A avaliação de recursos minerais necessita da delimitação prévia de domínios estacionários para cálculo dos volumes do depósito mineral. O conhecimento a respeito dos processos geológicos de formação do depósito são traduzidos em modelos geológicos, essenciais para o planejamento da produção e à tomada de decisões a respeito da tecnologia e os recursos a empregados no empreendimento. A indústria mineral, normalmente, considera a incerteza dos teores na avaliação de recursos, entretanto a incerteza relacionada ao modelo geológico geralmente não é avaliada. Essa incerteza está relacionada a localização do limite entre domínios geológicos, e é uma da principal fonte de incerteza do empreendimento mineral. A incerteza do modelo geológico deve ser avaliada devido o potencial impacto no volume de recursos do depósito, e consequentemente na lucratividade do empreendimento. Esta dissertação busca avaliar a incerteza associada ao modelo geológico, através de três metodologias que possibilitam construir múltiplas realizações para domínios geológicos. Um banco de dados real com alta complexidade é utilizado na construção dos estudos de caso de cada metodologias e os resultados comparados com o modelo determinístico utilizado como referência. Dentre os métodos, a metodologia do parâmetro da incerteza C representou melhor a incerteza volumétrica, e portanto, foi selecionado para gerar o modelo geológico final, e demonstrar a importância da avaliação da incerteza na construção de modelos geológicos. / The evaluation of mineral resources requires the prior delimitation of a stationary domain geologically controlled. The knowledge about the ore genesis and geological processes involved are translated into geological models, essential for planning the production and decision-making regarding the technology and resources applied in the enterprise. The mineral industry usually considers the grade uncertainty in the evaluation of resources, however the uncertainty related to the geological model is generally under evaluated. This uncertainty related to the location of the boundary between geological domains is the great source of uncertainty in the mineral enterprise. The geological model uncertainty should be assessed due to the potential impact on the volume of deposit, and consequently the profitability of the enterprise. This dissertation evaluates the uncertainty associated to the geological model, through three methodologies that generate multiple realizations for geological domains. A real database with high geological complexity is used in the construction of the case studies for each methodology and the results compared to the deterministic model used as a benchmark. Among the methods, the uncertainty calculation methodology C was selected to generate the final geological model, and to demonstrate the importance of uncertainty evaluation in the construction of geological models.

Biodiesel consiste de ésteres alquílicos de ácidos graxos produzidos pela transesterificação de triglicerídeos com álcoois de cadeia curta. Tradicionalmente, a reação ocorre na presença de catalisadores químicos, como álcalis ou ácidos. A utilização alternativa de lipases como biocatalisadores na reação de síntese do biodiesel não gera materiais residuais tóxicos, e o glicerol pode ser facilmente recuperado sem um processamento complexo. Neste trabalho estudou-se a síntese de biodiesel através da transesterificação enzimática de óleos vegetais e álcoois de cadeia curta catalisada pela lipase de Thermomyces lanuginosus (TLL). Primeiramente, as condições da reação de transesterificação, entre óleo de soja e etanol catalisada pela TLL em sua forma livre foram otimizadas através de planejamento experimental e da metodologia de superfície de resposta. A seguir, foram estudadas as condições para a reação catalisada pela TLL imobilizada comercial (Lipozyme TL-IM). Na etapa seguinte foram avaliados diferentes óleos vegetais (óleo de soja, óleo de girassol e óleo de arroz) e álcoois (metanol, etanol, propanol e butanol), na reação de transesterificação catalisada por três derivados enzimáticos comerciais de lipases de diferentes fontes (Lipozyme TL-IM, Novozym 435, Lipozyme RMIM), onde se verificou que cada lipase apresentou uma especificidade diferente em relação ao álcool preferente para a reação de transesterificação. Além disso, a reação utilizando diferentes óleos vegetais apresentou resultados semelhantes, mostrando ser este um fator mais dependente do ponto de vista econômico que processual. Também se estudou diferentes tratamentos para melhorar o reuso da lipase imobilizada, onde a lavagem do derivado com n-hexano, após cada ciclo, manteve a atividade da lipase em torno de 90% da atividade inicial após sete ciclos. Prosseguindo, foi estudada a imobilização e estabilização da TLL através da ligação covalente multipontual em suporte glioxil-agarose. Para obter isto se procedeu a aminação química da superfície