC
Study on the economic impact of the integration of a transmission line on stakeholders in the brazilian electricity market.
No full textO acesso à energia elétrica é um pilar fundamental para o desenvolvimento sustentável e competitivo da sociedade. Neste contexto, este trabalho analisa o impacto econômico da inserção de uma linha de transmissão de 1000 kV no Sistema Interligado Brasileiro, destacando seus efeitos financeiros sobre geradores, consumidores, comercializadores e distribuidores. Adota-se uma abordagem que parte de uma perspectiva macroscópica e avança para a análise segmentada, considerando as tarifas reguladas associadas ao sistema físico de conexão e os impactos da linha de transmissão nos preços de energia e na sua contabilização. A linha analisada conecta o submercado Nordeste ao Sudeste/Centro-Oeste. Ela é estudada nos aspectos de fluxo de intercâmbio e de custos de transmissão para os diversos nós da rede, para avaliar seu impacto nas tarifas de conexão. Além disso, a formação do preço de energia foi analisada com base na oferta e demanda, respeitando a ordem de mérito no despacho das usinas. Os resultados indicam que, embora a expansão da transmissão implique custos adicionais de conexão, ela também produz efeitos relevantes sobre a operação do sistema, refletindo-se em diferentes dimensões econômicas e operacionais. Este estudo busca contribuir para o planejamento do setor elétrico ao preencher uma lacuna nos relatórios de transmissão da EPE, que ainda não contemplam avaliações individualizadas dos impactos de cada projeto sobre os agentes, como realizado nesta pesquisa. Além de fornecer subsídios para políticas públicas e estratégias setoriais, o trabalho reforça a importância da utilização de dados abertos como ferramenta de modelagem na análise dos impactos econômicos e operacionais associados à expansão da rede.Access to electricity is a fundamental pillar for sustainable and competitive societal development. In this context, this study examines the economic impact of integrating a 1000 kV transmission line into the Brazilian Interconnected Power System, emphasizing its financial effects on generators, consumers, traders, and distributors. The analysis adopts a top-down approach, moving from a macroscopic perspective to a segmented assessment, considering both regulated tariffs associated with the physical connection system and the effects of the transmission line on electricity prices and market settlements. The transmission line under study connects the Northeast subsystem to the Southeast/Central-West subsystem, and its impacts are analyzed in terms of power exchange flows and transmission costs across different network nodes, with the objective of evaluating implications for connection tariffs. Furthermore, electricity price formation is assessed based on supply and demand conditions, in accordance with the merit order dispatch of generation units. The results indicate that, although transmission expansion entails higher connection costs, it also generates significant effects on system operation, which are reflected in various economic and operational dimensions. This research seeks to contribute to the planning of the Brazilian electricity sector by addressing a gap in EPEs transmission reports, which do not yet provide individualized assessments of project-specific impacts on market agents, as developed in this study. Beyond offering support for public policies and sectoral strategies, the work also reinforces the importance of open data as a modeling tool for analyzing the economic and operational impacts associated with network expansion
Public attitudes toward population-based carrier screening for spinal muscular atrophy (SMA) related pathogenic variants in Brazil
Get PDFA triagem genética de portadores pré-concepção ocorre com o objetivo de identificar indivíduos ou casais, que não manifestam condições genéticas, mas podem ter chances aumentadas de terem filhos com tais condições e proporcionar a esses casais aconselhamento genético (A.G) para que possam planejar uma gestação com base em decisões reprodutivas bem-informadas e autônomas. Esse tipo de triagem é possível para um número cada vez maior de condições genéticas recessivas, mas quais condições devem ser incluídas nos paines e de que maneira devem ser oferecidos (a toda a população ou a grupos específicos que possuem alta incidência para determinadas condições genéticas) ainda é motivo de debate entre pesquisadores e órgãos que elaboram as diretrizes. A Atrofia Muscular Espinhal está entre as condições mais recomendadas para ser incluída na triagem de portadores e oferecida a toda a população considerando a alta taxa de portadores, a gravidade e a alta mortalidade infantil. A implementação de um programa populacional de triagem de portadores para alguma ou mais condições genéticas e aconselhamento genético poderá