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Modeling and simulation of virtual analyzers (soft sensors) for the high-pressure polyethylene polymerization process
Get PDFA evolução contínua da indústria ao longo dos anos tem sido impulsionada por avanços tecnológicos, resultando na chamada Indústria 4.0, caracterizada pela integração de coleta intensiva de dados, inteligência artificial e aprendizado de máquina. Nesse contexto, o uso de analisadores virtuais (soft sensors) surge como uma alternativa eficiente para o controle de processos, sendo desenvolvidos a partir de dados operacionais de processo e/ou equações fenomenológicas. A literatura oferece uma variedade de algoritmos preditivos, ajustados conforme o processo estudado, incluindo métodos supervisionados e não supervisionados, como árvores de decisão, regressões lineares e redes neurais. Este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de modelos preditivos aplicados ao processo de polimerização em alta pressão para a predição do Índice de Fluidez (IF) do Polietileno de Baixa Densidade (PEBD). Os dados do processo foram fornecidos por uma empresa brasileira do setor petroquímico e tratados de forma sigilosa por meio da normalização. A análise focou em dados de produção de PEBD, divididos em 3 grupos representativos de diferentes patamares operacionais. Após a remoção de outliers (4 desvios padrão), foram gerados modelos baseline e realizadas otimizações por meio de feature selection e ajuste de hiperparâmetros, utilizando os algoritmos Gradient Boosting, LightGBM e LSTM. Os modelos foram avaliados com base em métricas de acurácia e RMSE. O modelo do Grupo 1 apresentou alta aderência aos dados reais, com erro relativo médio inferior a 12%, devido à maior disponibilidade de dados. Em contraste, os Grupos 2 e 3 apresentaram menor aderência, com erro relativo médio entre 20% e 30%. Os resultados destacam a importância da disponibilidade e qualidade dos dados no desempenho de modelos preditivos para aplicações industriais, além de evidenciar a possibilidade de aplicar modelos de machine learning na indústria de polimerização. Palavras-chave: Ciência de dados; Controle de processos; Aprendizado de máquina; Polimerização; Modelos de regressão.The continuous evolution of industry over the years has been driven by technological advancements, resulting in the Industry 4.0, characterized by the integration of intensive data collection, artificial intelligence, and machine learning. In this context, the use of virtual analyzers (soft sensors) emerges as an efficient alternative for process control, developed from operational process data and/or phenomenological equations. The literature offers a variety of predictive algorithms, adjusted by the process studied, including supervised and unsupervised methods such as decision trees, linear regressions, and neural networks. This study aims to evaluate the performance of predictive models applied to the high-pressure polymerization process for predicting the Melt Index (MI) of Low-Density Polyethylene (LDPE). Process data were provided by a Brazilian company in the petrochemical sector and handled confidentially through normalization. The analysis focused on LDPE production data, divided into three groups representing different operational ranges. After outlier removal (4 standard deviations), baseline models were generated, and optimizations were performed through feature selection and hyperparameter tuning using Gradient Boosting, LightGBM, and LSTM algorithms. The models were evaluated based on accuracy and RMSE metrics. The model for Group 1 showed high adherence to real data, with a mean relative error below 12%, due to the greater data availability. In contrast, Groups 2 and 3 exhibited lower adherence, with mean relative errors between 20% and 30%. The results underscore the importance of data availability and quality in the performance of predictive models for industrial applications while also highlighting the feasibility of applying machine learning models in the polymerization industry. Keywords: Data science; Process control; Machine learning; Polymerization; Regression models.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
Soil as a key factor in monitoring the environmental recovery of gold mining influence areas
Get PDFA recuperação de áreas degradadas pela mineração no bioma Cerrado representa um desafio técnico e ecológico, especialmente considerando a importância econômica da atividade minerária no Brasil e a necessidade de alinhamento com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável. Este estudo abordou, de forma holística, a avaliação e o monitoramento da recuperação ambiental de áreas mineradas, integrando a revisão sistemática de metodologias, a avaliação de técnicas de restauração e o desenvolvimento de ferramentas específicas de monitoramento, com o objetivo de propor uma abordagem científica robusta e abrangente para a gestão da recuperação dessas áreas no Cerrado. A presente dissertação integrou três capítulos: sendo o primeiro capítulo uma revisão sistemática da literatura sobre metodologias de construção do Índice de Qualidade do Solo (IQS) em recuperação de áreas mineradas; o segundo capítulo aborda o monitoramento em campo de técnicas de restauração em área de empréstimo por mineração de ouro no sudeste do Brasil (Paracatu, Minas Gerais); e o terceiro