da enzima, o que permitiu a obtenção de um derivado com alto grau de imobilização e alta estabilidade quanto à inativação por temperatura e solventes orgânicos. A seguir avaliou-se a possibilidade de reativação de derivados submetidos a processos de inativação. Em um primeiro momento os estudos foram realizados com derivados de TLL imobilizada unipontualmente em agarose ativada com brometo de cianogênio, onde foi possível obter a reativação completa do derivado inativado por solventes orgânicos através de incubação em meio aquoso. Verificou-se também que um dos principais pontos que dificultam a reativação de lipases é a recuperação do mecanismo de abertura do lid, que é facilitado com a presença de detergentes. Logo, estudos de reativação com derivados imobilizados por ligação covalente multipontual, mostraram que este tipo de imobilização auxilia no processo de reativação por oferecer mais pontos de referência no momento da reativação. A etapa final deste trabalho foi a aplicação do derivado de TLL imobilizado multipontualmente em suportes glioxil na reação de síntese de biodiesel. Verificou-se que este derivado foi mais ativo que o derivado comercial (Lipozyme TL-IM) na reação de transesterificação entre etanol e óleo de soja, obtendo 100% de conversão nas condições previamente otimizadas com presença de nhexano no meio de reação. Porém, quando se realizou a reação em dois passos, isto é a adição do etanol em duas etapas, foi possível obter 100% de conversão em 10 h de reação em um meio sem solvente. / Biodiesel consists of fatty acids alkyl esters, produced by transesterification of triglycerides with short-chain alcohols. Traditionally, the reaction occurs in the presence of chemical catalysts, such as acid or alkali. The alternative use of lipases as biocatalysts in the reaction of synthesis of biodiesel does not generate toxic waste material, and the glycerol can easily be recovered without complex processing. In this work it was studied the synthesis of biodiesel by transesterification of vegetable oils and short-chain alcohols catalyzed by lipase from Thermomyces lanuginosus (TLL). First, the conditions of transesterification reaction from soybean oil and ethanol catalyzed by TLL in its free form were optimized by experimental design and response surface methodology. Next, we studied the conditions for the reaction catalyzed by commercial immobilized TLL (Lipozyme TL-IM). In the next stage were evaluated some vegetable oils (soybean oil, sunflower oil and rice bran oil) and alcohols (methanol, ethanol, propanol and butanol) in the transesterification reaction catalyzed by three commercial enzyme preparations of lipases from different sources (Lipozyme TL-IM, Novozymes 435, Lipozyme RM-IM), where it was found that each lipase presented a different specificity in relation to preferred alcohol for the reaction of transesterification. In addition, the reaction using different vegetable oils presented similar results, showing that it is more dependent on the economic than technical aspects. It was also studied different treatments to improve the reuse of immobilized lipase, where washing the derivative with n-hexane after each batch, showed the high stability of the system, with activities of 90 % still remaining after seven cycles. Thus, it was studied the immobilization and stabilization of TLL through covalent multipoint immobilization in glyoxyl-agarose support. For this procedure, a chemical amination of the enzyme surface, allowed obtaining a derivative with a high degree of immobilization and high stability for inactivation by temperature and organic solvents. Then, it was evaluated the possibility of reactivation of derivatives previously inactivated. At first, the studies were carried out for TLL mild immobilized in cyanogen bromide activated agarose, where it was able to fully reactivate the derivative inactivated by organic solvents through incubation in aqueous medium. It was also noted that one of the main points that difficult the reactivation of lipases is the recovery of the mechanism for lid opening, which is helped by the presence of detergents. So, studies of reactivation with derivatives immobilized by multipoint covalent attachment showed that this type of immobilization helps the reactivation process by offering more reference points at the moment of reactivation. The final step of this study was the application of the TLL derivative multipointly immobilized on glyoxyl supports in the reaction of synthesis of biodiesel. It was found that this derivative was more active than the commercial derivative (Lipozyme TL-IM) in the transesterification reaction between ethanol and soybean oil, reaching 100% of yield conversion under the previously optimized conditions with the presence of n-hexane in the reaction medium. However, in the two stepwise ethanolysis it was possible to obtain 100% conversion in 10 h of reaction in a solvent-free system.

