[pt] Objetivo: Otimização da produção de lipases por células de Yarrowia lipolytica, através do planejamento experimental e avaliação dos aspectos metrológicos envolvidos no processo. Motivação: Embora existam muitos trabalhos na literatura que relatem a produção de lipases por microrganismos, poucos abordam a otimização do processo através do planejamento experimental e nenhum deles considera o rigor metrológico e a estimativa da incerteza de medição. Contextualização: As enzimas lipases serão objeto de estudo por apresentarem grande versatilidade de aplicações e por serem produzidas por muitos microrganismos. As leveduras, no entanto, apresentam inúmeras vantagens operacionais sobre os demais microrganismos e entre elas foi selecionada uma cultura de Yarrowia lipolytica, isolada no Brasil. A produção de lipases depende de muitas variáveis, como temperatura, pH, concentração da fonte de carbono e nitrogênio, inóculo, entre outras. Nos processos de fermentação, onde há interação entre estas variáveis e a influência de cada uma é importante, é essencial estabelecer um método que considere estas interações, e otimize as condições experimentais para obtenção de melhores resultados. A confiabilidade metrológica do processo é de fundamental importância uma vez que diferenças significativas nos resultados são evidenciadas, principalmente em escala industrial. Metodologia: Dez experimentos foram planejados através do método D-optimal nos quais foram variadas as concentrações da fonte de carbono, da fonte de nitrogênio e de inóculo. A estimativa da incerteza de medição da atividade lipásica foi feita com base nas recomendações do Guia para Expressão da Incerteza de Medição (GUM) e do Guia CG 4 publicado pela EURACHEM. Resultados: A maior atividade lipásica obtida foi de 4815 U/L (80,3 (mi)kat/L) com incerteza expandida de 137 U/L (2,3 (mi)kat/L), nas seguintes condições: 0,5% de óleo de oliva (fonte de carbono), 0,7% de peptona (fonte de nitrogênio) e 10 mg/mL de inóculo. Em termos de produtividade volumétrica, tais condições forneceram o valor de 69,28 U/L h. Conclusões: Com estes resultados, foi possível concluir que a utilização do planejamento D-optimal favoreceu a produção em agitador de frascos, já que foi atingida uma atividade lipásica superior às alcançadas anteriormente por outros autores sem otimização, em frascos agitados (2700 U/L) ou em fermentador (4240 U/L). Sugere-se a produção de lipases por células de Yarrowia lipolytica, nas condições citadas acima, com vistas à obtenção de materiais de referência certificados, desde que estudos posteriores de purificação e estabilidade da lipase obtida sejam feitos. / [en] Objective: Optimization of lipase production by Yarrowia lipolytica cells through experimental design and evaluation of metrological aspects related to process. Motivation: Although several published papers are found describing lipase production by microorganisms, few of them refer to process optimization through experimental design and none of them refer to metrological evaluation and the estimate of the uncertainty in measurement. Context: Microbial lipases are an important group of biotechnologically valuable enzymes that present widely diversified catalytic properties. The interest in production of these versatile enzymes increased significantly, due to the vast amplitude of their industrial applications. There are many microorganisms able to produce lipases, but yeasts present some operational advantages compared to other microorganisms, and for this reason a strain of Yarrowia lipolytica was used in this work. A serie of factors, individually or in association, can affect production of such substances leading to different levels of product concentration and productivity. Empirical studies have been traditionally used to determine the effect of these factors on process parameters. A possible approach is to vary one factor while keeping the other at a constant level, but this approach is time consuming, does not include the interaction effects among variables, and does not necessarily lead to optimized results. Nowadays, different strategies are employed to optimize production parameters. These strategies not only allow process optimization but can also establish the dependent and independent variables. Methodology: Ten experiments were planned with the D-optimal design in which concentrations of inoculum, carbon source and nitrogen source were changed. The estimate of the uncertainty in measurement of the lipase activity was developed based on the Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) and on the Guide CG 4 published by EURACHEM. Results: The highest lipolytic activity obtained was 4815 U/L (80,3 (mi)kat/L) with an expanded uncertainty of 137 U/L (2,3 (mi)kat/L), under the following conditions: 0.5% of olive oil (carbon source),0.7% of peptone (nitrogen source) and 10 mg/mL of inoculum. In terms of volumetric productivity, these conditions provided 69.28 U/L h. Conclusions: It is possible to conclude that the D-optimal design usage enhanced lipase production in shaken-flasks. Moreover the activity obtained in this work was higher than others previously reported with the same microorganism, without experimental design, in shaken-flasks (2700 U/L) or even in bench-fermenter (4240 U/L). The production of lipases by Yarrowia lipolytica cells aiming the classification as certified reference material can be recommended after further purification and stability studies.

