Foram elaborados modelos de superfície de resposta, a partir de dados da literatura localizados através da técnica de revisão sistemática, para predizer o ganho de peso, consumo de ração e conversão alimentar de frangos de corte em função da energia metabolizável da ração, temperatura ambiente, idade de abate e sexo dos animais. Com as equações elaboradas foi desenvolvido um programa no Microsoft Excel® para, com auxílio da ferramenta Solver, otimizar a lucratividade e o desempenho em função das variáveis que compõem o modelo e de cenários de mercado. Após a elaboração dos modelos de superfície, foram conduzidos dois experimentos subseqüentes, o primeiro com machos e o segundo com fêmeas, com o objetivo de elaborar modelos matemáticos, a partir de dados empíricos, para otimizar a relação custo-benefício e definir estratégias nutricionais considerando características de desempenho, de carcaça e variáveis de mercado. Os tratamentos compreenderam rações baseadas em seis níveis de energia metabolizável aparente corrigida para balanço de nitrogênio (EMAn), em cada uma das cinco fases de alimentação, mantendo-se a relação EMAn:nutrientes, segundo Rostagno et al. (2005). Foram avaliadas as características de desempenho e de carcaça aos 35, 42 e 49 dias de idade e, após a obtenção das equações de regressão, realizada a análise econômica, através de simulações de cenários de mercado, para estabelecer os níveis nutricionais mais adequados em cada situação. Concluiu-se que formulações de ração que visam máximo desempenho e/ou mínimo custo resultam em dietas diferentes das obtidas com formulações que visam máximo retorno econômico. Além disso, os modelos matemáticos desenvolvidos, tanto baseados em conjuntos de dados obtidos da literatura quanto em dados experimentais, constituem uma importante ferramenta, pois possibilitam a predição do ganho de peso, consumo de ração e conversão alimentar e a otimização da lucratividade através da adequação dos níveis nutricionais, idade de abate e temperatura de criação, de acordo com as situações de mercado e sexo dos animais. / This study was carried out to elaborate surface response models, by using data from literature obtained through systematic review, to predict weight gain, feed intake and feed conversion according to metabolizable energy levels, slaughter age, rearing temperature and broiler chickens sex. The equations were used to develop a program in Microsoft Excel® and, with Solver tool, determine the values of the model variables that promote maximum profits and performance. After, it was carried out two experiments, the first one with males and the second one with females, to elaborate mathematical models, by using empiric data, to optimize the cost-benefit relationship and define nutritional strategies considering performance, carcass characteristics and market variables. The treatments were based on six levels of metabolizable energy correct to nitrogen balance (AMEn) in each feed phase, keeping the AMEn:nutrients relationship following Rostagno et al. (2005) recommendations. Carcass and performance characteristics were evaluated at 35, 42, 49 days of age and, after obtained the regression equations, it was elaborated an economic analysis to establish the best nutritional levels in each market situation. In conclusion, feed formulations that look for maximum performance and/or minimum cost result in different diets that those formulated to look for maximum economic outcome. The developed mathematical models, based on either data from literature or experimental data, are an important tool, because they allow prediction of variables such as weight gain, feed intake and feed conversion. Besides, they are useful to optimize profit through nutritional levels, slaughter age and rearing temperature adaptation, according to market situations and birds sex.

O objetivo geral desta pesquisa foi o de avaliar o comportamento de leitões em diferentes sistemas de aquecimento por meio da análise de imagem e identificação eletrônica. O experimento foi realizado no período de 12 de janeiro de 2002 a 05 de agosto de 2002, em uma propriedade de produção industrial de suínos, localizada no município de Elias Fausto, estado de São Paulo. A pesquisa foi desenvolvida na sala da maternidade, com 80 animais entre o nascimento e o desmame, para cada etapa estudada. O estudo foi dividido basicamente em duas etapas: verão (fevereiro a março de 2002) e inverno (junho a agosto de 2002). Os tratamentos adotados para avaliação da eficiência dos diferentes sistemas de aquecimento foram: piso térmico, lâmpada incandescente, resistência elétrica e lâmpada de infravermelho. A avaliação física dos ambientes, foram realizadas por meio das variáveis ambientais, temperatura de bulbo seco (Ts), temperatura de bulbo úmido (Tu) e temperatura de globo negro (Tg), registrados por meio de cabos termopares tipo T, em intervalo horário e armazenados em uma plataforma automática de dados. Os índices de conforto térmico determinados foram: índice de temperatura de globo e umidade (ITGU), carga térmica radiante (CTR) e entalpia (H), calculados usando as variáveis ambientais registradas. Os dados ambientais foram registrados no ambiente externo, sala da maternidade e no interior de cada abrigo escamoteador avaliado, durante as duas etapas, ao longo de 19 dias. Para avaliação zootécnica foram registrados o ganho de peso diário (GPD) e mortalidade. A análise técnico-econômica foi feita considerando o consumo de energia elétrica e o GPD dos animais. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com 4 tratamentos e 18 blocos, as médias foram comparadas pelo teste de Tukey (P<0,01). A avaliação comportamental foi realizada utilizando a análise de imagem, identificação eletrônica e aplicação de geoestatística. Os resultados indicaram que para etapa verão, o uso de aquecimento é desnecessário. Porém, para etapa de inverno, o uso de piso térmico foi recomendado, em função do maior tempo de permanência dos animais e freqüência de acesso dos mesmos ao abrigo escamoteador. Conclui-se, também, que das ferramentas tecnológicas utilizadas para análise do comportamento, a análise de imagem foi mais eficiente que a identificação eletrônica. / The objective of this research was to evaluated the behavior of piglets in different heating systems using the image analysis and electronic identification devices. The experiment was conducted from January 12 th of 2002 to August 05 th of 2002, in a commercial swine production farm, located in Elias Fausto city, state of São Paulo. This research was developed in the farrowing house, with 80 piglets between birth and weanning. The study was basically divided in two stages: summer (February to March of 2002) and winter (June to August of 2002). The treatments were the different heating systems: heat mat, standard heat lamp, eletric resistence and infrared lamp. Ambient dry bulb temperature (Td), wet bulb temperature (Tw) and black globe temperature (Tg), were measured with T termocouples and recorded each 60 minutes in a datalogger. The thermal comfort indexes: black globe humidity index (BGHI), radiant thermal load (RTL) and enthalpy (H) were calculated using the recorded climatic variables. The climatic data was taken inside and outside the farrowing house and inside each studied creep, during two periods of 19 days long. Daily weight gain (DWG) and mortality were registered too. The statistical desing of the experiment was randomized block with 4 treatments and 18 blocks. A t-test with 1% of probability was performed to compare the results averages. The behavior of the piglets was evaluated using the image analysis, eletronic identification and geostatistics techniques. The results indicated for summer condition that the piglet heating isn't necessary. However, for winter time the use of the heat mat creep is recommended in function of the greatest piglets permanence and their highest frequency of use. It was also conclued that among the technological tools used for the piglets behavior study, the image analysis was more efficient than the eletronic identification.