ser melhor sucedida se considerar, além dos impactos econômicos de custo-efetividade, a análise da percepção e aceitabilidade por parte da população. Portanto estudo se propõe a verificar percepções sobre programas de triagem de portadores entre pessoas com AME, pessoas que convivem com alguém com AME e sem contato AME, no Brasil, para compreender fatores que influenciam a percepção e, em última instância, levantar pontos positivos e possíveis ressalvas que permitam desenhar programas bem-sucedidos e inclusivos. A pesquisa foi conduzida em duas fases. A fase quantitativa foi realizada por meio de questionários (Google formulários), na qual foram obtidas 270 respostas. A fase qualitativa ocorreu por meio de entrevistas semiestruturadas (Google Meet), realizadas com 12 pessoas. Na avaliação geral das respostas dos questionários demonstra-se uma tendência a atitudes favoráveis em relação a um programa populacional de triagem genética de portadores pré-concepção e demonstram uma influência da vivência com a condição ou convivência com alguém com ela nas percepções sobre esse tipo de programa. Os resultados do letramento em genética (GeneLIFT) indicam um conhecimento intermediário para a maioria dos participantes. Em relação às entrevistas, as pessoas com e familiares descreveram essa condição genética como uma experiência transformadora e que, embora haja necessidade de adaptações, não define todos os aspectos da vida do indivíduo. Os entrevistados destacaram ainda que é possível pessoas com AME tenham qualidade de vida, mas isso está muito interligado ao acesso, não só aos tratamentos, mas a todos os âmbitos da sociedade O principal ponto positivo levantado durante as entrevistas foi a possibilidade do acesso ao aconselhamento genético e a possibilidade de, a partir disso, poder tomar decisões reprodutivas informadas. Também foram apontados, a possibilidade de um planejamento familiar e de uma maior conscientização/conhecimento, sobre a condição genética, nesse caso, a AME. Dentre os pontos negativos, levantou-se o risco de que um programa como esse gere na sociedade atitudes de estigmatização, discriminação e desvalorização da vida das pessoas com a condição genética, além de uma culpabilização de quem optar por não fazer esses testes ou não tomar alguma medida reprodutiva. A possível falta de adesão por parte da população e falta de preparo dos profissionais para o aconselhamento genético também foram pontos recorrentes entre os participantes.Preconception carrier screening is intended to identify individuals or couples who do not have genetic conditions but may have an increased chance of having children with such conditions and to provide these couples with genetic counseling (G.C.) so that they can plan a pregnancy based on informed and independent reproductive decisions. This type of screening is possible for an increasing number of recessive genetic conditions, but which conditions should be included in the screening and how they should be offered (to the entire population or to specific groups with a high incidence of certain genetic conditions) is still a matter of debate among researchers and guideline-making bodies. Spinal muscular atrophy is among the conditions most recommended to be included in carrier screening and offered to the entire population, given its high carrier rate, severity, and high infant mortality. The implementation of a population-based carrier screening program for one or more genetic conditions and genetic counseling may be more successful if, in addition to the economic impacts of cost-effectiveness, an analysis of the population\'s perception and acceptability is considered. Therefore, the study aims to verify perceptions about carrier screening programs among people with SMA, people who live with someone with SMA and people without contact with SMA, in Brazil, to understand factors that influence perception and, ultimately, raise positive points and possible caveats that allow for the design of successful and inclusive programs. The research was conducted in two phases. The quantitative phase was carried out through questionnaires (Google forms), in which 270 responses were obtained. The qualitative phase was carried out through semi-structured interviews (Google Meet), conducted with 12 people. The general evaluation of the questionnaire responses demonstrates a tendency towards developed attitudes in relation to a population-based program for pre-conception genetic screening of carriers and demonstrates an influence of living with the condition or living with someone with it on perceptions about this type of program. The results of the genetics literacy (GeneLIFT) indicate intermediate knowledge for most participants. In relation to the interviews, people with the condition and their families described this genetic condition as a transformative experience and that, although