trata do desenvolvimento de um Índice de Qualidade da Recuperação (IQR) específico por médio da análise de 38 atributos do solo e três da vegetação em áreas de empréstimo e pilhas de estéril com históricos do processo de recuperação. A revisão sistemática indicou a predominância do modelo aditivo ponderado (81%) e o uso do Conjunto Mínimo de Dados (MDS), obtido via Análise de Componentes Principais (ACP), em 65% dos estudos. As funções de pontuação mais utilizadas foram as sigmoidais (35%), e 54% das pesquisas adotaram ecossistemas nativos como referência. Os atributos químicos foram os mais recorrentes nos IQS, com destaque para pH, matéria orgânica, fósforo e potássio, enquanto os indicadores biológicos, apesar de sua alta sensibilidade ao estresse ecológico, ainda são pouco utilizados. A avaliação de campo, realizada entre 14 e 15 anos após a implantação das técnicas de restauração, identificou 29 espécies pertencentes a 17 famílias em três áreas restauradas (A4, A5 e A6), comparadas a dois ecossistemas de referência: uma fitofisionomia de Cerrado stricto sensu e uma pastagem com Uruchloa sp. A combinação do plantio de mudas com as técnicas de enriquecimento e transposição de topsoil promoveu, após 15 anos, promoveu aumentos na densidade de indivíduos, na diversidade e na riqueza de espécies lenhosas nativas do Cerrado nas áreas em processo de restauração. Essas áreas se caracterizaram por indicadores ecológicos positivos e níveis de estoques de carbono similares aos do Cerrado nativo. A similaridade florística entre as áreas A4 e A6 reforça a importância de alinhar os indicadores aos objetivos específicos da restauração. O desenvolvimento do IQR, realizado na mesma área de estudo, envolveu três áreas de empréstimo e duas áreas de disposição de estéril: uma com (PAF) e outra sem (NAF) material com potencial de geração de drenagem ácida. A seleção do conjunto mínimo de dados por meio de ACP revelou predominância de atributos químicos (74%). As áreas A4, A5, A6 e NAF apresentaram valores de IQR entre 0,81 e 0,87 em comparação com o Cerrado de referência, evidenciando avanços nos processos de recuperação em direção à restauração ecológica. Em contrapartida, a área PAF apresentou valor inferior (IQR < 0,38), associado ao potencial de geração de drenagem ácida e aos elevados teores de elementos potencialmente tóxicos. A integração dos resultados demonstrou que o IQR é uma ferramenta promissora para o monitoramento da recuperação de áreas mineradas, sendo essencial adaptar sua aplicação aos objetivos locais de recuperação e incorporar indicadores biológicos e vegetais. O IQR desenvolvido demonstrou eficácia como ferramenta de monitoramento ambiental, com a biomassa lenhosa emergindo como um componente-chave do índice, contribuindo significativamente para o aprimoramento das práticas de recuperação de áreas degradadas pela mineração no Cerrado. Palavras-chave: Índice de Qualidade do Solo; Índice de Qualidade de recuperação; restauração ecológica; Cerrado; monitoramento ambiental; mineração; drenagem ácida.Mining land reclamation in the Cerrado biome poses significant technical and ecological challenges, especially considering the economic importance of mining activities in Brazil and the need to align them with the Sustainable Development Goals (SDGs). This study adopted a holistic approach to assessing and monitoring environmental recovery in mined areas, integrating a systematic review of methodologies, an evaluation of restoration techniques, and the development of bespoke monitoring tools. The aim was to propose a robust, comprehensive and scientific approach to managing the recovery of these areas in the Cerrado. The dissertation comprises three chapters. The first chapter is a systematic literature review of methodologies for constructing the Soil Quality Index (SQI) in the recovery of mined areas. The second chapter addresses field monitoring of restoration techniques in an area affected by gold mining in south-eastern Brazil (Paracatu, Minas Gerais). The third chapter deals with developing a bespoke Recovery Quality Index (RQI) by analysing 38 soil attributes and three vegetation attributes in borrow areas and waste rock piles with various recovery records. The systematic review revealed that the weighted additive model and the Minimum Data Set (MDS) obtained via Principal Component Analysis (PCA) were used in 81% of the studies. The most commonly used scoring functions were sigmoidal (35%), and 54% of studies used native ecosystems as a reference. Chemical attributes were the most frequently used in SQIs, especially pH, organic matter, phosphorus and potassium. Biological indicators, despite being highly sensitive to ecological stress, were underutilised. The field evaluation, conducted 14–15 years after the restoration interventions were carried out, identified 29 species belonging to 17 families in the three restored areas (A4, A5, and A6), compared to two reference ecosystems: strict Cerrado and Uruchloa sp. pasture. Combining seedling planting with enrichment and topsoil transposition techniques increased the density, diversity and richness of native Cerrado woody species after 15 years of restoration. These areas exhibited positive ecological indicators and carbon stock levels comparable to those of the native Cerrado. The floristic similarity between areas A4 and A6 emphasises the importance of aligning