O objetivo geral desta pesquisa foi o de avaliar o comportamento de leitões em diferentes sistemas de aquecimento por meio da análise de imagem e identificação eletrônica. O experimento foi realizado no período de 12 de janeiro de 2002 a 05 de agosto de 2002, em uma propriedade de produção industrial de suínos, localizada no município de Elias Fausto, estado de São Paulo. A pesquisa foi desenvolvida na sala da maternidade, com 80 animais entre o nascimento e o desmame, para cada etapa estudada. O estudo foi dividido basicamente em duas etapas: verão (fevereiro a março de 2002) e inverno (junho a agosto de 2002). Os tratamentos adotados para avaliação da eficiência dos diferentes sistemas de aquecimento foram: piso térmico, lâmpada incandescente, resistência elétrica e lâmpada de infravermelho. A avaliação física dos ambientes, foram realizadas por meio das variáveis ambientais, temperatura de bulbo seco (Ts), temperatura de bulbo úmido (Tu) e temperatura de globo negro (Tg), registrados por meio de cabos termopares tipo T, em intervalo horário e armazenados em uma plataforma automática de dados. Os índices de conforto térmico determinados foram: índice de temperatura de globo e umidade (ITGU), carga térmica radiante (CTR) e entalpia (H), calculados usando as variáveis ambientais registradas. Os dados ambientais foram registrados no ambiente externo, sala da maternidade e no interior de cada abrigo escamoteador avaliado, durante as duas etapas, ao longo de 19 dias. Para avaliação zootécnica foram registrados o ganho de peso diário (GPD) e mortalidade. A análise técnico-econômica foi feita considerando o consumo de energia elétrica e o GPD dos animais. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com 4 tratamentos e 18 blocos, as médias foram comparadas pelo teste de Tukey (P<0,01). A avaliação comportamental foi realizada utilizando a análise de imagem, identificação eletrônica e aplicação de geoestatística. Os resultados indicaram que para etapa verão, o uso de aquecimento é desnecessário. Porém, para etapa de inverno, o uso de piso térmico foi recomendado, em função do maior tempo de permanência dos animais e freqüência de acesso dos mesmos ao abrigo escamoteador. Conclui-se, também, que das ferramentas tecnológicas utilizadas para análise do comportamento, a análise de imagem foi mais eficiente que a identificação eletrônica. / The objective of this research was to evaluated the behavior of piglets in different heating systems using the image analysis and electronic identification devices. The experiment was conducted from January 12 th of 2002 to August 05 th of 2002, in a commercial swine production farm, located in Elias Fausto city, state of São Paulo. This research was developed in the farrowing house, with 80 piglets between birth and weanning. The study was basically divided in two stages: summer (February to March of 2002) and winter (June to August of 2002). The treatments were the different heating systems: heat mat, standard heat lamp, eletric resistence and infrared lamp. Ambient dry bulb temperature (Td), wet bulb temperature (Tw) and black globe temperature (Tg), were measured with T termocouples and recorded each 60 minutes in a datalogger. The thermal comfort indexes: black globe humidity index (BGHI), radiant thermal load (RTL) and enthalpy (H) were calculated using the recorded climatic variables. The climatic data was taken inside and outside the farrowing house and inside each studied creep, during two periods of 19 days long. Daily weight gain (DWG) and mortality were registered too. The statistical desing of the experiment was randomized block with 4 treatments and 18 blocks. A t-test with 1% of probability was performed to compare the results averages. The behavior of the piglets was evaluated using the image analysis, eletronic identification and geostatistics techniques. The results indicated for summer condition that the piglet heating isn't necessary. However, for winter time the use of the heat mat creep is recommended in function of the greatest piglets permanence and their highest frequency of use. It was also conclued that among the technological tools used for the piglets behavior study, the image analysis was more efficient than the eletronic identification.