there is a need for adaptations, it does not define all aspects of the individual\'s life. The interviewees also highlighted that it is possible for people with SMA to have quality of life, but this is closely linked to access, not only to treatments, but to all areas of society. The main positive point raised during the interviews was the possibility of access to genetic counseling and the possibility of, from this, being able to make informed reproductive decisions. The possibility of family planning and greater awareness/knowledge about the genetic condition, in this case, SMA, were also highlighted. Among the negative points, the risk was expressed that a program like this could generate attitudes of stigmatization, discrimination and devaluation of the lives of people with the genetic condition in society, in addition to blaming those who choose not to take these tests or not to take some reproductive measure. The possible lack of adherence on the part of the population and the lack of preparation of professionals for genetic counseling were also recurring points among the participants
The formation of the omnilateral subject in the Cuban Revolution: the Case of Cosmonaut Arnaldo Tamayo Méndez
No full textEsta dissertação analisa a formação omnilateral do sujeito na Revolução Cubana, tendo como estudo de caso a trajetória do cosmonauta Arnaldo Tamayo Méndez que, em 1980, se tornou o primeiro latino-americano e afrodescendente a viajar ao espaço pelo programa soviético Intercosmos. A pesquisa fundamenta-se numa aproximação ao materialismo histórico-dialético e na Teoria da Atividade, a partir de Alexei N. Leontiev e L. S. Vigotski, examinando como as diretrizes curriculares e a prática educacional articularam-se para a construção do hombre nuevo. Destacam-se três momentos centrais da trajetória de Tamayo: sua inserção juvenil na 2ª Frente Oriental Frank País em 1958; sua formação técnico-militar no contexto da defesa da Revolução; e sua preparação científica para a missão espacial soviético-cubana. Com base em revisão bibliográfica e fontes primárias, conclui-se que a experiência de Tamayo expressa a indissociabilidade entre educação, trabalho e defesa nacional como fundamentos da pedagogia socialista cubana. O estudo evidencia que a Revolução Cubana consolidou ciência e educação como pilares de soberania e de emancipação humana, reafirmando a atualidade das categorias marxistas para a compreensão da formação de sujeitos históricos.This dissertation analyzes the omnilateral formation of the subject in the Cuban Revolution, taking as a case study the trajectory of cosmonaut Arnaldo Tamayo Méndez, who in 1980 became the first Latin American and Afro-descendant to travel into space through the Soviet Intercosmos program. The research is grounded in an approach based on historical-dialectical materialism and Activity Theory, drawing on Alexei N. Leontiev and L. S. Vygotsky, and examines how curricular guidelines and educational practice were articulated in the construction of the hombre nuevo. Three central moments in Tamayos trajectory are highlighted: his youth involvement in the 2nd Eastern Front Frank País in 1958; his technical-military training in the context of defending the Revolution; and his scientific preparation for the SovietCuban space mission. Based on a bibliographic review and primary sources, the study concludes that Tamayos experience expresses the inseparability of education, labor, and national defense as foundations of Cuban socialist pedagogy. The study shows that the Cuban Revolution consolidated science and education as pillars of sovereignty and human emancipation, reaffirming the contemporary relevance of Marxist categories for understanding the formation of historical subjects
Diagnostic concordance study of teleconsultation for the treatment of rotator cuff syndrome
No full textIntrodução: A telemedicina tem aprimorado a prática médica ao aumentar a acessibilidade para pacientes em áreas remotas. Na ortopedia, seu uso para cirurgias de ombro é recente, mas promissor. No entanto, ainda há necessidade de estudos que avaliem sua eficácia especificamente no contexto de distúrbios do manguito rotador. Objetivos: Avaliar a reprodutibilidade das indicações de tratamento usando telemedicina para pacientes com síndrome do manguito rotador. Os objetivos secundários foram avaliar a reprodutibilidade e acurácia do exame físico e o nível de satisfação dos pacientes. Métodos: Este estudo de acurácia diagnóstica incluiu pacientes diagnosticados com síndrome do manguito rotador, que foram randomizados em dois grupos: telemedicina e consultas presenciais. Ambos os grupos realizaram duas consultas conduzidas por diferentes cirurgiões ortopédicos. O acordo entre as indicações de tratamento (não cirúrgico, cirúrgico ou conservador com possibilidade de conversão para cirurgia) foi avaliado