[pt] Tendo em vista que as normas existentes não apresentam uma metodologia em relação à calibração de medidores tipo turbina e a determinação da incerteza de medição do volume deslocado de gases neste medidor, este trabalho apresenta uma metodologia para sistematizar os processos de calibração. Para isso, foi utilizado uma bancada de calibração com uma turbina. Com os dados obtidos nos testes foi possível processar os resultados obtidos para a determinação das incertezas de medição das variáveis envolvidas e avaliar o desempenho do medidor. Os dados experimentais de temperatura, pressão e rotação da turbina foram obtidos para ar com uma bancada já existente em um laboratório de calibração, tanto para a turbina master como para o objeto, e os resultados obtidos neste estudo estão sendo utilizados para sua acreditação junto à Rede Brasileira de Calibração (RBC). Os procedimentos de teste foram desenvolvidos a partir de normas existentes, especificação dos equipamentos e seu desempenho, em condições que permitissem a otimização da incerteza de medição, calculada de acordo com o ISO GUM. Assim, foi mostrado que a incerteza de medição de volume com a turbina de teste decresce quando o volume de gás utilizado aumenta, até um valor aproximadamente constante, definindo sua condição de calibração. Finalmente, uma metodologia foi desenvolvida para determinar o fator da turbina (K-factor) como uma função contínua do volume indicado pela turbina de teste ao longo da sua faixa de utilização, simplificando o procedimento a ser utilizado. / [en] Due to the fact that the existing standards don´t have a methodology related to the calibration of turbine meters and determination of the measurement uncertainty of the displaced gas volume in this meter, this research presents a methodology for standardizing the calibration processes. It was made possible by the use of a turbine based calibration rig. By processing the data acquired during the tests, it was possible to determine the measurement uncertainty of the involved variables and to evaluate the meter performance. Its temperature and pressure, together with the turbine speed, were measured in an existing rig of a calibration laboratory, for both master and test turbines, and the results are being used to accredit the laboratory to the Brazilian Calibration Network (RBC). The test procedures were developed from existing standards for similar testes, equipment specification and performance, and test conditions that allow the optimization of the uncertainty of measurement, in accordance to ISO GUM. This way, it was shown that the uncertainty of measurement of volume with the test turbine decreases when the gas volume increases, up to an approximately constant value, which determines the calibration condition. Finally, a methodology was developed to determine the turbine calibration factor (K-Factor) as a continuous function of the indicated value by the teste turbine along its operation range, simplifying the procedure to be used.