INTRODUÇÃO: Em um cenário de mudanças climáticas, o delineamento da associação e dos mecanismos de efeito entre fatores de risco ambientais, como temperatura e poluição, e saúde tornou-se foco de diversos estudos epidemiológicos. À medida que a exposição à poluição e às condições meteorológicas ocorre de forma simultânea, além do efeito isolado, devemos buscar compreender a interação entre tais fatores, observando se atuam como modificadores de efeito. O presente estudo caracterizou o efeito da temperatura e da poluição do ar, isolado e sinérgico, na mortalidade, a partir de dados secundários. MÉ- TODOS: Três tipos de metodologias foram aplicadas para avaliar a associação isolada da temperatura média e da concentração média diária de poluentes (MP10, NO2, O3) na mortalidade de indivíduos acima dos 40 anos por doenças cardiovasculares e na mortalidade de indivíduos acima dos 60 anos por doenças respiratórias, na cidade de São Paulo - Brasil entre 1998 e 2008. As estimativas de risco relativo produzidas em análises case-crossover com pareamento temporal bidirecional e com pareamento pelo fator confundidor, i.e. temperatura média ou poluente, foram comparadas aos resultados de uma análise tradicional de séries temporais. Para avaliar o efeito sinérgico entre os fatores de risco, interpretamos representações gráficas de superfícies geradas em modelos bivariados. RESULTADOS: Não foram observadas diferenças entre os resultados das análises case-crossover e da análise de séries temporais. Para mortalidade cardiovascular, estimou-se uma mudança percentual no risco relativo devido a um aumento de 10 ug/m3 na concentração do MP10 e do NO2, respectivamente, de 0,85% (0,45-1,25) e 0,26% (0,04-0,48). O aumento percentual no risco de mortalidade respiratória foi de 1,60% (0,74-2,46) e 1,29% (0,46-2,12), respectivamente para MP10 e O3. O efeito da temperatura foi analisado através das funções ajustadas para parametrizar sua relação com a mortalidade. O padrão observado para mortalidade cardiovascular foi de U-shaped. Para mortalidade respiratória foi de J-espelhado, identificando maior risco relativo em temperaturas altas. As análises case-crossover confirmaram que a associação positiva parametrizada para os poluentes não sofre confusão da temperatura, bem como a curva parametrizada para a temperatura não sofre confusão dos níveis de poluentes na análise de séries temporais. As figuras 3D produzidas pelo modelo bivariado ilustraram a dinâmica interativa entre os fatores de risco. O efeito na mortalidade cardiovascular é positivo em baixas concentrações de NO2 e de O3 combinadas com baixas temperaturas. A dimensão deste efeito é comparável ao efeito de altas concentrações em altas temperaturas. Para mortalidade respiratória, a combinação dos fatores mostra um padrão intuitivo de simples somatória dos efeitos. CONCLUSÕES: Métodos analíticos, como o método case-crossover, com controles mais intrínsecos do que parametrizações para variáveis confundidoras, produziram estimativas de risco relativo na mortalidade semelhantes às geradas na análise tradicional de séries temporais. A simultaneidade de exposição a diferentes níveis de fatores ambientais, como temperatura e poluição, pode gerar condições de efeito combinado tão preocupantes quanto as previstas para extremas concentrações / INTRODUCTION : In a climate change scenario, the description of the association and of the pathophysiological mechanisms linking environmental risk factors, such as temperature and air pollution, and health has been the focus in several epidemiological studies. Exposure to air pollution and weather conditions occurs simultaneously, therefore, in addition to the isolated effect, factors interactions and modification effects are key issue. The present study characterized the effect of temperature and air pollution, both isolated and synergistic effects, on mortality, from secondary data. METHODS: Three methods were applied to evaluate the association of average temperature and average daily concentration of pollutants (PM10, NO2, O3) on mortality caused by cardiovascular diseases among individuals over 40 years old and on mortality caused by respiratory diseases among individuals over 60 years old, in the city of Sao Paulo - Brazil, from 1998 to 2008 . We compared the estimates of relative risk produced in several case-crossover approaches, time-stratified bidirectional and matched by the confounding factor, i.e. average temperature or pollutant, to the results of a traditional time-series analysis. The risk factors synergistic effect was evaluated by the graphical interpretation of response surfaces generated by bivariate models. RESULTS: No statistical differences were observed between the results from the case-crossover and time-series analyses . The relative risk percent changes for cardiovascular mortality associated with an increase of 10 ug/m3 in the 24-h average concentrations of PM10 and NO2 are, respectively, 0.85% (0.45-1.25) and 0.26% (0.04-0.48). The percentage increase in the risk of respiratory mortality was 1.60% (0.74- 2.46) and 1.29% (0.46-2.12), respectively, for PM10 and O3. The effect of temperature was analyzed by smooth functions plots. The pattern observed for cardiovascular mortality was U-shaped. For respiratory mortality, the smooth function was J-shaped horizontal flipped, identifying higher relative risk at hot temperatures. The case-crossover analyzes confirmed that the positive association parameterized for pollutants is unlikely to be caused by confounding by temperature, as well as the parametric curve for temperature is unlikely to be caused by confounding by pollutant levels in time-series analysis. The bivariate model surface plots illustrated the dynamic interaction within the risk factors. The effect on cardiovascular mortality is positive at low concentrations of NO2 and O3 in combination with cold temperatures. The magnitude of this effect is comparable to the effect of high concentrations at hot temperatures. For respiratory mortality, the combination of risk factors is simple summation of effects, with no effect modifications of the original patterns. CONCLUSIONS: Analytical methods such as case-crossover method, controlled for confounding variables by design, produced estimates of relative risk in mortality similar to those generated in the traditional time-series analysis. The simultaneous exposure to several levels of environmental factors, such as temperature and air pollution, may represent conditions as harmful as the predicted to extreme concentrations, due to the combined effect

Foram elaborados modelos de superfície de resposta, a partir de dados da literatura localizados através da técnica de revisão sistemática, para predizer o ganho de peso, consumo de ração e conversão alimentar de frangos de corte em função da energia metabolizável da ração, temperatura ambiente, idade de abate e sexo dos animais. Com as equações elaboradas foi desenvolvido um programa no Microsoft Excel® para, com auxílio da ferramenta Solver, otimizar a lucratividade e o desempenho em função das variáveis que compõem o modelo e de cenários de mercado. Após a elaboração dos modelos de superfície, foram conduzidos dois experimentos subseqüentes, o primeiro com machos e o segundo com fêmeas, com o objetivo de elaborar modelos matemáticos, a partir de dados empíricos, para otimizar a relação custo-benefício e definir estratégias nutricionais considerando características de desempenho, de carcaça e variáveis de mercado. Os tratamentos compreenderam rações baseadas em seis níveis de energia metabolizável aparente corrigida para balanço de nitrogênio (EMAn), em cada uma das cinco fases de alimentação, mantendo-se a relação EMAn:nutrientes, segundo Rostagno et al. (2005). Foram avaliadas as características de desempenho e de carcaça aos 35, 42 e 49 dias de idade e, após a obtenção das equações de regressão, realizada a análise econômica, através de simulações de cenários de mercado, para estabelecer os níveis nutricionais mais adequados em cada situação. Concluiu-se que formulações de ração que visam máximo desempenho e/ou mínimo custo resultam em dietas diferentes das obtidas com formulações que visam máximo retorno econômico. Além disso, os modelos matemáticos desenvolvidos, tanto baseados em conjuntos de dados obtidos da literatura quanto em dados experimentais, constituem uma importante ferramenta, pois possibilitam a predição do ganho de peso, consumo de ração e conversão alimentar e a otimização da lucratividade através da adequação dos níveis nutricionais, idade de abate e temperatura de criação, de acordo com as situações de mercado e sexo dos animais. / This study was carried out to elaborate surface response models, by using data from literature obtained through systematic review, to predict weight gain, feed intake and feed conversion according to metabolizable energy levels, slaughter age, rearing temperature and broiler chickens sex. The equations were used to develop a program in Microsoft Excel® and, with Solver tool, determine the values of the model variables that promote maximum profits and performance. After, it was carried out two experiments, the first one with males and the second one with females, to elaborate mathematical models, by using empiric data, to optimize the cost-benefit relationship and define nutritional strategies considering performance, carcass characteristics and market variables. The treatments were based on six levels of metabolizable energy correct to nitrogen balance (AMEn) in each feed phase, keeping the AMEn:nutrients relationship following Rostagno et al. (2005) recommendations. Carcass and performance characteristics were evaluated at 35, 42, 49 days of age and, after obtained the regression equations, it was elaborated an economic analysis to establish the best nutritional levels in each market situation. In conclusion, feed formulations that look for maximum performance and/or minimum cost result in different diets that those formulated to look for maximum economic outcome. The developed mathematical models, based on either data from literature or experimental data, are an important tool, because they allow prediction of variables such as weight gain, feed intake and feed conversion. Besides, they are useful to optimize profit through nutritional levels, slaughter age and rearing temperature adaptation, according to market situations and birds sex.