utilizando o coeficiente Kappa. Além disso, os testes de exame físico e a satisfação dos pacientes também foram avaliados. Resultados: Um total de 64 pacientes foi avaliado, com 32 em cada grupo. A reprodutibilidade da teleconsulta para a indicação de tratamento foi alta em ambos os grupos, com valores de Kappa variando de 0,82 a 0,93. Para os testes de exame físico, a reprodutibilidade foi alta no grupo presencial (Kappa entre 0,63 e 1), mas variou no grupo de telemedicina (Kappa entre 0,11 e 1). A acurácia dos testes no grupo presencial foi alta (sensibilidade entre 0,94 e 1; especificidade entre 0,66 e 1), enquanto o grupo de telemedicina apresentou maior variabilidade (sensibilidade entre 0,60 e 1; especificidade entre 0,16 e 1). A satisfação dos pacientes foi alta em ambos os grupos, sem diferenças significativas (p > 0,676). Conclusão: A teleconsulta é uma ferramenta confiável para a indicação de tratamento em pacientes com síndrome do manguito rotador, demonstrando alta reprodutibilidade e elevada satisfação dos pacientes. No entanto, a variabilidade na acurácia dos testes que exigem avaliação de força destaca a necessidade de melhorias nos protocolos de telemedicina para garantir avaliações mais robustas e precisas.Background: Telemedicine has enhanced medical practice by increasing accessibility for patients in remote areas. In orthopedics, its use for shoulder surgery is recent but promising. However, there is still a need for studies that evaluate its effectiveness specifically in the setting of rotator cuff disorders. Objectives: To evaluate the reproducibility of treatment indications using telemedicine for patients with rotator cuff syndrome. Secondary objectives were assessment of physical examination reproducibility, accuracy and level of patient satisfaction. Methods: This diagnostic accuracy study included patients diagnosed with rotator cuff syndrome, who were randomized into two groups: telemedicine and in-person consultations. Both groups underwent two appointments conducted by different orthopedic surgeons. The agreement between treatment indications (non-surgical, surgical, or conservative with the possibility of switching to surgery) was assessed using the Kappa coefficient. Additionally, physical examination tests and patient satisfaction were also evaluated. Results: A total of 64 patients were evaluated, with 32 in each group. The reproducibility of teleconsultation for treatment indication was high in both groups, with Kappa values ranging from 0.82 to 0.93. For physical examination tests, reproducibility was high in the in-person group (Kappa between 0.63 and 1) but varied in the telemedicine group (Kappa between 0.11 and 1). The accuracy of the tests in the in-person group was high (sensitivity between 0.94 and 1; specificity between 0.66 and 1), whereas the telemedicine group showed greater variability (sensitivity between 0.60 and 1; specificity between 0.16 and 1). Patient satisfaction was high in both groups, with no significant differences (p > 0.676). Conclusion: Teleconsultation is a reliable tool for indicating treatment in patients with rotator cuff syndrome, demonstrating high reproducibility and high patient satisfaction. However, the variability in the accuracy of tests that require strength assessment highlights the need for improvements in telemedicine protocols to ensure more robust and accurate evaluations
Otherness with GAM: an experience of collective and autonomous care
No full textA Reforma Psiquiátrica Brasileira aposta no cuidado psicossocial que produza maior autonomia dos usuários no caminhar a vida. A estratégia de Gestão Autônoma da Medicação (GAM) opera no campo da saúde mental a partir do dispositivo grupal no encontro entre trabalhadores e usuários de serviços de saúde. As experiências dos usuários com seus diagnósticos e prescrições médicas se conectam na grupalidade. Vivências de dor e sofrimento ganham dizibilidade e visibilidade. O presente estudo de abordagem cartográfica tem como campo de pesquisa um Centro de Atenção Psicossocial (CAPS) do município de Fortaleza/Ce. A imersão no serviço ocorreu no período de julho de 2023 a agosto de 2025, com a participação de duas trabalhadoras e nove usuários. Na implantação e acompanhamento do processo grupal nos deparamos com um CAPS centrado na oferta de atendimentos individuais, no modelo médico hegemônico e medicalizante, com dificuldade de produzir equipe e porosidade. A oferta do grupo GAM oportunizou aos participantes a fabricação de um dispositivo de cuidado coletivo e produtor de ampliação de autonomia. Ao passo que tensionou as profissionais participantes, produzindo deslocamentos em uma delas, que chegou a arriscar colocar em análise junto a equipe os processos de trabalho e gestão do cuidado. Porém, a potencial mudança demandaria na unidade o processamento coletivo dos efeitos da aposta GAM na