indicators with specific restoration objectives. The RQI development, which was conducted in the same study region, involved three borrow areas and two waste disposal sites: one with acid drainage potential (PAF) and one without (NAF). Selecting the minimum dataset using PCA revealed a predominance of chemical attributes (74%). Areas A4, A5, A6 and NAF exhibited RQI values ranging from 0.81 to 0.87 compared to the native Cerrado, indicating progress in ecological restoration. In contrast, area PAF presented a much lower RQI value of less than 0.38, which is associated with its acid drainage potential and high levels of potentially toxic elements. The integrated results demonstrated that the RQI is a promising tool for monitoring the recovery of mined areas. However, it should be adapted for use with local restoration goals, incorporating more biological and vegetation indicators. The developed RQI proved effective as an environmental monitoring tool, with woody biomass emerging as a key component of the index. These findings will significantly improve restoration practices in areas degraded by mining in the Cerrado. Keywords: recovery of mined areas ; soil quality index; recovery quality index; ecological restoration; Cerrado; environmental monitoring; acid drainage.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - (CNPQ)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG
Comparative analysis of tractor performance: impact of project tropicalization on traction capacity and fuel consumption
Get PDFCom esse trabalho, objetivou-se analisar comparativamente o desempenho de tratores agrícolas, investigando o impacto da tropicalização do projeto na capacidade de tração e no consumo de combustível. Para a pesquisa, utilizou-se o software de simulação Traction, desenvolvido para simular o desempenho de tratores em diferentes condições. Na metodologia foi empregada uma abordagem quantitativa, com base em simulação computacional, dividida em duas etapas principais: validação do modelo e análise comparativa sob condições tropicalizadas. A validação do modelo Traction foi realizada comparando os resultados simulados com dados de testes oficiais do Nebraska Tractor Test Laboratory (NTTL). Observou-se que o modelo foi eficiente na predição da força de tração, embora tenha apresentado desvios na patinagem e potência. Esses desvios foram encontrados principalmente porque o modelo foi desenvolvido para simular a tração em solo e não em superfície de concreto, como são as pistas utilizadas em testes de tratores. Essas variações foram discutidas e justificadas, reforçando a aplicabilidade do modelo para o objetivo proposto. Após validado, foram analisados três modelos de tratores (John Deere 9R 490, FENDT 700 VARIO Gen7 e John Deere 8R370) sob condições tropicalizadas, utilizando dados de catálogos brasileiros. As adaptações de tropicalização, como alterações no rodado, nas características do motor (torque e rotação) e aumento de peso, foram identificadas como fatores-chave que influenciam o desempenho. Os resultados das análises comparativas entre os tratores originais e tropicalizados indicaram que essas modificações, na rotação, no tipo de rodado e no tamanho das rodas, melhoraram a eficiência tratória e o consumo de combustível para as condições operacionais brasileiras, demonstrando a relevância da tropicalização para a adequação dos tratores ao mercado local. Palavras-chave: Máquinas agrícolas; Simulação computacional; Tração; Consumo de combustível; Teste de tratores.This study aimed to comparatively analyze the performance of agricultural tractors, investigating the impact of project tropicalization on traction capacity and fuel consumption. The research employed the Traction simulation software, developed to simulate tractor performance under different conditions. A quantitative approach based on computational simulation was used in the methodology, divided into two main stages: model validation and comparative analysis under tropicalized conditions. The Traction model was validated by comparing simulated results with official test data from the Nebraska Tractor Test Laboratory (NTTL). It was observed that the model was effective in predicting traction force, although deviations were noted in wheel slip and power. These deviations were mainly attributed to the fact that the model was developed to simulate traction on soil, rather than on concrete surfaces like those used in tractor test tracks. These variations were discussed and justified, reinforcing the applicability of the model for the intended purpose. Once validated, three tractor models (John Deere 9R 490, FENDT 700 VARIO Gen7, and John Deere 8R370) were analyzed under tropicalized conditions using data from Brazilian catalogs. The tropicalization adaptations, such as changes in the wheel configuration, engine characteristics (torque and RPM), and increased weight, were identified as key factors influencing performance. The results of the comparative analyses between the original and tropicalized tractors indicated that these modifications, in engine speed, wheel type, and wheel size, improved traction efficiency and fuel consumption under Brazilian operating conditions, demonstrating the relevance of tropicalization in adapting tractors to the local market. Keywords: Agricultural machinery; Computer simulation; Traction; Fuel consumption; Tractor testing