INTRODUÇÃO: Em um cenário de mudanças climáticas, o delineamento da associação e dos mecanismos de efeito entre fatores de risco ambientais, como temperatura e poluição, e saúde tornou-se foco de diversos estudos epidemiológicos. À medida que a exposição à poluição e às condições meteorológicas ocorre de forma simultânea, além do efeito isolado, devemos buscar compreender a interação entre tais fatores, observando se atuam como modificadores de efeito. O presente estudo caracterizou o efeito da temperatura e da poluição do ar, isolado e sinérgico, na mortalidade, a partir de dados secundários. MÉ- TODOS: Três tipos de metodologias foram aplicadas para avaliar a associação isolada da temperatura média e da concentração média diária de poluentes (MP10, NO2, O3) na mortalidade de indivíduos acima dos 40 anos por doenças cardiovasculares e na mortalidade de indivíduos acima dos 60 anos por doenças respiratórias, na cidade de São Paulo - Brasil entre 1998 e 2008. As estimativas de risco relativo produzidas em análises case-crossover com pareamento temporal bidirecional e com pareamento pelo fator confundidor, i.e. temperatura média ou poluente, foram comparadas aos resultados de uma análise tradicional de séries temporais. Para avaliar o efeito sinérgico entre os fatores de risco, interpretamos representações gráficas de superfícies geradas em modelos bivariados. RESULTADOS: Não foram observadas diferenças entre os resultados das análises case-crossover e da análise de séries temporais. Para mortalidade cardiovascular, estimou-se uma mudança percentual no risco relativo devido a um aumento de 10 ug/m3 na concentração do MP10 e do NO2, respectivamente, de 0,85% (0,45-1,25) e 0,26% (0,04-0,48). O aumento percentual no risco de mortalidade respiratória foi de 1,60% (0,74-2,46) e 1,29% (0,46-2,12), respectivamente para MP10 e O3. O efeito da temperatura foi analisado através das funções ajustadas para parametrizar sua relação com a mortalidade. O padrão observado para mortalidade cardiovascular foi de U-shaped. Para mortalidade respiratória foi de J-espelhado, identificando maior risco relativo em temperaturas altas. As análises case-crossover confirmaram que a associação positiva parametrizada para os poluentes não sofre confusão da temperatura, bem como a curva parametrizada para a temperatura não sofre confusão dos níveis de poluentes na análise de séries temporais. As figuras 3D produzidas pelo modelo bivariado ilustraram a dinâmica interativa entre os fatores de risco. O efeito na mortalidade cardiovascular é positivo em baixas concentrações de NO2 e de O3 combinadas com baixas temperaturas. A dimensão deste efeito é comparável ao efeito de altas concentrações em altas temperaturas. Para mortalidade respiratória, a combinação dos fatores mostra um padrão intuitivo de simples somatória dos efeitos. CONCLUSÕES: Métodos analíticos, como o método case-crossover, com controles mais intrínsecos do que parametrizações para variáveis confundidoras, produziram estimativas de risco relativo na mortalidade semelhantes às geradas na análise tradicional de séries temporais. A simultaneidade de exposição a diferentes níveis de fatores ambientais, como temperatura e poluição, pode gerar condições de efeito combinado tão preocupantes quanto as previstas para extremas concentrações / INTRODUCTION : In a climate change scenario, the description of the association and of the pathophysiological mechanisms linking environmental risk factors, such as temperature and air pollution, and health has been the focus in several epidemiological studies. Exposure to air pollution and weather conditions occurs simultaneously, therefore, in addition to the isolated effect, factors interactions and modification effects are key issue. The present study characterized the effect of temperature and air pollution, both isolated and synergistic effects, on mortality, from secondary data. METHODS: Three methods were applied to evaluate the association of average temperature and average daily concentration of pollutants (PM10, NO2, O3) on mortality caused by cardiovascular diseases among individuals over 40 years old and on mortality caused by respiratory diseases among individuals over 60 years old, in the city of Sao Paulo - Brazil, from 1998 to 2008 . We compared the estimates of relative risk produced in several case-crossover approaches, time-stratified bidirectional and matched by the confounding factor, i.e. average temperature or pollutant, to the results of a traditional time-series analysis. The risk factors synergistic effect was evaluated by the graphical interpretation of response surfaces generated by bivariate models. RESULTS: No statistical differences were observed between the results from the case-crossover and time-series analyses . The relative risk percent changes for cardiovascular mortality associated with an increase of 10 ug/m3 in the 24-h average concentrations of PM10 and NO2 are, respectively, 0.85% (0.45-1.25) and 0.26% (0.04-0.48). The percentage increase in the risk of respiratory mortality was 1.60% (0.74- 2.46) and 1.29% (0.46-2.12), respectively, for PM10 and O3. The effect of temperature was analyzed by smooth functions plots. The pattern observed for cardiovascular mortality was U-shaped. For respiratory mortality, the smooth function was J-shaped horizontal flipped, identifying higher relative risk at hot temperatures. The case-crossover analyzes confirmed that the positive association parameterized for pollutants is unlikely to be caused by confounding by temperature, as well as the parametric curve for temperature is unlikely to be caused by confounding by pollutant levels in time-series analysis. The bivariate model surface plots illustrated the dynamic interaction within the risk factors. The effect on cardiovascular mortality is positive at low concentrations of NO2 and O3 in combination with cold temperatures. The magnitude of this effect is comparable to the effect of high concentrations at hot temperatures. For respiratory mortality, the combination of risk factors is simple summation of effects, with no effect modifications of the original patterns. CONCLUSIONS: Analytical methods such as case-crossover method, controlled for confounding variables by design, produced estimates of relative risk in mortality similar to those generated in the traditional time-series analysis. The simultaneous exposure to several levels of environmental factors, such as temperature and air pollution, may represent conditions as harmful as the predicted to extreme concentrations, due to the combined effect