Mapas genéticos são arranjos lineares que indicam a ordem e distância entre locos nos cromossomos de uma determinada espécie. Recentemente, a grande disponibilidade de marcadores moleculares tem tornado estes mapas cada vez mais saturados, sendo necessários métodos eficientes para sua construção. Uma das etapas que merece mais atenção na construção de mapas de ligação é a ordenação dos marcadores genéticos dentro de cada grupo de ligação. Tal ordenação é considerada um caso especial do clássico problema do caixeiro viajante (TSP), que consiste em escolher a melhor ordem entre todas as possíveis. Entretanto, a estratégia de busca exaustiva torna-se inviável quando o número de marcadores é grande. Nesses casos, para que esses mapas possam ser construídos uma alternativa viável é a utilização de algoritmos que forneçam soluções aproximadas. O objetivo desse trabalho foi avaliar a eficiência dos algoritmos Try (TRY), Seriation (SER), Rapid Chain Delineation (RCD), Recombination Counting and Ordering (RECORD) e Unidirectional Growth (UG), além dos critérios PARF (produto mínimo das frações de recombinação adjacentes), SARF (soma mínima das frações de recombinação adjacentes), SALOD (soma máxima dos LOD scores adjacentes) e LMHC (verossimilhança via cadeias de Markov ocultas), usados juntamente com o algoritmo de verificação de erros RIPPLE, para a construção de mapas genéticos. Para tanto, foi simulado um mapa de ligação de uma espécie vegetal hipotética, diplóide e monóica, contendo 21 marcadores com distância fixa entre eles de 3 centimorgans. Usando o método Monte Carlo, foram obtidas aleatoriamente 550 populações F2 com 100 e 400 indivíduos, além de diferentes combinações de marcadores dominantes e codominantes. Foi ainda simulada perda de 10% e 20% dos dados. Os resultados mostraram que os algoritmos TRY e SER tiveram bons resultados em todas as situações simuladas, mesmo com presença de elevado número de dados perdidos e marcadores dominantes ligados em repulsão, podendo ser então recomendado em situações práticas. Os algoritmos RECORD e UG apresentaram bons resultados na ausência de marcadores dominantes ligados em repulsão, podendo então ser recomendados em situações com poucos marcadores dominantes. Dentre todos os algoritmos, o RCD foi o que se mostrou menos eficiente. O critério LHMC, aplicado com o algoritmo RIPPLE, foi o que apresentou melhores resultados quando se deseja fazer verificações de erros na ordenação. / Genetic linkage maps are linear arrangements showing the order and distance between loci in chromosomes of a particular species. Recently, the availability of molecular markers has made such maps more saturated and efficient methods are needed for their construction. One of the steps that deserves more attention in the construction of genetic linkage maps is the ordering of genetic markers within each linkage group. This ordering is considered a special case of the classic traveling salesman problem (TSP), which consists in choosing the best order among all possible ones. However, the strategy of exhaustive search becomes unfeasible when the number of markers is large. One possible alternative to construct such maps is to use algorithms that provide approximate solutions. Thus, the aim of this work was to evaluate the efficiency of algorithms Try (TRY), Seriation (SER), Rapid Chain Delineation (RCD), Recombination Counting and Ordering (RECORD) and Unidirectional Growth (UG), as well as the criteria PARF (product of adjacent recombination fractions), SARF (sum of adjacent recombination fractions), SALOD (sum of adjacent lod scores) and LMHC (likelihood via hidden Markov chains), used with the RIPPLE algorithm for error verification, in the construction of genetic linkage maps. For doing so, a linkage map of a hypothetical diploid and monoecious plant species was simulated, containing 21 markers with fixed distance of 3 centimorgans between them. Using Monte Carlo methods, 550 F2 populations were randomly simulated with 100 and 400 individuals, together with different combinations of dominant and codominant markers. 10 % and 20 % of missing data was also included. Results showed that the algorithms TRY and SER gave good results in all situations, even with presence of a large number of missing data and dominant markers linked in repulsion phase. Thus, these can be recommended for analyzing real data. The algorithms RECORD and UG gave good results in the absence of dominant markers linked in repulsion phase and can be used in this case. Among all algorithms, RCD was the least efficient. The criterion LHMC, applied with the RIPPLE algorithm, showed the best results when the goal is to check ordering errors.