Cloning, expression, and production of recombinant seminal plasma proteins from bovines for potential use in frozen semen extender
Get PDFA criopreservação de sêmen ainda representa um desafio significativo para a reprodução de diversas espécies de interesse zootécnico, especialmente devido às diferenças naturais na criotolerância dos gametas entre elas. Embora o plasma seminal seja removido durante o processo de criopreservação, vários estudos têm destacado seus efeitos benéficos sobre a proteção espermática, principalmente devido à presença de proteínas com propriedades protetoras. Diante disso, a utilização de proteínas recombinantes derivadas do plasma seminal de espécies com maior tolerância ao congelamento, como os bovinos, surge como uma alternativa promissora para melhorar a qualidade do sêmen de espécies mais sensíveis à criopreservação. O objetivo deste estudo foi produzir, expressar e purificar as proteínas recombinantes Binder of sperm protein (BSP5), Espermadesina (SPAD1) e Osteopontina (OPN) do plasma seminal bovino, espécie utilizada como modelo em razão de sua reconhecida tolerância à criopreservação. Foram testadas diferentes cepas da bactéria Escherichia coli utilizando o vetor de expressão pET28a. A expressão foi realizada em pequena e larga escala, seguida de purificação por cromatografia de afinidade em coluna de níquel, utilizando o sistema ÄKTA Start. A pureza das proteínas foi avaliada por eletroforese em gel de poliacrilamida, a concentração determinada pelo método Qubit, e a identidade confirmada por Western blotting. A cepa Arctic Express apresentou os melhores resultados para a expressão das proteínas recombinantes escolhidas. As proteínas BSP5 e SPAD1 foram produzidas, expressas e purificadas com sucesso, sendo obtidas em concentrações satisfatórias. No entanto, não foi possível expressar a proteína recombinante OPN. Os resultados obtidos mostraram que a metodologia empregada foi eficaz para a produção, expressão e purificação das proteínas BSP5 e SPAD1. Palavras-chave: proteína recombinante; osteopontina; espermadesina 1 criopreservação; espermatozoide;Semen cryopreservation remains a significant challenge for the reproduction of various livestock species, especially due to natural differences in gamete cryotolerance among them. Although seminal plasma is typically removed during the cryopreservation process, several studies have highlighted its beneficial effects on sperm protection, mainly due to the presence of proteins with protective properties. In this context, the use of recombinant proteins derived from the seminal plasma of species with higher cryotolerance, such as cattle, emerges as a promising alternative to improve semen quality in more cryosensitive species. The aim of this study was to produce, express, and purify the recombinant proteins Binder of Sperm Protein (BSP5), Spermadhesin (SPAD1), and Osteopontin (OPN) from bovine seminal plasma, a species used as a model due to its recognized tolerance to cryopreservation. Different strains of Escherichia coli were tested using the pET28a expression vector. Protein expression was performed on small and large scales, followed by affinity chromatography purification using a nickel column on the ÄKTA Start system. Protein purity was assessed by polyacrylamide gel electrophoresis, concentration was determined using the Qubit method, and identity was confirmed by Western blotting. The Arctic Express strain showed the best results for the expression of the selected recombinant proteins. BSP5 and SPAD1 proteins were successfully produced, expressed, and purified, and obtained in satisfactory concentrations. However, the expression of recombinant OPN was not successful. The results demonstrated that the methodology employed was effective for the production, expression, and purification of BSP5 and SPAD1 proteins. Keywords: recombinant spermadesin1 protein; cryopreservation; spermatozoa; osteopontinCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - (CNPQ)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG
Prospecting yeasts from national biomes for the production of biosurfactants from soybean molasses as byproduct
No full textOs biossurfactantes são substâncias tensoativas de estrutura anfifílica capazes de reduzir as tensões superficiais e interfaciais e alterar as propriedades da superfície celular bacteriana. Podem ser produzidos a partir de microrganismos utilizando como substratos alternativos subprodutos industriais e fontes renováveis, o que aumenta sua potencial viabilidade, mas traz diversos desafios técnicos. As espécies de leveduras Starmerella bombicola e Meyerozyma guilliermondii são reconhecidas pelo potencial de produção dessas biomoléculas e são consideradas seguras para consumo, permitindo a aplicação dos biossurfactantes obtidos de seu metabolismo nas indústrias alimentícia e farmacêutica como alternativas aos surfactantes de origem petroquímica. Portanto, este projeto visou explorar a biodiversidade brasileira em busca de cepas de leveduras produtoras de biossurfactantes e de alto rendimento produtivo em melaço de soja, um substrato de baixo custo e amplamente disponível, no contexto da rede mineira Soja+. Para alcançar esses objetivos, leveduras das espécies S. bombicola e M. guilliermondii isoladas do ecossistema brasileiro potencialmente produtoras de biossurfactantes foram cultivadas em meio