Na primeira parte do trabalho, foram investigados materiais ativos para eletro-oxidar etanol e acetaldeído seletivos para a rota C2 (Carbono 2) e, também, ativos para eletro-oxidar hidrogênio molecular, visando a aplicação em células a combustível de hidrogênio indireto. Neste tipo de célula, um processador de combustível externo desidrogena o etanol e os produtos desta reação, contendo H2, acetaldeído e, possivelmente, etanol residual, são direcionados para alimentar o ânodo. Neste sentido, o eletrocatalisador anódico pode ser ativo para a eletro-oxidação de etanol residual, bem como acetaldeído, mas este deve catalisar a reação via C2 com o objetivo de evitar a formação de espécies que envenenam a superfície catalítica (CO ou CHx), ou seja, a ligação C-C deve permanecer intacta. Os eletrocatalisadores bimetálicos foram formados por M/Pt/C (onde M = W, Ru ou Sn) e os produtos reacionais foram analisados por DEMS On-line. Os resultados mostraram que Ru/Pt/C e Sn/Pt/C apresentaram maiores taxas de reação global, no entanto, eles não foram seletivos. Por outro lado, W2/Pt3/C foi mais seletivo para a rota C2, dada a não formação de CH4 e CO2. Além disso, este material também foi ativo e estável para a eletro-oxidação de H2, mesmo na presença de acetaldeído, o que o torna um potencial catalisador para aplicação no ânodo de células a combustível de hidrogênio indireto. Na segunda parte do trabalho, o objetivo foi relacionado com o estudo de eletrocatalisadores seletivos para a rota C1 (Carbono 1). A oxidação eletroquímica do etanol e de seus produtos reacionais foram investigados por DEMS on-line em temperatura ambiente e intermediária (245oC). Para temperatura ambiente, utilizou-se solução aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4) e, para temperatura intermediária, utilizou-se ácido sólido (CsH2PO4) como eletrólito. Os eletrocatalisadores investigados foram formados por SnOxRuOx-Pt/C e Pt/C. Em temperatura ambiente, os resultados de polarização potenciodinâmica mostraram uma maior atividade eletrocatalítica para o material SnOxRuOx-Pt/C, com eficiência de corrente para formação de CO2 de 15,6% contra 15,2% para Pt/C, sob condições estagnantes, sem controle por transporte de massa. O stripping de resíduos reacionais, após a eletro-oxidação de etanol bulk, sob condições de fluxo, mostraram o acúmulo de espécies com 1 átomo de carbono (CO e CHx) que causam o bloqueio dos sítios ativos e são oxidadas eletroquimicamente somente em mais altos potenciais (ca. 1,0 V). Por outro lado, as curvas de polarização a 245oC mostraram maiores valores de eficiências de correntes para formação de CO2 (45% para Pt/C em ambos potenciais 0,5 V e 0,8 V contra 36% e 50% para SnOxRuOx-Pt/C em 0,5 V e 0,8 V respectivamente) quando comparado com os valores obtidos em temperatura ambiente, mas com atividades similares para SnOxRuOx-Pt/C e Pt/C. Para ambos os eletrocatalisadores, os estudos de espectrometria de massas a 245oC evidenciaram que as rotas eletroquímicas ocorrem em paralelo com rotas puramente químicas, envolvendo catálise heterogênea, de decomposição do etanol, produzindo H2 e CO2 como produtos majoritários. / In the first part of this study were investigated active materials to electro-oxidize ethanol and acetaldehyde selective for the C2 route (Carbon 2), besides active to electro-oxidize molecular hydrogen, in order to apply into indirect hydrogen fuel cells. In this type of cell, ethanol can be dehydrogenated in the external fuel processor and the products generated in this reaction, containing H2, acetaldehyde and, possibly, unreacted ethanol are used to feed the fuel cell anode. Therefore, the anode electrocatalyst has to be active to electro-oxidize residual ethanol and acetaldehyde, however, it has to catalyze the reaction via C2 route aiming to avoid the species formation that poison the catalyst surface (CO and CHx), in the other words, the C-C bond should remain intact. The bimetallic electrocatalysts were formed by W, Ru and Sn-modified Pt nanoparticles. The reaction products were followed by on-line differential electrochemical mass spectrometry (DEMS) experiments. The results showed that Ru/Pt/C and Sn/Pt/C presented higher overall reaction rate when compared to the other studied materials, however, they were non-selective. On the other hand, W/Pt/C with high W content was more selective to the C2 route, evidenced by the absence of the DEMS signals for molecules with one carbon atom such as CH4 and CO2. Additionally, this material was active and stable for H2 electro-oxidation even in the acetaldehyde presence, what turns it into a potential electrocatalyst for application in the anode of indirect hydrogen fuel cells. In the second part of this work, we investigated conditions and electrocatalysts selective to the C1 route. The ethanol electro-oxidation and its reaction products were investigated by on-line DEMS at room and intermediate temperature. At room, and intermediate temperature (245oC), the electrolytes were aqueous sulfuric acid and solid-state acid (CsH2PO4), respectively. The catalysts investigated were SnOxRuOx-Pt/C and Pt/C. The results of potentiodynamic polarizations at room temperature showed much higher electrocatalytic activity for the SnOxRuOx-Pt/C material, with current efficiency for CO2 formation of 15.6% against 15.2% for Pt/C under stagnant conditions. The reaction residues stripping after the ethanol electro-oxidation, under continuous flow conditions, showed the accumulation of species containing 1 carbon atom (CO and CHx), which are oxidized just at high potentials (ca. 1.0 V) and they cause the obstruction of the active sites. On the other hand, the polarization curves at 245oC showed higher values of current efficiencies (45% for Pt/C for both potentials 0.5 V and 0.8 V against 36% and 50% to SnOxRuOx-Pt/C at 0.5 V and 0.8 V respectively) for the CO2 formation than at ambient condition, however, with similar activities for SnOxRuOx-Pt/C and Pt/C. For both electrocatalysts, in parallel with the electrochemical pathways, heterogeneous chemical catalysis of ethanol decomposition also takes place, producing H2 and CO2, as major products.