CLUSTER est la première mission spatiale permettant l'étude à trois dimensions de la magnétosphère terrestre. Son orbite polaire et sa configuration de quatre satellites en tétraèdre lui permettent d'effectuer des mesures in situ dans plusieurs régions de la magnétosphère, notamment dans la plasmasphère. Cette thèse rassemble une série de travaux sur les structures de plasma rencontrées sur l'orbite de CLUSTER durant la période 2001-2004. La quantité physique étudiée est essentiellement la densité électronique, mais aussi le champ magnétique continu. Dans une première partie, deux outils d'analyse multipoints, le gradient spatial et la méthode des délais, sont décrits, testés et discutés sur des jeux de données synthétiques, puis sur des données réelles, pour diverses situations typiques. Dans le cadre de conditions favorables, ces analyses révèlent le mouvement, l'orientation de frontières, ainsi que les dimensions des structures rencontrées, impossibles à estimer par une mission composée d'un seul satellite. Une seconde partie s'intéresse plus globalement à la plasmasphère, notamment à la topologie et à la dynamique de ses structures de densité à petite et grande échelle. Cette étude s'appuie sur les analyses multipoints vues précédemment, mais elle utilise également des données d'autres instruments de CLUSTER, des images globales de la plasmasphère fournies par la mission IMAGE, ainsi que des résultats d'études statistiques et de simulations numériques. Enfin, la thèse décrit une analyse statistique menée sur un autre jeu de données: les densités de puissance spectrales des ondes électromagnétiques mesurées à basse altitude par le satellite Viking durant l'année 1986.

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Biodiesel consiste de ésteres alquílicos de ácidos graxos produzidos pela transesterificação de triglicerídeos com álcoois de cadeia curta. Tradicionalmente, a reação ocorre na presença de catalisadores químicos, como álcalis ou ácidos. A utilização alternativa de lipases como biocatalisadores na reação de síntese do biodiesel não gera materiais residuais tóxicos, e o glicerol pode ser facilmente recuperado sem um processamento complexo. Neste trabalho estudou-se a síntese de biodiesel através da transesterificação enzimática de óleos vegetais e álcoois de cadeia curta catalisada pela lipase de Thermomyces lanuginosus (TLL). Primeiramente, as condições da reação de transesterificação, entre óleo de soja e etanol catalisada pela TLL em sua forma livre foram otimizadas através de planejamento experimental e da metodologia de superfície de resposta. A seguir, foram estudadas as condições para a reação catalisada pela TLL imobilizada comercial (Lipozyme TL-IM). Na etapa seguinte foram avaliados diferentes óleos vegetais (óleo de soja, óleo de girassol e óleo de arroz) e álcoois (metanol, etanol, propanol e butanol), na reação de transesterificação catalisada por três derivados enzimáticos comerciais de lipases de diferentes fontes (Lipozyme TL-IM, Novozym 435, Lipozyme RMIM), onde se verificou que cada lipase apresentou uma especificidade diferente em relação ao álcool preferente para a reação de transesterificação. Além disso, a reação utilizando diferentes óleos vegetais apresentou resultados semelhantes, mostrando ser este um fator mais dependente do ponto de vista econômico que processual. Também se estudou diferentes tratamentos para melhorar o reuso da lipase imobilizada, onde a lavagem do derivado com n-hexano, após cada ciclo, manteve a atividade da lipase em torno de 90% da atividade inicial após sete ciclos. Prosseguindo, foi estudada a imobilização e estabilização da TLL através da ligação covalente multipontual em suporte glioxil-agarose. Para obter isto se procedeu a aminação química da superfície da enzima, o que permitiu a obtenção de um derivado com alto grau de imobilização e alta estabilidade quanto à inativação por temperatura e solventes orgânicos. A seguir avaliou-se a possibilidade de reativação de derivados submetidos a processos de inativação. Em um primeiro momento os estudos foram realizados com derivados de TLL imobilizada unipontualmente em agarose ativada com brometo de cianogênio, onde foi possível obter a reativação completa do derivado inativado por solventes orgânicos através de incubação em meio aquoso. Verificou-se também que um dos principais pontos que dificultam a reativação de lipases é a recuperação do mecanismo de abertura do lid, que é facilitado com a presença de detergentes. Logo, estudos de reativação com derivados imobilizados por ligação covalente multipontual, mostraram que este tipo de imobilização auxilia no processo de reativação por oferecer mais pontos de referência no momento da reativação. A etapa final deste trabalho foi a aplicação do derivado de TLL imobilizado multipontualmente em suportes glioxil na reação de síntese de biodiesel. Verificou-se que este derivado foi mais ativo que o derivado comercial (Lipozyme TL-IM) na reação de transesterificação entre etanol e óleo de soja, obtendo 100% de conversão nas condições previamente otimizadas com presença de nhexano no meio de reação. Porém, quando se realizou a reação em dois passos, isto é a adição do etanol em duas etapas, foi possível obter 100% de conversão em 10 h de reação em um meio sem solvente. / Biodiesel consists of fatty acids alkyl esters, produced by transesterification of triglycerides with short-chain alcohols. Traditionally, the reaction occurs in the presence of chemical catalysts, such as acid or alkali. The alternative use of lipases as biocatalysts in the reaction of synthesis of biodiesel does not generate toxic waste material, and the glycerol can easily be recovered without complex processing. In this work it was studied the synthesis of biodiesel by transesterification of vegetable oils and short-chain alcohols catalyzed by lipase from Thermomyces lanuginosus (TLL). First, the conditions of transesterification reaction from soybean oil and ethanol catalyzed by TLL in its free form were optimized by experimental design and response surface methodology. Next, we studied the conditions for the reaction catalyzed by commercial immobilized TLL (Lipozyme TL-IM). In the next stage were evaluated some vegetable oils (soybean oil, sunflower oil and rice bran oil) and alcohols (methanol, ethanol, propanol and butanol) in the transesterification reaction catalyzed by three commercial enzyme preparations of lipases from different sources (Lipozyme TL-IM, Novozymes 435, Lipozyme RM-IM), where it was found that each lipase presented a different specificity in relation to preferred alcohol for the reaction of transesterification. In addition, the reaction using different vegetable oils presented similar results, showing that it is more dependent on the economic than technical aspects. It was also studied different treatments to improve the reuse of immobilized lipase, where washing the derivative with n-hexane after each batch, showed the high stability of the system, with activities of 90 % still remaining after seven cycles. Thus, it was studied the immobilization and stabilization of TLL through covalent multipoint immobilization in glyoxyl-agarose support. For this procedure, a chemical amination of the enzyme surface, allowed obtaining a derivative with a high degree of immobilization and high stability for inactivation by temperature and organic solvents. Then, it was evaluated the possibility of reactivation of derivatives previously inactivated. At first, the studies were carried out for TLL mild immobilized in cyanogen bromide activated agarose, where it was able to fully reactivate the derivative inactivated by organic solvents through incubation in aqueous medium. It was also noted that one of the main points that difficult the reactivation of lipases is the recovery of the mechanism for lid opening, which is helped by the presence of detergents. So, studies of reactivation with derivatives immobilized by multipoint covalent attachment showed that this type of immobilization helps the reactivation process by offering more reference points at the moment of reactivation. The final step of this study was the application of the TLL derivative multipointly immobilized on glyoxyl supports in the reaction of synthesis of biodiesel. It was found that this derivative was more active than the commercial derivative (Lipozyme TL-IM) in the transesterification reaction between ethanol and soybean oil, reaching 100% of yield conversion under the previously optimized conditions with the presence of n-hexane in the reaction medium. However, in the two stepwise ethanolysis it was possible to obtain 100% conversion in 10 h of reaction in a solvent-free system.

Biodiesel consiste de ésteres alquílicos de ácidos graxos produzidos pela transesterificação de triglicerídeos com álcoois de cadeia curta. Tradicionalmente, a reação ocorre na presença de catalisadores químicos, como álcalis ou ácidos. A utilização alternativa de lipases como biocatalisadores na reação de síntese do biodiesel não gera materiais residuais tóxicos, e o glicerol pode ser facilmente recuperado sem um processamento complexo. Neste trabalho estudou-se a síntese de biodiesel através da transesterificação enzimática de óleos vegetais e álcoois de cadeia curta catalisada pela lipase de Thermomyces lanuginosus (TLL). Primeiramente, as condições da reação de transesterificação, entre óleo de soja e etanol catalisada pela TLL em sua forma livre foram otimizadas através de planejamento experimental e da metodologia de superfície de resposta. A seguir, foram estudadas as condições para a reação catalisada pela TLL imobilizada comercial (Lipozyme TL-IM). Na etapa seguinte foram avaliados diferentes óleos vegetais (óleo de soja, óleo de girassol e óleo de arroz) e álcoois (metanol, etanol, propanol e butanol), na reação de transesterificação catalisada por três derivados enzimáticos comerciais de lipases de diferentes fontes (Lipozyme TL-IM, Novozym 435, Lipozyme RMIM), onde se verificou que cada lipase apresentou uma especificidade diferente em relação ao álcool preferente para a reação de transesterificação. Além disso, a reação utilizando diferentes óleos vegetais apresentou resultados semelhantes, mostrando ser este um fator mais dependente do ponto de vista econômico que processual. Também se estudou diferentes tratamentos para melhorar o reuso da lipase imobilizada, onde a lavagem do derivado com n-hexano, após cada ciclo, manteve a atividade da lipase em torno de 90% da atividade inicial após sete ciclos. Prosseguindo, foi estudada a imobilização e estabilização da TLL através da ligação covalente multipontual em suporte glioxil-agarose. Para obter isto se procedeu a aminação química da superfície da enzima, o que permitiu a obtenção de um derivado com alto grau de imobilização e alta estabilidade quanto à inativação por temperatura e solventes orgânicos. A seguir avaliou-se a possibilidade de reativação de derivados submetidos a processos de inativação. Em um primeiro momento os estudos foram realizados com derivados de TLL imobilizada unipontualmente em agarose ativada com brometo de cianogênio, onde foi possível obter a reativação completa do derivado inativado por solventes orgânicos através de incubação em meio aquoso. Verificou-se também que um dos principais pontos que dificultam a reativação de lipases é a recuperação do mecanismo de abertura do lid, que é facilitado com a presença de detergentes. Logo, estudos de reativação com derivados imobilizados por ligação covalente multipontual, mostraram que este tipo de imobilização auxilia no processo de reativação por oferecer mais pontos de referência no momento da reativação. A etapa final deste trabalho foi a aplicação do derivado de TLL imobilizado multipontualmente em suportes glioxil na reação de síntese de biodiesel. Verificou-se que este derivado foi mais ativo que o derivado comercial (Lipozyme TL-IM) na reação de transesterificação entre etanol e óleo de soja, obtendo 100% de conversão nas condições previamente otimizadas com presença de nhexano no meio de reação. Porém, quando se realizou a reação em dois passos, isto é a adição do etanol em duas etapas, foi possível obter 100% de conversão em 10 h de reação em um meio sem solvente. / Biodiesel consists of fatty acids alkyl esters, produced by transesterification of triglycerides with short-chain alcohols. Traditionally, the reaction occurs in the presence of chemical catalysts, such as acid or alkali. The alternative use of lipases as biocatalysts in the reaction of synthesis of biodiesel does not generate toxic waste material, and the glycerol can easily be recovered without complex processing. In this work it was studied the synthesis of biodiesel by transesterification of vegetable oils and short-chain alcohols catalyzed by lipase from Thermomyces lanuginosus (TLL). First, the conditions of transesterification reaction from soybean oil and ethanol catalyzed by TLL in its free form were optimized by experimental design and response surface methodology. Next, we studied the conditions for the reaction catalyzed by commercial immobilized TLL (Lipozyme TL-IM). In the next stage were evaluated some vegetable oils (soybean oil, sunflower oil and rice bran oil) and alcohols (methanol, ethanol, propanol and butanol) in the transesterification reaction catalyzed by three commercial enzyme preparations of lipases from different sources (Lipozyme TL-IM, Novozymes 435, Lipozyme RM-IM), where it was found that each lipase presented a different specificity in relation to preferred alcohol for the reaction of transesterification. In addition, the reaction using different vegetable oils presented similar results, showing that it is more dependent on the economic than technical aspects. It was also studied different treatments to improve the reuse of immobilized lipase, where washing the derivative with n-hexane after each batch, showed the high stability of the system, with activities of 90 % still remaining after seven cycles. Thus, it was studied the immobilization and stabilization of TLL through covalent multipoint immobilization in glyoxyl-agarose support. For this procedure, a chemical amination of the enzyme surface, allowed obtaining a derivative with a high degree of immobilization and high stability for inactivation by temperature and organic solvents. Then, it was evaluated the possibility of reactivation of derivatives previously inactivated. At first, the studies were carried out for TLL mild immobilized in cyanogen bromide activated agarose, where it was able to fully reactivate the derivative inactivated by organic solvents through incubation in aqueous medium. It was also noted that one of the main points that difficult the reactivation of lipases is the recovery of the mechanism for lid opening, which is helped by the presence of detergents. So, studies of reactivation with derivatives immobilized by multipoint covalent attachment showed that this type of immobilization helps the reactivation process by offering more reference points at the moment of reactivation. The final step of this study was the application of the TLL derivative multipointly immobilized on glyoxyl supports in the reaction of synthesis of biodiesel. It was found that this derivative was more active than the commercial derivative (Lipozyme TL-IM) in the transesterification reaction between ethanol and soybean oil, reaching 100% of yield conversion under the previously optimized conditions with the presence of n-hexane in the reaction medium. However, in the two stepwise ethanolysis it was possible to obtain 100% conversion in 10 h of reaction in a solvent-free system.

Mapas genéticos são arranjos lineares que indicam a ordem e distância entre locos nos cromossomos de uma determinada espécie. Recentemente, a grande disponibilidade de marcadores moleculares tem tornado estes mapas cada vez mais saturados, sendo necessários métodos eficientes para sua construção. Uma das etapas que merece mais atenção na construção de mapas de ligação é a ordenação dos marcadores genéticos dentro de cada grupo de ligação. Tal ordenação é considerada um caso especial do clássico problema do caixeiro viajante (TSP), que consiste em escolher a melhor ordem entre todas as possíveis. Entretanto, a estratégia de busca exaustiva torna-se inviável quando o número de marcadores é grande. Nesses casos, para que esses mapas possam ser construídos uma alternativa viável é a utilização de algoritmos que forneçam soluções aproximadas. O objetivo desse trabalho foi avaliar a eficiência dos algoritmos Try (TRY), Seriation (SER), Rapid Chain Delineation (RCD), Recombination Counting and Ordering (RECORD) e Unidirectional Growth (UG), além dos critérios PARF (produto mínimo das frações de recombinação adjacentes), SARF (soma mínima das frações de recombinação adjacentes), SALOD (soma máxima dos LOD scores adjacentes) e LMHC (verossimilhança via cadeias de Markov ocultas), usados juntamente com o algoritmo de verificação de erros RIPPLE, para a construção de mapas genéticos. Para tanto, foi simulado um mapa de ligação de uma espécie vegetal hipotética, diplóide e monóica, contendo 21 marcadores com distância fixa entre eles de 3 centimorgans. Usando o método Monte Carlo, foram obtidas aleatoriamente 550 populações F2 com 100 e 400 indivíduos, além de diferentes combinações de marcadores dominantes e codominantes. Foi ainda simulada perda de 10% e 20% dos dados. Os resultados mostraram que os algoritmos TRY e SER tiveram bons resultados em todas as situações simuladas, mesmo com presença de elevado número de dados perdidos e marcadores dominantes ligados em repulsão, podendo ser então recomendado em situações práticas. Os algoritmos RECORD e UG apresentaram bons resultados na ausência de marcadores dominantes ligados em repulsão, podendo então ser recomendados em situações com poucos marcadores dominantes. Dentre todos os algoritmos, o RCD foi o que se mostrou menos eficiente. O critério LHMC, aplicado com o algoritmo RIPPLE, foi o que apresentou melhores resultados quando se deseja fazer verificações de erros na ordenação. / Genetic linkage maps are linear arrangements showing the order and distance between loci in chromosomes of a particular species. Recently, the availability of molecular markers has made such maps more saturated and efficient methods are needed for their construction. One of the steps that deserves more attention in the construction of genetic linkage maps is the ordering of genetic markers within each linkage group. This ordering is considered a special case of the classic traveling salesman problem (TSP), which consists in choosing the best order among all possible ones. However, the strategy of exhaustive search becomes unfeasible when the number of markers is large. One possible alternative to construct such maps is to use algorithms that provide approximate solutions. Thus, the aim of this work was to evaluate the efficiency of algorithms Try (TRY), Seriation (SER), Rapid Chain Delineation (RCD), Recombination Counting and Ordering (RECORD) and Unidirectional Growth (UG), as well as the criteria PARF (product of adjacent recombination fractions), SARF (sum of adjacent recombination fractions), SALOD (sum of adjacent lod scores) and LMHC (likelihood via hidden Markov chains), used with the RIPPLE algorithm for error verification, in the construction of genetic linkage maps. For doing so, a linkage map of a hypothetical diploid and monoecious plant species was simulated, containing 21 markers with fixed distance of 3 centimorgans between them. Using Monte Carlo methods, 550 F2 populations were randomly simulated with 100 and 400 individuals, together with different combinations of dominant and codominant markers. 10 % and 20 % of missing data was also included. Results showed that the algorithms TRY and SER gave good results in all situations, even with presence of a large number of missing data and dominant markers linked in repulsion phase. Thus, these can be recommended for analyzing real data. The algorithms RECORD and UG gave good results in the absence of dominant markers linked in repulsion phase and can be used in this case. Among all algorithms, RCD was the least efficient. The criterion LHMC, applied with the RIPPLE algorithm, showed the best results when the goal is to check ordering errors.

In the first part of this dissertation, a novel medium access protocol for the Internet of Thing (IoT) networks is introduced. The Internet of things (IoT), which is the network of physical devices embedded with sensors, actuators, and connectivity, is being accelerated into the mainstream by the emergence of 5G wireless networking. This work presents an uncoordinated non-orthogonal random-access protocol, which is an enhancement to the recently introduced slotted ALOHA- NOMA (SAN) protocol that provides high throughput, while being matched to the low complexity requirements and the sporadic traffic pattern of IoT devices. Under ideal conditions it has been shown that slotted ALOHA-NOMA (SAN), using power- domain orthogonality, can significantly increase the throughput using SIC (Successive Interference Cancellation) to enable correct reception of multiple simultaneous transmitted signals. For this ideal performance, the enhanced SAN receiver adaptively learns the number of active devices (which is not known a priori) using a form of multi-hypothesis testing. For small numbers of simultaneous transmissions, it is shown that there can be substantial throughput gain of 5.5 dB relative to slotted ALOHA (SA) for 0.07 probability of transmission and up to 3 active transmitters. As a further enhancement to SAN protocol, the SAN with beamforming (BF-SAN) protocol was proposed. The BF-SAN protocol uses beamforming to significantly improve the throughput to 1.31 compared with 0.36 in conventional slotted ALOHA when 6 active IoT devices can be successfully separated using 2×2 MIMO and a SIC (Successive Interference Cancellation) receiver with 3 optimum power levels. The simulation results further show that the proposed protocol achieves higher throughput than SAN with a lower average channel access delay. In the second part of this dissertation a novel Machine Learning (ML) approach was applied for proactive mobility management in 5G Virtual Cell (VC) wireless networks. Providing seamless mobility and a uniform user experience, independent of location, is an important challenge for 5G wireless networks. The combination of Coordinated Multipoint (CoMP) networks and Virtual- Cells (VCs) are expected to play an important role in achieving high throughput independent of the mobile’s location by mitigating inter-cell interference and enhancing the cell-edge user throughput. User- specific VCs will distinguish the physical cell from a broader area where the user can roam without the need for handoff, and may communicate with any Base Station (BS) in the VC area. However, this requires rapid decision making for the formation of VCs. In this work, a novel algorithm based on a form of Recurrent Neural Networks (RNNs) called Gated Recurrent Units (GRUs) is used for predicting the triggering condition for forming VCs via enabling Coordinated Multipoint (CoMP) transmission. Simulation results show that based on the sequences of Received Signal Strength (RSS) values of different mobile nodes used for training the RNN, the future RSS values from the closest three BSs can be accurately predicted using GRU, which is then used for making proactive decisions on enabling CoMP transmission and forming VCs. Finally, the work in the last part of this dissertation was directed towards applying Bayesian games for cell selection / user association in 5G Heterogenous networks to achieve the 5G goal of low latency communication. Expanding the cellular ecosystem to support an immense number of connected devices and creating a platform that accommodates a wide range of emerging services of different traffic types and Quality of Service (QoS) metrics are among the 5G’s headline features. One of the key 5G performance metrics is ultra-low latency to enable new delay-sensitive use cases. Some network architectural amendments are proposed to achieve the 5G ultra-low latency objective. With these paradigm shifts in system architecture, it is of cardinal importance to rethink the cell selection / user association process to achieve substantial improvement in system performance over conventional maximum signal-to- interference plus noise ratio (Max-SINR) and Cell Range Expansion (CRE) algorithms employed in Long Term Evolution- Advanced (LTE- Advanced). In this work, a novel Bayesian cell selection / user association algorithm, incorporating the access nodes capabilities and the user equipment (UE) traffic type, is proposed in order to maximize the probability of proper association and consequently enhance the system performance in terms of achieved latency. Simulation results show that Bayesian game approach attains the 5G low end-to-end latency target with a probability exceeding 80%.

Objectives: Optical and technical characteristics usually do not allow objective endoscopic distance measurements. So far no standardized method for endoscopic distance measurement is available. The aim of this study was to evaluate the feasibility and accuracy of transoral airway measurements with a multipoint-laser endoscope. Methods: The semirigid endoscope includes a multipoint laser measurement system that projects 49 laser points (wavelength 639 nm, power < 5mW) into the optical axis of the endoscopic view. Distances, areas, and depths can be measured in real-time. Transoral endoscopic airway measurements were performed on nine human cadavers, which were correlated with CT measurements. Results: The preliminary experiment showed an optimum distance between the endoscope tip and the object of 5 to 6 cm. There was a mean measurement error of 3.26% ± 2.53%. A Spearman correlation coefficient of 0.95 (