Orientador: José Paulo Fernandes Garcia / Banca: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira / Banca: Falcondes José Mendes de Seixas / Banca: Cristiano Quevedo Andrea / Banca: Ivan Nunes da Silva / Resumo: Neste trabalho investiga-se a capacidade de uma rede neural artificial, com ajustes de pesos em tempo real, executar o controle de sistemas por meio de uma estrutura de rastreamento de sinais em três contextos: inicialmente em uma série de sistemas lineares e não-lineares; em um segundo momento, a rede neural é utilizada no controle de sistemas sujeitos a incertezas paramétricas; e por fim, no controle de máquinas elétricas que podem ou não estar sujeitas a variações paramétricas, incertezas e perturbações lineares e não-lineares. Na primeira aplicação da rede neural artificial verifica-se o desempenho de rastreamento de sistemas lineares de 1 a , 2 a e 3 a ordens controlados em malha fechada por meio de simulações computacionais. Nesse sentido, calcula-se um índice de desempenho utilizando a integral do valor absoluto do erro (IAE - Integral of the Absolute Magnitude of the Error). Esse índice indica a proximidade da saída real do sistema com relação ao sinal de referência. Essa estrutura rastreadora de sinais poderá funcionar conjuntamente com controlador clássico Proporcional, Integral e Derivativo (PID). Testes são realizados utilizando controladores com estrutura variável e modos desli- zantes, os quais, são estratégias robustas às incertezas paramétricas do tipo casadas, todavia não apresentam o mesmo comportamento no que tange às incertezas do tipo não casadas. Dentro desse contexto, apresenta-se uma estratégia de controle utilizando redes neurais artificiais em conjunto com modos deslizantes para reduzir as influências de quaisquer tipos de incertezas e perturbações. A eficácia da estrutura de controle proposta é verificada por meio de simulações computacionais considerando um modelo de eixo lateral de um avião L-1011 em condições de voo. O controle de máquinas elétricas é realizado inicialmente em motor de corrente contínua e posteriormente em motor ... / Abstract: This thesis investigates the ability of an Artificial Neural Network (ANN), with real-time adjustable weights, to execute the control systems through a tracking structure for signals in three applications: in a series of linear and non-linear systems; to control systems subject to parametric uncertainties; and to control electrical machines that may be subject to linear and nonlinear disturbances and uncertainties. In the first application of ANN, it is verified the per- formance of tracking signals in systems of 1 st , 2 nd and 3 rd order through computer simulations results. In this regard, it estimates a performance index using the Integral of the Absolute va- lue of the Error (IAE), which indicates the difference between the system real output and the reference signal value. The proposed structure with the neural network is able to work with clas- sical compensators, the proportional, integral and derivative (PID) controller. Evaluation tests are performed using controllers with variable structure and sliding mode. This strategies pre- sents robustness to a class of parametric uncertainties, called matched parametric uncertainty. However, this technique is not robust related to unmatched uncertainty class. Thus, in this paper a control strategy is proposed based on ANN through sliding mode control technique to mini- mize the uncertainties and disturbances effects. In order to show the effectiveness of proposed method, simulation results are performed using a lateral axis model of an L-1011 in cruise flight conditions subject to the uncertainties and external disturbances. Initially, it is accompli- shed of direct current (DC) motors, and after that, the technique is applied to alternating current (AC) motors (three-phase induction). Through the combination of PID controller and ANN, some evaluations tests are performed in DC motors. The performance of induction motor has been addressed ... / Doutor

O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito da incerteza a respeito da direção do deslocamento de um alvo na estratégia visual e controle motor em uma tarefa de interceptação. Participaram do Experimento I 17 voluntários, executando movimentos manuais interceptativos de um alvo virtual projetado em uma tela de LCD. A tarefa interceptativa foi executada com um mouse sem fio. Os participantes foram submetidos a três condições experimentais em duas velocidades: (1) certeza de descolamento com direção inicial do alvo inalterada, (2) 50% de incerteza de mudança na direção de deslocamento do alvo, e (3) certeza de mudança na direção de deslocamento do alvo. Participaram do Experimento II 20 voluntários destros diferentes dos do experimento anterior, que executaram