Na primeira parte do trabalho, foram investigados materiais ativos para eletro-oxidar etanol e acetaldeído seletivos para a rota C2 (Carbono 2) e, também, ativos para eletro-oxidar hidrogênio molecular, visando a aplicação em células a combustível de hidrogênio indireto. Neste tipo de célula, um processador de combustível externo desidrogena o etanol e os produtos desta reação, contendo H2, acetaldeído e, possivelmente, etanol residual, são direcionados para alimentar o ânodo. Neste sentido, o eletrocatalisador anódico pode ser ativo para a eletro-oxidação de etanol residual, bem como acetaldeído, mas este deve catalisar a reação via C2 com o objetivo de evitar a formação de espécies que envenenam a superfície catalítica (CO ou CHx), ou seja, a ligação C-C deve permanecer intacta. Os eletrocatalisadores bimetálicos foram formados por M/Pt/C (onde M = W, Ru ou Sn) e os produtos reacionais foram analisados por DEMS On-line. Os resultados mostraram que Ru/Pt/C e Sn/Pt/C apresentaram maiores taxas de reação global, no entanto, eles não foram seletivos. Por outro lado, W2/Pt3/C foi mais seletivo para a rota C2, dada a não formação de CH4 e CO2. Além disso, este material também foi ativo e estável para a eletro-oxidação de H2, mesmo na presença de acetaldeído, o que o torna um potencial catalisador para aplicação no ânodo de células a combustível de hidrogênio indireto. Na segunda parte do trabalho, o objetivo foi relacionado com o estudo de eletrocatalisadores seletivos para a rota C1 (Carbono 1). A oxidação eletroquímica do etanol e de seus produtos reacionais foram investigados por DEMS on-line em temperatura ambiente e intermediária (245oC). Para temperatura ambiente, utilizou-se solução aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4) e, para temperatura intermediária, utilizou-se ácido sólido (CsH2PO4) como eletrólito. Os eletrocatalisadores investigados foram formados por SnOxRuOx-Pt/C e Pt/C. Em temperatura ambiente, os resultados de polarização potenciodinâmica mostraram uma maior atividade eletrocatalítica para o material SnOxRuOx-Pt/C, com eficiência de corrente para formação de CO2 de 15,6% contra 15,2% para Pt/C, sob condições estagnantes, sem controle por transporte de massa. O stripping de resíduos reacionais, após a eletro-oxidação de etanol bulk, sob condições de fluxo, mostraram o acúmulo de espécies com 1 átomo de carbono (CO e CHx) que causam o bloqueio dos sítios ativos e são oxidadas eletroquimicamente somente em mais altos potenciais (ca. 1,0 V). Por outro lado, as curvas de polarização a 245oC mostraram maiores valores de eficiências de correntes para formação de CO2 (45% para Pt/C em ambos potenciais 0,5 V e 0,8 V contra 36% e 50% para SnOxRuOx-Pt/C em 0,5 V e 0,8 V respectivamente) quando comparado com os valores obtidos em temperatura ambiente, mas com atividades similares para SnOxRuOx-Pt/C e Pt/C. Para ambos os eletrocatalisadores, os estudos de espectrometria de massas a 245oC evidenciaram que as rotas eletroquímicas ocorrem em paralelo com rotas puramente químicas, envolvendo catálise heterogênea, de decomposição do etanol, produzindo H2 e CO2 como produtos majoritários. / In the first part of this study were investigated active materials to electro-oxidize ethanol and acetaldehyde selective for the C2 route (Carbon 2), besides active to electro-oxidize molecular hydrogen, in order to apply into indirect hydrogen fuel cells. In this type of cell, ethanol can be dehydrogenated in the external fuel processor and the products generated in this reaction, containing H2, acetaldehyde and, possibly, unreacted ethanol are used to feed the fuel cell anode. Therefore, the anode electrocatalyst has to be active to electro-oxidize residual ethanol and acetaldehyde, however, it has to catalyze the reaction via C2 route aiming to avoid the species formation that poison the catalyst surface (CO and CHx), in the other words, the C-C bond should remain intact. The bimetallic electrocatalysts were formed by W, Ru and Sn-modified Pt nanoparticles. The reaction products were followed by on-line differential electrochemical mass spectrometry (DEMS) experiments. The results showed that Ru/Pt/C and Sn/Pt/C presented higher overall reaction rate when compared to the other studied materials, however, they were non-selective. On the other hand, W/Pt/C with high W content was more selective to the C2 route, evidenced by the absence of the DEMS signals for molecules with one carbon atom such as CH4 and CO2. Additionally, this material was active and stable for H2 electro-oxidation even in the acetaldehyde presence, what turns it into a potential electrocatalyst for application in the anode of indirect hydrogen fuel cells. In the second part of this work, we investigated conditions and electrocatalysts selective to the C1 route. The ethanol electro-oxidation and its reaction products were investigated by on-line DEMS at room and intermediate temperature. At room, and intermediate temperature (245oC), the electrolytes were aqueous sulfuric acid and solid-state acid (CsH2PO4), respectively. The catalysts investigated were SnOxRuOx-Pt/C and Pt/C. The results of potentiodynamic polarizations at room temperature showed much higher electrocatalytic activity for the SnOxRuOx-Pt/C material, with current efficiency for CO2 formation of 15.6% against 15.2% for Pt/C under stagnant conditions. The reaction residues stripping after the ethanol electro-oxidation, under continuous flow conditions, showed the accumulation of species containing 1 carbon atom (CO and CHx), which are oxidized just at high potentials (ca. 1.0 V) and they cause the obstruction of the active sites. On the other hand, the polarization curves at 245oC showed higher values of current efficiencies (45% for Pt/C for both potentials 0.5 V and 0.8 V against 36% and 50% to SnOxRuOx-Pt/C at 0.5 V and 0.8 V respectively) for the CO2 formation than at ambient condition, however, with similar activities for SnOxRuOx-Pt/C and Pt/C. For both electrocatalysts, in parallel with the electrochemical pathways, heterogeneous chemical catalysis of ethanol decomposition also takes place, producing H2 and CO2, as major products.