vida dos usuários, mas não houve forças organizadas para sustentar o processo de interrogar a (não) produção de cuidado psicossocial neste CAPS. Forças que poderiam ser provenientes da organização da gestão (municipal ou local), do conjunto dos trabalhadores ou de movimentos sociais organizados em torno da luta antimanicomial.The Brazilian Psychiatric Reform focuses on psychosocial care that fosters greater autonomy for patients in navigating life. The Autonomous Medication Management (GAM) strategy operates in the mental health field through group engagement involving healthcare workers and patients. Users\' experiences with their diagnoses and medical prescriptions are problematized within the group. Experiences of pain and suffering gain embracement and visibility. This cartographic study focuses on the development of a GAM group in a Psychosocial Care Center (CAPS) in the city of Fortaleza, Ceará. The immersion into the service took place from July 2023 to August 2025, with the participation of two workers and nine users. During the implementation of the group process, we met a CAPS that mainly offered restricted individual care, without considering lives, connections and territories. Ways of caring very distant from the psychosocial principles. The GAM group provided participants with the opportunity to develop a collective care device that expanded autonomy. At the same time, it led the participating professionals to rethink their practices, even risking analyzing the work processes and care management with the team. However, this was not enough to move changes, which requires additional strategies to support and feed the interrogation the (non)production of psychosocial care at this CAPS
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No full textO objetivo deste trabalho é modelar uma coluna pulsada de pratos perfurados. O modelo inclui o efeito da mistura longitudinal em ambas as fases e a simplificação da distribuição uniforme de gotas na coluna. A revisão da literatura apresenta descrições de quatro modelos, os quais descrevem a transferência de massa em colunas de extração: o modelo de estágios, o modelo de retroescoamento, o modelo de difusão e o modelo combinado com pós-mistura, além disto, apresenta uma revisão dos coeficientes de dispersão axial. O modelo de difusão é aplicado para a coluna pulsada de pratos perfurados, e é resolvido através do método numérico de colocação ortogonal. Os resultados mostram que existem descontinuidades nas extremidades de alimentação das fases. Neste trabalho é feito uma análise de sensibilidade dos parâmetros para identificar as variáveis mais importantes no processo: o coeficiente global de transferência de massa e os coeficientes de dispersão axial nas fases contínua e dispersa. O modelo foi confrontado com sucesso com os resultados experimentais de Palma (1991) e Golding; Lee (1981) para confirmar sua validade.The objective of this work is to model a pulsed perforated plate column. The model includes the effect of longitudinal mixing in both phases and the simplification of uniform drops distribution at the column. The literature review presents descriptions of four models, which describe the mass transfer at extraction columns: stage model, back mixing model, diffusion model and combined forward mixing model, besides that, it presents a review of axial dispersion coefficients. The diffusion model is applied to the pulsed perforated plate column, and it is solved by a numerical method of orthogonal collocation. The results showed that there are discontinuities at inlet phases\' boundaries. At this work, it was done a parametric sensibility analysis to identify the most important variables at the process: overall mass transfer coefficient and axial dispersion coefficients at continuous and dispersed phase. The model was successful confronted to experimental results of PALMA(1991 ) and GOLDING; LEE (1981 ) to confirm its validity
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No full textRecentes avanços na química fina justificam maior sofisticação nas técnicas de simulação. Demonstra-se a viabilidade de adaptação do programa executivo GEMCS. Utiliza-se método modular sequencial, calculando-se correntes de entrada e saída, para operações que integram um fluxograma. As correntes deverão conter informações como: volume do produto, temperatura, pressão, volume dos componentes. A matriz tempo armazena ao longo da simulação informações a respeito de cada fase. Construiu-se diversos modelos computacionais básicos representando operações unitárias e reator descontínuo. Projetou-se modelos matemáticos para uma estrutura geral, modular e flexível. A biblioteca de módulos é formada por tanque com descarga por gravidade ou por bomba, reator descontínuo, e coluna de destilação por batelada de misturas binárias ideais de único estágio. Incluiu-se o modulo