a mesma tarefa descrita no Experimento I. Dez voluntários integraram o grupo que recebeu informação prévia sobre a probabilidade de deslocamento do alvo antes de cada série de tentativas (INF), e os demais integraram o grupo que não recebeu informação prévia (SI). Ambos os grupos foram submetidos a três condições de avaliação: (1) 25% de certeza de mudança na direção do alvo, (2) 50% de certeza de mudança na direção do alvo, e (3) 75% de certeza de mudança na direção do alvo. Os resultados revelaram que o comportamento visual é modulado pela velocidade e incerteza sobre o deslocamento do alvo. Foi encontrado também que o conhecimento prévio sobre a probabilidade de deslocamento do alvo influenciou a estratégia visual utilizada e o desempenho da interceptação. Comportamentos preditivos foram evidenciados tanto no comportamento visual quanto no motor / The present study aimed to evaluate the effect of uncertainty about direction of target displacement on the visual strategy and motor control in an interception task. Seventeen volunteers participated of Experiment I. They performed interceptive manual movements of a virtual target projected on a LCD screen. The task was performed with a wireless mouse. Participants were submitted to three experimental conditions in two speeds: (1) certainty about unchanged initial target displacement direction, (2) 50% of uncertainty about change of target displacement direction, and (3) certainty about change of initial target displacement direction. Twenty volunteers different from Experiment I participated of Experiment II. Participants performed the same task described in the first experiment. Ten volunteers were assigned to a group which received prior information about the probability of displacement of the target before each condition (INF), and the others were assigned to a group that received no prior information (SI). The groups were evaluated in three conditions: 25%, 50% and 75% of uncertainty about change of target direction. Results of this study revealed that visual behavior is modulated by target speed and uncertainty about the target\'s motion. We also found that prior knowledge about the probability of the target\'s movement influenced the visual strategy used and the performance of the interception. Predictive behaviors were evidenced in both the visual and motor behavior

Este trabalho teve como objetivos estabelecer os protocolos para o cálculo de incertezas de medição e a interpretação dos resultados de monitoração do Laboratório de Monitoração In Vivo (LMIV). Especificamente, o trabalho visou quantificar a contribuição dos fatores de influência para o cálculo de incertezas, e estabelecer a incerteza nas medidas. Foram utilizados dois detectores cintiladores de iodeto de sódio ativados com tálio (NaI:Tl) que possuem dimensões de 8x4\" (detector de corpo inteiro) e 3x3\" (detector de tireóide), um analisador multicanal EG&G Ortec, modelo 920E, e um microcomputador onde os espectros são adquiridos, analisados e armazenados com o auxílio do programa Renascence32, Ortec. As medições foram realizadas utilizando-se o objeto simulador antropomórfico do Alderson Research Labs. O radionuclídeo de interesse adotado para este estudo foi o 137Cs. Foram estudadas as influências dos fatores operador, geometria de medição, condições ambientais, flutuações eletrônicas com o tempo e baixa atividade. A análise das incertezas resultou em uma incerteza combinada relativa de 15,7% para o sistema 8x4\" e 9,8% para o sistema 3x3\". Estes valores foram obtidos seguindo os princípios recomendados no Guia para Expressão da Incerteza de Medição (GUM) da Joint Committee for Guides in Metrology (JCGM). / This work aimed to quantify the contribution of influence factors for the calculation of uncertainties and establish the uncertainties in the measurements of the In Vivo Monitoring Laboratory (LMIV). The materials used were used: two scintillator detectors of sodium iodine activated with thallium (NaI:Tl), with the dimension of 8x4\" (whole body detector) and 3x3\" (thyroid detector), an EG&G Ortec, model 920E multichannel analyzer and a microcomputer, where the spectra are acquired, analyzed and stored, with the support of Ortecs software, Renascence32. The measurements were carried out using the anthropomorphic simulating object from Alderson Research Labs. The targeted radionuclide adopted for this study was 137Cs. The influence factors were operator, measurement geometry, environmental conditions and Electronic fluctuations over time. The analysis of the uncertainties resulted in a relative combined uncertainty of 15.7% for the 8x4\" system and 9.8% for the 3x3\" system. These values were obtained following the Guide for Expression of Uncertainty in the Measurement, (GUM) of Joint Committee for Guides in Metrology (JCGM).