[pt] Neste trabalho, métodos analíticos baseados na fosforimetria na temperatura ambiente foram desenvolvidos para a determinação de sete compostos policíclicos aromáticos (CPA) sulfurados e nitrogenados presentes do petróleo. Mais especificamente, o objetivo foi o de fornecer ferramentas analíticas que permitissem avaliar e quantificar estes CPA em gasolina e em uma amostra ambiental (sedimento). Adicionalmente, a informação obtida através da fosforimetria mostrou potencial para permitir diferenciar amostras (por exemplo, a identificação de amostras contaminadas) por meio de perfil em três dimensões ou curvas de nível. A aplicação de técnica de varredura sincronizada e o uso do efeito externo seletivo do átomo pesado aumentaram o grau de seletividade e de discriminação entre amostras, pois induziu fosforescência de componentes específicos na amostra e melhorou a resolução espectral dos resultados. Inicialmente, foi feito um estudo das características fosforescentes das substâncias em diferentes condições experimentais, seguido da maximização do sinal fosforescente de cada uma das substâncias nas condições experimentais mais propícias para observação do sinal fosforescente. Para tal, o papel filtro, previamente tratado para redução do sinal de fundo, foi utilizado como substrato sólido para imobilização dos analitos, permitindo a observação de intensa fosforescência na temperatura ambiente. Os parâmetros de mérito das metodologias desenvolvidas para cada um dos analitos em questão foram obtidos. As faixas lineares se estenderam entre 1,0 x 10-7 e 5,0 x 10-4 mol L-1, considerando as concentrações das soluções dos analitos aplicadas no substrato. Os coeficientes de determinação (r2) obtidos ficaram sempre acima de 0,9784. Os limites de detecção absolutos (para 5 µL de amostra) foram todos na ordem do ng, mostrando a capacidade para detecção sensível em termos de massa efetiva de analito. Os testes de repetibilidade mostraram valores variando entre 12 e 18%, o que pode ser considerado satisfatório para a técnica realizada em substrato sólido. Também foram conduzidos estudos de robustez e reprodutibilidade. Alternativamente, sinais fosforescentes foram maximizados em condições experimentais secundárias do ponto de vista da magnitude de sinal, mas potencialmente relevantes do ponto de vista da seletividade. Testes de recuperação indicaram, na maioria dos casos, resultados bastante satisfatórios no caso das misturas sintéticas contendo quantidades eqüimolares de componentes (nesse caso, foram testadas várias combinações de analitos e de interferentes) ou contendo interferentes, em concentrações cinco vezes maior que a do analito de interesse. Nos casos mais críticos em termos de interferências, recursos instrumentais ou quimiométricos foram aplicados para melhorar a seletividade e possibilitar a quantificação. Os métodos desenvolvidos foram testados em amostras simuladas de gasolina, em gasolina comercial e em uma matriz ambiental (sedimento) fortificadas com os analitos de interesse. As recuperações obtidas foram bastante satisfatórias e compreendidas entre 90% e 117%. Estudos envolvendo varreduras de fosforescência total (TPS) também foram realizados, com o intuito de se obter uma impressão digital característica para cada um dos analitos. Testes de TPS em gasolina comercial indicaram a presença de pelo menos seis dos sete analitos estudados, devido à obtenção de perfis espectrais muito semelhantes aos dos padrões. Testes adicionais mostraram a capacidade de identificar contaminações (misturas) na gasolina pela adição de diesel e de querosene. / [en] In this work, analytical methods based on room-temperature phosphorimetry were developed aiming the quantification of seven polycyclic aromatic compounds (PAC) containing sulfur and nitrogen present in petroleum. More specifically, the goal was to obtain analytical tool to allow the evaluation and the quantification of these PCA in sediment and gasoline. In addition, the phosphorimetric information displayed potential for the discrimination of samples (for instance, the identification of contaminated samples) by means of three dimension plots or level curves. The application of synchronized sweeping technique and the use of the selective external heavy atom effect had increased the degree of selectivity and discrimination between samples, since it induces phosphorescence from specific components of the sample and improved the spectral resolution of the results. Initially, a study of the phosphorescent characteristics of the compounds in different experimental conditions was made, followed of the signal maximization in the most appropriate experimental conditions for the observation of phosphorescence. Filter paper, previously treated for background reduction, was employed as solid substrate for the immobilization of analytes. The analytical figures of merit for each one of the methods had been obtained. The linear range varied between 1,0 x 10-7 mol L-1 and 5,0 x 10-4 mol L-1, taking into consideration the concentration of the solutions spotted on the substrate. The determination coefficient values (r2) were always above of 0.9784. The absolute limits of detection (5 µL sample) were in ng order, showing the sensitivity of the developed methods. The repeatability tests had enabled values varying between 12 and 18%, which can be considered satisfactory for solid substrate technique. Robustness and reproducibility studies were also carried out. Additionally, secondary experimental conditions, in terms of signal magnitude, were optimized since these could be relevant from the selective point of view. Recovery tests indicated, in most of the cases, satisfactory results for synthetic mixtures containing equimolar quantities of components (in these cases, several analyte/interferent combinations were tested) and containing interferents in concentrations five times higher than the one of the analytes. In the most critical cases in terms of interferences, instrumental or quimiometric approaches had been applied to improve selectivity and make the quantification possible. The developed methods had been tested in simulated gasoline samples, commercial gasoline and in a sediment sample fortified with the analytes of interest. The obtained recoveries had been considered satisfactory and within 90 and 117%. Total phosphorescence scanning (TPS) studies had been also carried out in order to get the characteristic fingerprint for each one of the compounds of interest. TPS tests in gasoline had indicated the presence of six out of seven of the studied analytes, since very similar fingerprints were obtained. Additional tests had demonstrated the capability of this procedure to detect gasoline contaminations with diesel or kerosene.