GANTT no final, que simula as diversas fases ocorridas durante uma batelada. Modelos para misturas multicomponente, e fase preliminar da destilação são propostos para futuros trabalhos. No exemplo de aplicação, apresentou-se uma planta multipropósito, envolvendo os módulos citados e, ao final, o modulo GANTT. A comprovação da funcionalidade do simulador descontínuo proposto foi possível graças a exemplos mencionados na literatura, que permitiram comparação dos resultados.Recent developments in the Fine Chemicals area have improved the batch process simulation techniques. This paper is dedicated to demonstrate the feasibility of adapting the executive program of a steady state process simulator known as GEMCS, with the purpose of simulating a series of unit operations and batch chemical reactions, often present in specialty chemical plants . This program uses the sequential modular approach, based on a flowsheet. Input and output streams for each batch module are calculated, along the simulation. Each of the input and output streams entering or leaving the batch modules, must contain the usual information such as: product volume, temperature, pressure, and component volumes. On the top of that, a matrix called TEMPO, has been added to the program, with the purpose of storing all the information related to every necessary step that takes place in a batch operation . Several basic computational modules representing some batch unit operations and one batch reaction have been built. The mathematical models used in these modules have been designed as to fulfil the desirable requirements of a batch process simulator, not yet locally available, such as generality, modularity and flexibility. A library of batch unit operations and one batch reactor has been built. It comprises: gravity flow tank, tank that can be discharged by means of a metering or positive displacement pump, batch reactor with mixer, jacket with thermal or cooling fluid circulation, or electric resistence heater, and one single tray batch distillation column, for ideal binary mixtures separation. There is also a GANTTc hart module,t hat was built in order to represengt raphicallyt he several steps that take place during a batch process, as time goes by. Other modules for multicomponent mixtures and for distillation startup procedures are suggested for future developments . A batch process simulation case history is finally presented. The example is a multipurpose batch plant, involving the above mentioned modules, and the GANTT subroutine. The fully functional capability of the batch simulator was then proofed, based on a selection of several reactions and distillation examples mentioned in the chemical engineering literature. This procedure has allowed the comparison between the results obtained in the present simulation and the ones achieved by the authors
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No full textO presente trabalho objetivou o estudo dos principais aspectos do desenvolvimento do processo de obtenção de isopropil-hidroquinona em escala de laboratório, sendo que as etapas cumpridas foram: - estabelecimento do processo reacional de síntese de isopropil-hidroquinona, adotando-se o isopropanol como agente alquilante da hidroquinona e como catalisador, uma solução de \'ZN\'\'CL IND.2\' em h\'CL\'. - Obtenção, separação e caracterização de isopropil-hidroq uinona visando a sua utilização como padrão analítico na quantificação das misturas reacionais. Nesta etapa obteve-se isopropil-hidroquinona com pureza de 99,47% molar e uma temperatura de fusão de 130,8 \'GRAUS\'c. - Estudo de otimização do processo reacional com o método de superfície de resposta, verificando-se a influência das variáveis: razão molar entre os reagentes; massa de catalisador e temperatura sobre os rendimentos das reações de alquilação que resultam na produção de isopropil-hidroquinona. Nas condições estudadas o maior rendimento obtido corresponde aos seguintes valores das variáveis: a) tempo de reação de 6 h; b) razão molar entre os reagentes igual a 1; c) massa de catalisador de 21,5 g para cada 8,8 g de hidroquinona reagente; d) temperatura de reação de 86 \'GRAUS\'c; e) estudo do processo de separação para obtenção da isopropil-hidroquinona pura. - Obtenção do balanço de massa e diagrama de blocos do processo.The present work has the purpose of studying the principal aspects of developing process to produce the isopropyI hydroquinone in a laboratory scale according to the following stages : Establishment of the synthesis reactional process of isopropyl hydroquinone. Following the Iiterature information , isopropyl alcohol was set up as a hydroquinone alkylant agent and a solution of zinc chIoride in hydrochloric acid was used as a catalyst . Obtainance, separation and characterization of isopropylhydroquinone with high purity, aiming its utilization as an