mínimo de sais suplementado com óleo de soja e o sobrenadante resultante foi avaliado quanto à atividade surfactante por meio dos testes CTAB - azul de metileno, colapso de gota e espalhamento de óleo. O extrato bruto foi avaliado quanto a capacidade emulsificante e ação antimicrobiana. As cepas que apresentaram melhor desempenho foram selecionadas para cultivo em meio contendo melaço de soja como fonte de carbono hidrofílico, variando a fonte de carbono hidrofóbico (óleo de soja ou de girassol), sendo monitorados os parâmetros cinéticos, o crescimento celular e o consumo de açúcares redutores. Os resultados indicaram que o melaço de soja promoveu maior produtividade e rendimento celular em comparação à glicose, favorecendo também o alcance mais rápido da concentração celular máxima. Adicionalmente, promoveu o espalhamento de óleo significativamente superior (4,29 ± 0,13 cm), antes da fermentação, sugerindo a presença de compostos tensoativos naturais, como saponinas. Esses achados reforçam o potencial do melaço de soja como substrato alternativo, contribuindo para a valorização de resíduos e a bioeconomia circular. As cepas de S. bombicola demonstraram ser promissoras para a produção sustentável de biossurfactantes. Palavras-chave: Melaço de soja ; Starmerella bombicola; Soforolipídeos; Meyerozyma guilliermondii; FermentaçãoBiosurfactants are surface-active substances with amphiphilic structure capable of reducing surface and interfacial tensions and altering the properties of the bacterial cell surface. They can be produced by microorganisms using industrial by-products and renewable sources as alternative substrates, which enhances their potential viability but presents several technical challenges. The yeast species Starmerella bombicola and Meyerozyma guilliermondii are recognized for their potential in biosurfactant production and are considered safe for consumption, allowing the application of these microbial biomolecules in the food and pharmaceutical industries as alternatives to petrochemical-derived surfactants. This project aimed to explore Brazilian biodiversity in the search for biosurfactant-producing yeast strains with high production yields using soy molasses, a low-cost and widely available substrate, within the context of the Soja+ research network in Minas Gerais. To achieve these goals, yeasts from the species S. bombicola and M. guilliermondii, isolated from Brazilian ecosystems and with potential for biosurfactant production, were cultivated in a minimal salt medium supplemented with soybean oil. The resulting supernatant was evaluated for surfactant activity through CTAB–methylene blue, drop-collapse, and oil spreading tests. The crude extract was also assessed for emulsifying capacity and antimicrobial activity. The best-performing strains were selected for cultivation in a medium containing soy molasses as a hydrophilic carbon source, with variation in the hydrophobic carbon source (soybean or sunflower oil), and kinetic parameters, cell growth, and reducing sugar consumption were monitored. The results indicated that soy molasses promoted higher productivity and cell yield compared to glucose, also enabling a faster achievement of maximum cell concentration. Additionally, it exhibited significantly greater oil spreading activity (4.29 ± 0.13 cm) even before fermentation, suggesting the presence of natural surface-active compounds, such as saponins. These findings reinforce the potential of soy molasses as an alternative substrate, contributing to waste valorization and the circular bioeconomy. S. bombicola strains proved to be promising for the sustainable production of biosurfactants.Keywords: Soybean molasses; Starmerella bombicola; Sophorolipids; Meyerozyma guilliermondii; Fermentation.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
Female-headed single-parent households in Brazil and Portugal: an overview of socioeconomic vulnerability through the lens of expenditures on food, health, and education
Get PDFA presente pesquisa tem o objetivo de analisar os aspectos socioeconômicos relacionados à vulnerabilidade dos domicílios monoparentais portugueses e brasileiros referenciados por mulheres, a partir da caracterização dos gastos com alimentação, saúde e educação. Para isso, foram utilizados microdados da Pesquisa de Orçamentos Familiares (POF) e do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) e do Instituto Nacional de Estatística (INE) de Portugal. Foram desenvolvidos cinco artigos, cada um deles abordando temas específicos: caracterização socioeconômica dos domicílios monoparentais referenciados por mulheres em áreas urbanas e rurais brasileiras; impacto do Programa Bolsa Família nos gastos com alimentação dessas famílias; caracterização socioeconômica dos domicílios monoparentais referenciados por mulheres em Portugal; análise socioeconômica comparativa entre domicílios monoparentais portugueses e brasileiros referenciados por mulheres; e caracterização dos domicílios monoparentais portugueses referenciados por mulheres a partir da pandemia da COVID-19. Os resultados evidenciam múltiplas camadas de vulnerabilidade social e econômica que incidem sobre esses domicílios monoparentais referenciados por mulheres, reforçando a necessidade de políticas públicas focadas e intersetoriais. Palavras-chave: Monoparentalidade Feminina; Vulnerabilidade; Gastos