O objetivo deste trabalho é averiguar a existência de incremento de acurácia nos modelos de previsão das diferentes categorias de consumo das famílias nos EUA ao se considerar a incerteza macroeconômica como variável explicativa. Grande parte dos trabalhos existentes na literatura consideram o índice da pesquisa de sentimento do consumidor da Universidade de Michigan ou a confiança do consumidor do Conference Board como variáveis alternativas capazes de antecipar o comportamento do consumo das famílias. Como se tratam de entrevistas que podem carregar parcialidade nas respostas e que não estão estritamente ligadas aos movimentos da incerteza, propomos a utilização de uma medida que agregue econometricamente as variações da incerteza macroeconômica, de tal forma que nossos modelos contenham informações mais refinadas sobre o comportamento da economia. A proposta e comparar o poder preditivo de quatro grupos de modelos econométricos para três horizontes temporais distintos (um, três e doze meses à frente). Para tal, consideramos a utilização do método de avaliação conjunta de superioridade preditiva, o Model Confidence Set. Os resultados obtidos apontam para a existência de contribuição preditiva ao incluir uma variável de incerteza macroeconômica para a previsão do consumo, em especial nos modelos de previsão um passo (mês) à frente. / The aim of this work is to verify the existence of an increase in forecasting models accuracy of different categories of household consumption in USA when considering macroeconomic uncertainty as an explanatory variable. Much of the work in the literature considers the University of Michigan Consumer Sentiment Survey Index or Conference Board Consumer Confidence as alternative variables capable of anticipating household consumption behavior. Because these indexes are composed of interviews that may carry a certain amount of bias in responses and are not strictly linked to the movements of uncertainty, we propose the use of a measure that econometrically adds variations of macroeconomic uncertainty, so that our models contain more refined information on the behavior of the economy. The proposal is to compare the predictive power of four groups of econometric models for three distinct time horizons (one, three and twelve months ahead). For this, we consider the use of the joint evaluation method of predictive superiority, Model Confidence Set. The results obtained point to the existence of a predictive contribution by including a macroeconomic uncertainty variable for consumption forecast, especially in the one step (month) ahead forecast models.

O biodiesel é um combustível renovável composto por ésteres alquílicos obtidos a partir de óleos vegetais e/ou gorduras animais. É um produto que devido a sua composição, é susceptível a reações de oxidação, comprometendo assim sua qualidade e a adequação ao uso. Como prevenção de problemas decorrentes de sua oxidação, e também para adequação do produto aos requisitos de qualidade, produtores de biodiesel têm utilizado rotineiramente antioxidantes sintéticos em seus processos de obtenção de biodiesel. Estudos recentes têm apontado o TBHQ (tert-butil hidroquinona) como antioxidante sintético de melhor desempenho para biodiesel, mas além deste antioxidante, produtores nacionais têm adotado também o BHT (butil hidroxitolueno). Entretanto, ainda não há método analítico difundido entre os agentes econômicos envolvidos com a cadeia do biodiesel para a quantificação dos antioxidantes sintéticos para produtos finalizados. Esta determinação, em princípio, pode ser uma ferramenta importante em estudos que confrontam a oxidação do biodiesel com a concentração de determinado antioxidante que tenha sido adicionado quando da sua produção, ao longo de períodos de armazenamento; também em estudos que avaliem possíveis impactos ambientais causados pela utilização desses produtos, que apresentam toxicidade comprovada e possuem teores controlados pelo Ministério da Saúde para a indústria alimentícia. Dentre as técnicas analíticas utilizadas no desenvolvimento de métodos para quantificação dos antioxidantes sintéticos, destacam-se a voltametria (especificamente para TBHQ) e cromatografia líquida, mas ainda sem apresentarem um potencial de uso em larga escala pelos agentes de mercado. Neste trabalho, foi utilizada cromatografia em fase gasosa para o desenvolvimento de um novo método para a quantificação de TBHQ e BHT usados pelos produtores de biodiesel. Inicialmente, foram feitos testes com os antioxidantes fornecidos por um produtor, para verificação de seu uso como padrões de calibração, por meio de cromatografia gasosa com