analytic standard to quantify the reactional products. In this stage isopropyl hydroquinone was obtained with a purity of 99,47 mole% and a melting point of 130,8ºC. Optimization of the reactional process applying the Surface Response method , verifying the influence of the variables : mole rate between the reactants ; mass of catalyst and reaction temperature upon the yields of the aIkyIating reactions which result in the production of isopropyl hydroquinone. By the optimization of the reactional process , the better yield was gotten according to the foIlowing results : - Reaction time of six hours ; - Mole rate between the reactants equal to one; - Mass of catalyst of 21, 5 gram gram of hydroquinone reactant ; - Reaction temperature of 86°C. Studying the separation process to obtain pure isopropyl-hydroquinone; With the results from the optimization of the reactional process , were gotten a mass baIance and a bIock diagram from the process that starts from the synthesis of isopropyl hydroquinone being followed by all of the other unit operations which constitute the process
Algoritmos Híbridos de Aprendizado de Máquina em Ambientes de Alta Dimensão
No full textThis work proposes and evaluates a hybrid framework for prediction and variable selection in supervised learning settings, combining statistical regularization with non-linear machine learning algorithms. Initially, the pipeline is applied to real-world data from a travel insurance company, consisting of 2,697 customer records and 35 explanatory variables obtained through feature engineering. Variables were selected using penalized regressions (Lasso, Ridge, and Elastic Net), followed by black-box predictive models (Random Forest, XGBoost, H2O GBM, LightGBM, and CatBoost) in a hybrid structure. Stratified cross-validation and random search optimization allowed for a comprehensive comparison of metrics such as AUC, F1-score, precision, and recall. The CatBoost model with Lasso-based feature selection achieved the best performance (AUC = 0.861; F1 = 0.808), highlighting the potential of hybrid models to preserve interpretability while maintaining high predictive power. Complementarily, a theoretical and empirical analysis is developed on the asymptotic consistency and generalization properties of such models in high-dimensional noisy settings, using simulations based on the Friedman equation. A total of 23 models are evaluated (3 regularized, 5 pure black-box, and 15 hybrids) across scenarios with varying sample sizes (n = 50, 100, 200, 500, 1000) and numbers of predictors (p = 10, 50, 100). The assessment metrics include RMSE, Jaccard index, and support recovery rate. Results show that hybrid models achieve a superior balance between accurate prediction, parsimony, and robustness in variable selection, especially as increases. Therefore, this study contributes both with unexplored practical applications in the insurance sector and with novel theoretical advances for the formal validation of hybrid pipelines in complex high-dimensional scenarios.Este trabalho propõe e avalia um framework híbrido para predição e seleção de variáveis em contextos supervisionados, combinando regularização estatística com algoritmos não lineares de machine learning. Inicialmente, aplica-se o pipeline em dados reais de uma seguradora do setor de turismo, com 2.697 registros de clientes e 35 variáveis explicativas obtidas por engenharia de atributos. As variáveis foram selecionadas por regressões penalizadas (Lasso, Ridge e Elastic Net), seguidas de modelos preditivos black-box (Random Forest, XGBoost, H2O GBM, LightGBM e CatBoost), combinados de forma híbrida. A validação cruzada estratificada e a otimização por busca aleatória permitiram comparar métricas como AUC, F1-score, precisão e recall. O modelo CatBoost com seleção via Lasso obteve o melhor desempenho (AUC = 0,861; F1 = 0,808), evidenciando o potencial de modelos híbridos para manter interpretabilidade e alto poder preditivo. Complementarmente, desenvolve-se uma análise teórica e empírica sobre a consistência assintótica e a generalização desses modelos em ambientes de alta dimensionalidade com ruído, por meio de simulações baseadas na equação de Friedman. São avaliados 23 modelos (3 regularizados, 5 black-box puros e 15 híbridos) em cenários com diferentes combinações de tamanho amostral (n = 50, 100, 200, 500, 1000) e número de preditores (p = 10, 50, 100). As métricas consideradas foram o RMSE, índice de Jaccard e taxa de recuperação. Os resultados demonstram que os modelos híbridos alcançam melhor equilíbrio entre predição acurada, parcimônia e robustez na seleção de variáveis, principalmente conforme aumenta. Assim, este estudo contribui tanto com aplicações práticas inexploradas no setor de seguros quanto com novos avanços teóricos para validação formal de pipelines híbridos em cenários de alta complexidad