essenciais; Brasil; PortugalThis research aims to analyze the socioeconomic aspects related to the vulnerability of Portuguese and Brazilian single-parent households headed by women, based on the characterization of their food, health, and education expenditures. Microdata from the Household Budget Survey (POF) and the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE) and the Portuguese National Institute of Statistics (INE) were used. Five articles were developed, each addressing specific topics: socioeconomic characterization of single-parent households headed by women in urban and rural areas of Brazil; the impact of the Bolsa Família Program on food expenditures of these families; socioeconomic characterization of single-parent households headed by women in Portugal; a comparative socioeconomic analysis between Portuguese and Brazilian single-parent households headed by women; and a characterization of Portuguese single-parent households headed by women since the COVID-19 pandemic. The results highlight multiple layers of social and economic vulnerability affecting these single-parent households led by women, reinforcing the need for focused and intersectoral public policies. Keywords: Female single parenthood; Vulnerability; Essential expenses; Brazil; PortugalCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
Fungicide sensitivity of Diaporthe spp. isolates associated with pod and grain rot of soybean
No full textA podridão de vagens e grãos (PVG) da soja, causada por espécies de Diaporthe, tornou-se um desafio a partir da safra 2019/20. Perdas financeiras de R 9.67 billion were estimated in the 2021/22 season due to PVG. Due to the low levels of resistance of the main soybean varieties to PVG, the use of fungicides has played an important role in disease management. This study evaluated the sensitivity of D. ueckeri and D. longicolla, causal agents of PVG, from six Brazilian states to nine fungicides, with five different modes of action. The sensitivity of the isolates to the active ingredients, tebuconazole, prothioconazole, ipconazole, carbendazim, thiophanate-methyl and thiram + carbendazim was evaluated with mycelial growth tests. For the active ingredients picoxystrobin and impirfluxam, the evaluation was performed by spore germination assay. The active ingredient pyraclostrobin was tested using both methodologies. Mycelial growth and spore germination data from in vitro tests were used to estimate the concentration of each active ingredient that inhibited mycelial growth or conidial germination by 50% (EC50). The sensitivity of Diaporthe to the fungicides carbendazim, ipconazole, pyraclostrobin, thiophanate-methyl and thiram + carbendazim varied depending on the infected tissue of origin of the isolate (pod or stem) and the species (D. ueckeri or D. longicolla). D. longicolla isolates were more sensitive to prothioconazole and tebuconazole compared to those of D. ueckeri. The mean EC50 of tebuconazole and prothioconazole for D. longicolla isolates was 0.44 µg/mL and 0.48 µg/mL, while for D. ueckeri it was 1.23 µg/mL and 0.95 µg/mL, respectively. Only the fungicide impirfluxam was effective in all isolates tested for conidial germination, with EC50 values ranging from 0.4 µg/mL to 2.8 µg/mL. This study established the sensitivity of D. ueckeri and D. longicolla to fungicides from several chemical groups, providing important information for the management of diseases caused by Diaporthe. Keywords: Keywords: Glycine max, Phomopsis, fungicide resistance, chemical control, management.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES
Between trenches and screens: potentialities and limitations of the pedagogical use of the game Valiant Hearts in teaching about the First World War
Get PDFA presente dissertação analisa as potencialidades e os limites do jogo digital Valiant Hearts como recurso pedagógico no ensino da Primeira Guerra Mundial. Como objetivos, buscou-se compreender de que forma suas narrativas e representações visuais, sonoras e verbais podem contribuir para a formação do pensamento histórico dos estudantes. A metodologia adotada foi de caráter qualitativo exploratório, articulando uma análise histórico-semiótica do jogo e discussões em grupo focal com professores de História do Ensino Médio. Essa estratégia permitiu confrontar as representações contidas em Valiant Hearts com a percepção crítica dos docentes. A pesquisa se ancora em autores como Andrew Feenberg, concebendo a tecnologia como fenômeno social; Marcos Napolitano, tratando sobre representações culturais ligadas à História; Lúcia Santaella, como base para análise semiótica; Lynn Alves, investigando os efeitos da gamificação na educação; e Circe Bittencourt, analisando práticas pedagógicas e o caráter formativo da disciplina de História. O estudo também dialoga com a Base Nacional Comum Curricular (BNCC), que enfatiza a inserção crítica das tecnologias digitais no ensino. Os resultados revelam que Valiant Hearts propõe uma narrativa humanizada da guerra, centrada em experiências individuais e coletivas, em contraste com a lógica de glorificação bélica comum em outros jogos. Os professores reconheceram seu potencial para promover empatia, debates e reflexões históricas, mas ressaltaram a necessidade de mediação docente e de planejamento pedagógico adequado. Conclui-se que, quando utilizado de forma crítica e integrado a outras práticas