detecção por espectrômetro de massas. Em seguida, realizou-se o desenvolvimento do método propriamente dito, por cromatografia gasosa com detector de ionização por chama. O método então foi otimizado, verificando-se possíveis limitações em relação às amostras analisadas, e então validado, conforme parâmetros previstos em protocolos internacionais. Na validação foram empregados métodos estatísticos pertinentes ao método desenvolvido, e os resultados de validação foram criticamente analisados segundo critérios de aceitação previamente estabelecidos. Destaque para valores de recuperação que oscilaram entre 92% e 106%. Foi também estimada a incerteza de medição, ao longo da faixa de trabalho, utilizando conceitos apresentados em guias internacionais de estimativa de incerteza de medição. Foi verificado que o modelo de regressão linear escolhido pode ter impacto direto nos valores de incerteza de medição, que oscilaram entre 1% e 40% dependendo da região da faixa de trabalho. O método então foi testado quanto à sua aplicabilidade, em amostras comerciais, e relacionando-se os resultados obtidos com os valores de estabilidade à oxidação dessas amostras. Aqui, o TBHQ também apresentou o melhor desempenho para adequação do biodiesel às especificações de qualidade, confirmando os dados disponíveis na literatura. / Biodiesel is a renewable fuel composed by alkyl esters generated from vegetable oils and/or animal fats. It´s a susceptible product to oxidation reactions because its composition, thus compromising their quality and use. Currently, biodiesel manufacturers have used synthetic antioxidants in production processes, as prevention to oxidation problems, also as product adjustment to quality requirements. Recent studies have indicated TBHQ (tertbutyl hydroquinone) as the synthetic antioxidant with the best performance for biodiesel, but beyond this antioxidant, national manufacturers have also adopted the BHT (butylated hydroxytoluene). However, there is not a currently analytical method widespread among the economic agents involved in the chain of biodiesel for the quantification of synthetic antioxidants to finished products. At first, this determination can be an important tool to make advance to studies which check the relationship between biodiesel oxidation and the used antioxidant concentration, added in biodiesel production, at long biodiesel storage times. This determination, in principle, can be an important tool in studies which compare the oxidation of biodiesel with the concentration of a particular antioxidant which has been added at the time of its production, over periods of storage, also in studies to assess possible environmental impacts the use of these products, which have proven toxicity levels and possess controlled by the Ministry of Health for the food industry. Among the analytical techniques used in the development of methods for quantification of synthetic antioxidants, stand out voltammetry (specifically for TBHQ) and liquid chromatography, but still without presenting a potential for widespread use by the market agents. In this work, the gas chromatography was used as a new method development for TBHQ and BHT antioxidants (available in biodiesel manufacturers) determination. Initially, tests with antioxidants provided from a manufacturer were carried out, to verify their using as calibration standards conditions, performed by gas chromatography with mass spectrometer detector. Then, there was the development of the method itself, by gas chromatography with flame ionization detector. Then the method was optimized, verifying possible limitations on samples, and validated according to international protocols parameters provided. In this validation, statistical methods compatible to developed method were applied, and the validation results were critically analyzed according to previously established acceptance criteria. Recovery data between 92% and 106% are detached. In addition, the measurement uncertainty was estimated, using presented concepts in according with international guides of measurement uncertainty calculation. The impact of the adopted linear regression model in measurement uncertainty values was verified, as been a notable influence. These values stayed between 1% and 40%, depending of the test method work range. Finally, the new method was verified about its applicability, being carried out for commercial samples, and checking their obtained results and Oxidation Stability values relationship. Here, TBHQ also presented the best antioxidant performance for biodiesel suitability to quality requirements, in agreement with available data in literature.