Introdução: Concomitante ao processo de envelhecimento populacional, estão ocorrendo mudanças climáticas, sendo a principal delas o aquecimento global. O envelhecimento leva a mudanças tanto nos mecanismos de termorregulação quanto no desempenho cognitivo. Embora inúmeros estudos tenham avaliado o efeito do calor sobre a cognição de adultos jovens, este é um tema praticamente inexplorado na população geriátrica. Objetivos: Avaliar o efeito da exposição ao calor sobre o desempenho cognitivo de idosos saudáveis e identificar fatores que expliquem as variações na susceptibilidade ao estresse térmico nesta população. Casuística e Métodos: 68 idosos com bom desempenho físico e cognitivo realizaram uma bateria de testes neuropsicológicos em duas condições ambientais: 24oC (controle) e 32oC (calor). Através de cinco testes selecionados da Bateria Neuropsicológica Automatizada de Testes de Cambridge (CANTAB), foram avaliados diferentes aspectos do desempenho cognitivo com foco principal em memória, atenção e velocidade de processamento. Um escore composto global de desempenho cognitivo foi criado usando a medida mais representativa de cada um desses testes. Antes e após cada uma das sessões de testes, foram aferidos o peso corporal, a temperatura axilar, a temperatura auricular, a frequência cardíaca e a pressão arterial. Por meio da análise de variância para medidas repetidas (ANOVA), verificou-se a interação entre o efeito da temperatura na cognição (avaliada pelo escore composto global) e características sociodemográficas (idade, sexo, educação, cor), frequência de exercício físico e umidade relativa registrada durante o protocolo de exposição ao calor. Adicionalmente, foi também desenvolvido um modelo de regressão linear multivariada a fim de identificar variáveis independentes que explicariam a susceptibilidade ao estresse pelo calor. Resultados: A idade média da amostra foi de 73,28 anos. 42,9% dos indivíduos relataram praticar atividade física quatro ou mais vezes por semana. As temperaturas auriculares e axilares aumentaram significativamente após a exposição ao calor, sendo que as diferenças médias encontradas foram de 0,55 e 0,43oC respectivamente. Não foram observadas diferenças significativas entre quaisquer medidas individuais de desempenho ou no escore composto global quando comparamos o desempenho cognitivo sob as duas temperaturas experimentais. Na análise de interação, somente os níveis de umidade registrados durante o protocolo de exposição ao calor e a frequência da prática de exercícios modificaram significativamente o efeito da temperatura sobre o desempenho cognitivo. Os sujeitos expostos a maior umidade relativa do ar no protocolo de calor e os voluntários menos ativos apresentaram piora no desempenho cognitivo na sessão a 32oC. Estes achados foram confirmados num modelo de regressão linear totalmente ajustado. Conclusão: A análise principal mostrou que o desempenho cognitivo de idosos com boa funcionalidade não sofreu efeito deletério da exposição ao calor. No entanto, os voluntários expostos ao calor mais úmido e aqueles que relataram menor frequência de exercício físico apresentaram pior desempenho na sessão de calor que na de controle. As variáveis sócio-demográficas como idade, gênero, escolaridade e cor não tiveram influência na susceptibilidade ao estresse térmico / Introduction: Concomitantly to the process of population aging, major climate changes are taking place, among which global warming is regarded as the most important. Aging leads to changes in temperature control mechanisms and is associated with a subtle and progressive decline in cognitive functions. Although a great deal of studies have evaluated the effect of heat on the cognitive performance of young adults, to the best of our knowledge, no studies have directly investigated the effects of warm environments on the cognitive functioning of older adults. Objectives: To evaluate the effect of heat exposure on the cognitive performance of healthy older adults and to identify factors that would explain variations in susceptibility to heat stress in that population. Methods: 68 older adults with both good physical and cognitive performance were requested to take a series of neuropsychological tests under two environmental conditions: at 24oC and 32oC. Five tests from the Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery (CANTAB) were administered to measure different aspects of cognitive functioning while focusing on memory, attention and processing speed. A global composite score of cognitive performance was created, using the most representative measures of each one of those five tests. Before and after each session, measures of auxiliary temperature, tympanic temperature, blood pressure, heart rate, and body weight were obtained. Interaction analysis was carried out using repeated measures analysis of variance (ANOVA) in order to check whether the effect of temperature on cognition, assessed by the global composite score, was modified by sociodemographic characteristics (age, gender, education, race), frequency of physical activity or relative humidity registered during the heat protocol. In addition, a multiple linear regression model has been fitted to identify independent variables that would explain susceptibility to heat stress Results: The mean age of the sample was 73.28 years and 42.9% of the participants reported performing physical activities at least four times a week. Tympanic and auxiliary temperatures increased significantly after the heat exposure with increases of 0.55 and 0.43oC, respectively. No significant differences were observed among any individual measures or the composite score, when comparing the cognitive performance under the two experimental temperatures. In the interaction analysis, only the humidity levels during the heat exposure protocol and the frequency of physical activities significantly modified the effects of temperature on cognitive performance. Participants exposed to higher relative air humidity during the heat protocol and the less active ones have presented worse cognitive performance in the session at 32oC. Those findings have been confirmed by a totally adjusted linear regression model. Conclusion: The main analysis has shown that the cognitive performance of older healthy adults has not had deleterious effect of heat exposure. Nevertheless, the volunteers exposed to more humid heat and those who have reported lower frequency of physical exercises have shown worse performance during the heat session than in the control session. The sociodemographic variables such as age, gender, education and race have not had any influence over susceptibility to heat stress