educativas, o jogo pode constituir um recurso relevante para o ensino de História e para a aprendizagem sobre a Primeira Guerra Mundial. Palavras-chave: jogos digitais; Valiant Hearts ; história; ensino de históriaThis dissertation examines the potential and limitations of the digital game Valiant Hearts as a pedagogical resource for teaching the First World War. The main objective was to understand how its narratives and visual, auditory, and verbal representations can contribute to the development of students’ historical thinking. The methodology adopted was qualitative and exploratory, combining a historical- semiotic analysis of the game with focus group discussions involving high school History teachers. This strategy allowed the representations embedded in Valiant Hearts to be confronted with teachers’ critical perspectives. The research is grounded in authors such as Andrew Feenberg, who conceives technology as a social phenomenon; Marcos Napolitano, who addresses cultural representations related to History; Lúcia Santaella, providing the basis for semiotic analysis; Lynn Alves, who investigates the effects of gamification in education; and Circe Bittencourt, who analyzes pedagogical practices and the formative role of the History discipline. The study also engages with the National Common Curricular Base (BNCC), which emphasizes the critical incorporation of digital technologies in education. The results indicate that Valiant Hearts constructs a humanized narrative of war, centered on individual and collective experiences, in contrast to the glorification of warfare commonly found in other games. Teachers recognized its potential to foster empathy, debate, and historical reflection, while highlighting the need for teacher mediation and careful pedagogical planning. It is concluded that, when critically integrated into broader educational practices, the game can serve as a valuable resource for History teaching and for learning about the First World War. Keywords: digital games; Valiant Hearts ; history ; history teachingConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG
k-anonymity-based anonymization to ensure data privacy in the internet of healthcare things
Get PDFO avanço acelerado da microeletrônica e a popularização de dispositivos da Internet das Coisas (IoT) aplicados à área da saúde (IoHT) têm impulsionado a coleta, o armazenamento e a transmissão de grandes volumes de dados sensíveis, como informações clínicas e pessoais. Embora tais dados sejam essenciais para viabilizar monitoramentos, diagnósticos e decisões médicas mais precisas, sua manipulação inadequada pode expor pacientes a riscos significativos de privacidade, resultando em violações legais e prejuízos éticos. Nesse cenário, torna-se crucial desenvolver soluções que conciliem a proteção da privacidade em conformidade com as legislações vigentes, preservando simultaneamente a utilidade dos dados, mesmo em ambientes distribuídos e heterogêneos característicos da IoHT. Para enfrentar esses desafios, esta tese propõe um framework abrangente para realizar k- anonimização de dados, fundamentado na abordagem de generalização antecipada e no agrupamento de k-membros. O framework Generalization First k-Member Clustering (GFKMC) aplica, paralelamente, a anonimização dinâmica por separatrizes a quase identificadores numéricos e a generalização hierárquica a quase identificadores categóricos. Posteriormente, para atender aos requisitos do k- anonimato, é aplicado um procedimento de reagrupamento eficiente. Os resultados demonstram a eficácia do framework GFKMC quanto à utilidade dos dados, apresentando uma perda constante de informação, em torno de 21%, para diversos valores de k, superando os métodos tradicionais em cenários que exigem níveis mais elevados de privacidade. Simultaneamente, o GFKMC garante forte proteção da privacidade ao reduzir o risco de reidentificação individual. Além disso, o GFKMC comprova sua robustez quando aplicado a modelos de aprendizado de máquina, apresentando degradação mínima nas métricas de desempenho. Essas evidências demonstram que o GFKMC equilibra de forma eficiente o compromisso entre privacidade e utilidade dos dados, tornando-o uma ferramenta valiosa para aplicação prática em ambientes IoHT. Palavras-chave: privacidade de dados; anonimização de dados; k-anonimato; aprendizado federado; ferramenta de gerenciamento de segurança; aprendizado de máquina; IoHT; IoTThe rapid advancement of microelectronics and the popularization of Internet of Healthcare Things (IoHT) devices have driven the collection, storage, and transmission of large volumes of sensitive data, such as clinical and personal information. While such data is essential for enabling more accurate monitoring, diagnosis, and medical decision-making, its improper handling can expose patients to significant privacy risks, resulting in legal violations and ethical harm. In this scenario, it is crucial to develop solutions that balance privacy protection in compliance with current legislation, while preserving data utility even in distributed and heterogeneous environments typical of the IoHT. To address these challenges, this thesis proposes a comprehensive framework for performing k-anonymization based on generalization first and k-member clustering. The Generalization First k-Member Clustering (GFKMC) framework applies dynamic anonymization