Modelos de escolha perante incertezas incorporando ambiguidade se tornaram uma tema importante de pesquisa após a apresentação do Paradoxo de Ellsberg. O intuito do presente trabalho é contribuir para essa área do conhecimento através de uma análise mais detalhada do modelo de preferências Bewley Variacional. Primeiro foi feita uma revisão bibliográfica da literatura, culminando no modelo em questão e finalmente sugerindo uma abordagem do axioma da independência / Models of choice with uncertainty that allows for ambiguity to be present have become an important subject of research after Ellsbergs Paradox. This work aims to contribute to this area of knowledge through a more detailed analysis of the model Variational Bewley Preferences. First we present a survey of the literature, then analyse and finally suggest a further understanding of Faros model with respect to the independence axiom

A formulação e o uso de modelos matemáticos complexos têm recebido grande atenção no estudo da ecologia nos últimos anos. Questões relacionadas à exploração de espaços de parâmetros destes modelos - executada de forma eficiente, sistemática e à prova de erros - são de grande importância para melhor compreender, avaliar a confiabilidade e interpretar o resultado destes modelos. Neste trabalho, apresentamos uma investigação de métodos existentes para responder as questões relevantes da área, com ênfase na técnica conhecida como Hipercubo Latino e com foco na análise quantitativa dos resultados, e realizamos a comparação entre resultados analíticos de incerteza e sensibilidade e resultados obtidos do Hipercubo. Ainda, examinamos a proposta de uma metodologia paralela baseada no paradigma estatístico da verossimilhança. O capítulo 1 introduz uma investigação a respeito dos conceitos históricos sobre a natureza da probabilidade, situando o conceito da verossimilhança como componente central da inferência estatística. O capítulo 2 (em inglês) traz uma revisão bibliográfica sobre o estado da arte em análises de incerteza e sensibilidade, apresentando dois exemplos de aplicação das técnicas descritas a problemas de crescimento populacional estruturado. O capítulo 3 examina a proposta de uma metodologia baseada na verossimilhança dos dados como uma abordagem integrativa entre a estimação de parâmetros e a análise de incerteza, apresentando resultados preliminares. Durante o progresso do presente trabalho, um pacote de funções na linguagem R foi desenvolvido para facilitar o emprego na prática das ferramentas teóricas expostas acima. Os apêndices deste texto trazem um tutorial e exemplos de uso deste pacote, pensado para ser ao mesmo tempo conveniente e de fácil extensão, e disponível livremente na internet, no endereço http://cran.r-project.org/web/packages/pse. / There is a growing trend in the use of mathematical modeling tools in the study of many areas of the biological sciences. The use of computer models in science is increasing, specially in fields where laboratory experiments are too complex or too costly, like ecology. Questions of efficient, systematic and error-proof exploration of parameter spaces are are of great importance to better understand, estimate confidences and make use of the output from these models. We present a survey of the proposed methods to answer these questions, with emphasis on the Latin Hypercube Sampling and focusing on quantitative analysis of the results. We also compare analytical results for sensitivity and uncertainty, where relevant, to LHS results. Finally, we examine the proposal of a methodology based on the likelihood statistical paradigm. Chapter 1 introduces a brief investigation about the historical views about the nature of probability, in order to situate the concept of likelihood as a central component in statistical inference. Chapter 2 (in English) shows a revision about the state-of-art uncertainty and sensitivity analyses, with a practical example of applying the described techniques to two models of structured population growth. Chapter 3 examines the proposal of a likelihood based approach as an integrative procedure between parameter value estimation and uncertainty analyses, with preliminary results. During the progress of this work, a package of R functions was developed to facilitate the real world use of the above theoretical tools. The appendices of this text bring a tutorial and examples of using this package, freely available on the Internet at http://cran.r-project.org/web/packages/pse.

Ensaios de distribuição de água de aspersores são convencionalmente realizados manualmente, requerendo tempo e mão de obra treinada. A automação desses ensaios proporciona redução da demanda por esses recursos e apresenta potencial para minimizar falhas e/ou desvios de procedimento. Atualmente, laboratórios de ensaio e calibração acreditados junto a organismos legais devem apresentar em seus relatórios a incerteza de medição de seus instrumentos e sistemas de medição. Além disso, normas de ensaio e calibração apresentam especificação de incerteza aceitável, como a norma de ensaios de distribuição de água por aspersores, ISO 15886-3 (2012), a qual exige uma incerteza expandida de até 3% em 80% dos coletores. Os objetivos deste trabalho foram desenvolver um sistema automatizado para os ensaios de aspersores em laboratório e realizar a análise de incerteza de medição, para sua quantificação nos resultados de ensaio e para dar suporte ao dimensionamento dos tubos de coleta. O sistema automático foi constituído por um subsistema de gerenciamento, por meio de um aplicativo supervisório, um de pressurização e um de coleta, por meio de módulos eletrônicos microprocessados desenvolvidos. De acordo com instruções do sistema de gerenciamento o sistema de pressurização ajustava a pressão no aspersor por meio do controle da rotação da motobomba, e o sistema de coleta realizava a medição da intensidade de precipitação de água ao longo do raio de alcance do aspersor. A água captada por cada coletor drenava para um tubo de coleta, que estava conectado a uma das válvulas solenoides de um conjunto, onde havia um transmissor de pressão. Cada válvula era acionada individualmente numa sequência para a medição do nível de água em cada tubo de coleta, por meio do transmissor. Por meio das análises realizadas, as menores incertezas foram obtidas para os menores diâmetros de tubo de coleta, sendo que se deve utilizar o menor diâmetro possível. Quanto ao tempo de coleta, houve redução da incerteza de medição ao se aumentar a duração, devendo haver um tempo mínimo para se atingir a incerteza-alvo. Apesar de cada intensidade requer um tempo mínimo para garantir a incerteza, a diferença mínima de nível a ser medida foi a mesma. Portanto, para os ensaios visando atender a incerteza, realizou-se o monitoramento da diferença de nível nos tubos, ou diferença de nível, facilitando a realização do ensaio. Outra condição de ensaio considerou um tempo de coleta para 30 voltas do aspersor, também exigido pela norma ISO 15886-3 (2012). A terceira condição considerou 1 h de coleta, como tradicionalmente realizado. As curvas de distribuição de água obtidas por meio do sistema desenvolvido foram semelhantes às obtidas em ensaios convencionais, para as três situações avaliadas. Para tempos de coleta de 1 h ou 30 voltas do aspersor o sistema automático requereu menos tempo total de ensaio que o ensaio convencional. Entretanto, o sistema desenvolvido demandou mais tempo para atingir a incerteza-alvo, o que é uma limitação, mesmo sendo automatizado. De qualquer forma, o sistema necessitava apenas que um técnico informasse os parâmetros de ensaio e o acionasse, possibilitando que o mesmo alocasse seu tempo em outras atividades. / Sprinkler water distribution tests are usually done manually, requiring time and trained labor. Automation of these tests allows saving such resources, and offers potential to minimize failures and/or procedure deviations. Nowadays, calibration and testing laboratories accredited by legal bodies have to present the uncertainty of their instruments and measurement systems. Besides, testing and calibration standards specify acceptable uncertainty, as the standard for sprinkler water distribution test, ISO 15886-3 (2012), which requires an expanded uncertainty up to 3% for 80% of the collectors. The purposes of this work were to develop an automated system for testing sprinkler at laboratory, and perform the analysis uncertainty of measurement, to quantify its magnitude on the testing results, and to support the sizing of collection tubes. The automatic system consisted of a management system, by the supervisory program, a pressurization system, and a collection system, by microprocessed electronic modules developed. According to instructions of the management system, the pressurization system adjusted pressure at the sprinkler by controlling pump rotation, and the collection system measured water application rate through the sprinkler radius. The water from each collector drained to a collecting tube, which was connected to a manifold of valves that contained a pressure transmitter. Each valve was individually triggered in sequence to allow measuring water level within each collection tube, by the transmitter. The analysis of uncertainty showed that the lower diameters of collection tubes presented the lower uncertainty, hence lower diameters should be used when possible. For the collection time, uncertainty decreased as time increased, and should be a minimum value to reach the target uncertainty. Although each application rate requires a minimum time to reach uncertainty, the difference of pressure to be measured stayed the same. Thus, for the tests addressing uncertainty, the difference of pressure was monitored, facilitating the test. Another test condition considered the collection time for 30 laps of the sprinkler, also required by ISO 15886-3 (2012). The third condition considered 1 h of collection, as traditionally done. Water distribution curves obtained from the automated system were similar as those of the conventional tests, for the three situations evaluated. For durations of 1 h or 30 laps of the sprinkler, the automated system required lower total time than the conventional test. However, the system developed demanded more time to perform the test to reach the maximum uncertainty, which is a limitation, even been automatized. In any case, a technician was required just to set parameters and then start the system, so he could allocate his time for other activities.