by separatrices to numerical quasi-identifiers and hierarchical generalization to categorical quasi-identifiers. Subsequently, to meet the k-anonymity requirements, an efficient reclustering procedure is applied. The results demonstrate the effectiveness of the GFKMC framework in terms of data utility, yielding a consistent information loss of around 21% for various k values, outperforming traditional methods in scenarios where higher levels of privacy are required. Simultaneously, GFKMC ensures strong privacy by reducing the risk of individual re-identification. Furthermore, GFKMC proves its robustness when applied to machine learning models, achieving minimal degradation in performance metrics. These findings show that GFKMC effectively balances the trade-off between privacy and data utility, making it a valuable tool for practical application in IoHT environments. Keywords: data privacy; data anonymization; k-anonymity; federated Learning; security management tool; machine learning; IoHT; IoTCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
The behavioral repertoire of the painted tree frog Nyctimantis pomba (Anura: Hylidae) in an ex-situ environment
Get PDFA fragmentação acelerada de habitats naturais, especialmente na Mata Atlântica brasileira, representa uma das principais ameaças à biodiversidade, afetando de modo crítico anfíbios endêmicos com alcance restrito e ecologia pouco conhecida, como a perereca pintada dp rio pomba, Nyctimantis pomba. A falta de dados sobre seus padrões comportamentais e ecológicos compromete o estabelecimento de estratégias de conservação eficazes, incluindo iniciativas de manejo e reintrodução em contexto de mudanças climáticas e declínio das populações neotropicais. Este estudo buscou preencher essa lacuna por meio de observações comportamentais ex situ em cativeiro, com foco na organização social, competição intraespecífica e comportamento alimentar de N. pomba. Os resultados foram obtidos através da análise da filmagens dos indivíduos em cativeiro em duas etapas e revelaram dominância clara de um macho, que apresentou maior mobilidade, menor tempo em abrigo, maior sucesso em embates físicos e mais cópulas bem sucedidas. Além disso, juvenis mostraram elevada frequência alimentar, sugerindo uma estratégia adaptativa de crescimento. Esses achados fornecem subsídios importantes para entender as necessidades comportamentais da espécie e aprimorar protocolos de manejo ex situ, fundamentais para a conservação de populações em risco. Embora os métodos ex situ não replicarem perfeitamente as condições naturais, eles permitem controle rígido sobre fatores chave como alimentação, reprodução e interação social, sendo cruciais para a manutenção de populações reserva, especialmente quando os habitats naturais estão degradados ou fragmentados. Com apoio técnico do Centro de Conservação da Fauna de São Paulo (CECFau – SEMIL), este trabalho demonstra como observações comportamentais em ambiente controlado podem gerar conhecimento inédito capaz de embasar ações de manejo, reintrodução e conservação de N.?pomba em meio ao crescente desafio da fragmentação da Mata Atlântica e da crise global da biodiversidade. Palavras-chave: Lophyohylini; scan sampling; cativeiro; espécies ameaçadas; etologia; comportamento agonísticoThe accelerated fragmentation of natural habitats, especially in the Brazilian Atlantic Forest, represents one of the main threats to biodiversity, critically affecting endemic amphibians with restricted ranges and poorly understood ecology, such as the tree frog Nyctimantis pomba. The lack of data on their behavioral and ecological patterns compromises the establishment of effective conservation strategies, including management and reintroduction initiatives in the context of climate change and declining Neotropical populations. This study sought to fill this gap through ex situ behavioral observations in captivity, focusing on the social organization, intraspecific competition, and feeding behavior of N. pomba. The results were obtained through analysis of video footage of captive individuals in two stages, which revealed clear dominance by one male, who displayed greater mobility, shorter time in shelter, greater success in physical combats, and more successful copulations. Furthermore, juveniles showed high feeding frequency, suggesting an adaptive growth strategy. These findings provide important insights into understanding the species' behavioral needs and improving ex situ management protocols, which are crucial for conserving at-risk populations. Although ex situ methods do not perfectly replicate natural conditions, they allow for tight control over key factors such as feeding, reproduction, and social interaction, making them crucial for maintaining reserve populations, especially when natural habitats are degraded or fragmented. With technical support from the São Paulo Wildlife Conservation Center (CECFau – SEMIL), this work demonstrates how behavioral observations in a controlled environment can generate unprecedented knowledge capable of informing management, reintroduction, and conservation actions for N. pomba amid the growing challenge of Atlantic Forest fragmentation and the global biodiversity crisis. Keywords: Lophyohylini; scan sampling; captive; threatened species; ethology; agonistic behaviourFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq