A associação de substâncias ativas no desenvolvimento de produtos multifuncionais eficazes para a manutenção e restauração da integridade da pele têm sido imprescindível na área cosmética. Desta maneira, destaca-se a associação de filtros solares com substâncias antioxidantes, tais como as vitaminas lipossolúveis e os extratos vegetais, com propriedades de filtros solares biológicos, os quais podem fornecer benefícios únicos à pele, aumentando a proteção contra a radiação UV e melhorando suas condições e aspectos em geral. Ainda, no desenvolvimento de formulações cosméticas é fundamental a seleção rigorosa e o balanço adequado de matérias-primas para a obtenção de produtos seguros, eficazes e estáveis durante todo seu tempo de prateleira. Assim, o objetivo do presente projeto é a avaliação da estabilidade física e química e da eficácia clínica de formulações dermocosméticas contendo filtros solares, vitaminas lipossolúveis e extratos de Ginkgo biloba e de algas marinhas vermelhas. Para tal, foram desenvolvidas 11 formulações fotoprotetoras as quais foram acrescidas ou não dos extratos de Ginkgo biloba ou de algas marinhas vermelhas e/ou de uma associação de vitaminas lipossolúveis. Após a realização de testes preliminares de estabilidade, as formulações F11, F11X e F11N (á base de poliacrilamida, C13-14 isoparafina e lauret-7) não apresentaram sinais de instabilidade e, portanto, foram submetidas à avaliação da estabilidade física (reologia). As formulações F11X e F11N foram consideradas mais estáveis, uma vez que não apresentaram grandes variações nos parâmetros analisados durante o estudo reológico (viscosidade aparente mínima, índice de fluxo, índice de consistência e área de histerese) e foram então utilizadas nos estudos posteriores. No estudo de estabilidade química as formulações contendo as diferentes substâncias ativas apresentaram diferentes prazos de validades, sendo que para a formulação que continha a associação de extratos e vitaminas (F11XVGA), o prazo de validade foi considerado maior quando comparado com as formulações que continham estas substâncias isoladas. Na avaliação da compatibilidade cutânea nenhum sinal clínico ou sensação de desconforto foi observado. No estudo de quantificação do limiar de percepção a uma corrente elétrica a formulação contendo associação de vitaminas e extratos vegetais de Ginkgo biloba e algas marinhas vermelhas proporcionou um aumentou a sensibilidade das fibras Ab devido a um aumento da hidratação, o que é essencial para manter as condições de percepção da pele. Na avaliação do efeito protetor contra as variações do clima a formulação F1XVGA apresentou efeito significativo benéfico na sensação de hidratação da pele e uma tendência em melhorar a sensibilidade das fibras nervosas C e Ad. Após uma única aplicação formulação estudada aumentou o conteúdo aquoso do estrato córneo, mostrando, portanto, efeito hidratante na pele, e ainda protegeu a função barreira da pele. No estudo de eficácia clínica a a formulação multifuncional proposta proporcionou uma melhora na função barreira da pele e uma hidratação que atinge até as camadas mais profundas da epiderme, levando a uma melhora na aparência da pele pela diminuição de rugas e da aspereza cutânea, podendo ser proposta para prevenir e melhorar as condições da pele foto envelhecida. / The association of active substances in the development of multifunctional cosmetic products, to be effective for the maintenance and restoration of skin integrity, have been essential in cosmetic area. Thus, a combination of sunscreen with antioxidant substances, such as liposoluble vitamins derivatives and vegetable extracts may provide unique benefits to the skin, increasing their protection against UV radiation and improving their conditions and appearance. Further, in the development of cosmetic formulations it is essential to assure the selection and balance of raw materials desirable for obtaining safe, efface and stable cosmetic formulations. The objective of this study is to evaluate the physical and chemical stability and clinical efficacy of dermocosmetic formulations containing sunscreens, liposoluble vitamins and Ginkgo biloba and red sea algae extracts For this, formulations it were developed 11sunscrrens which were added or not with vegetables extracts of Ginkgo biloba or from red sea algae and / or a combination of liposoluble vitamins derivatives. After conducting preliminary stability tests, formulations F11, F11X and F11N (based on polyacrylamide, C13-14 isoparaffin and laureth-7) showed no signs of instability and therefore were evaluated for physical stability (rheology). The formulations F11X and F11N were considered more stable, since they do not show variations in the parameters examined during the rheology study (viscosity, flow index, and consistency index, and tixotrophy) and were then used in further studies. In the chemical stability study formulations containing different active substances showed different shelf lives, and the formulation containing the combination of active substances (F11XVGA), the shelf life was considered higher when compared with formulations containing these substances alone. In the assessment of skin compatibility no clinical signs or discomfort was observed. In the current perception threshold study the formulation containing the combination of vitamins and vegetable extracts increased sensitivity of the Ab fibers due to increased hydration, which is essential for maintaining conditions of skin perception. In the evaluations of the protective effect against the environments variations the formulation F1XVGA was effective on the beneficial feeling of hydration of the skin and a tendency to improve the sensitivity of nerve fibers C and Ad. After a single application, the studied formulation increased the water content of the stratum corneum, showing therefore moisturizing effect on the skin, and also protected the skin barrier function. In clinical efficacy study the multifunctional proposed formulation provided an improvement in skin barrier function and hydrations until the deeper layers of the epidermis, leading to an improvement in skin appearance by reducing wrinkles and skin roughness, which can be suggest preventing and improving skin conditions mainly related with photo aging.

Unmanned aerial vehicles, known as UAVs, have evolved over the past two decades to sophisticated aircraft robots able to carry out surveillance, recognition, remote sensing and even attack missions. But there are not many alternatives of autonomous navigation systems for most of these aircraft which still require human intervention to navigate. Devices such as Global Positioning System (GPS) and inertial systems help calculate routes and locate the vehicle on a map among other possibilities, but do not offer solutions to unknown or uncertain circumstances. On the other hand, computer vision techniques have provided many possible applications for intelligent systems such as object recognition, robot localization and reconstruction of 3D maps. This paper explores the use of computer vision and pattern recognition techniques for UAV navigation, and proposes a set of visual features based on color and gradients orientation for image classification. To validate the proposed approach, a system was developed to evaluate the classification and matching of aerial images. The results achieve more than 95% of accuracy and confirm the viability of the selected algorithms and methods for the problem.

A diversidade de espécies presentes no riquíssimo reino vegetal torna o processo de identificação de órgãos foliares uma tarefa muito complexa. A biodiversidade das espécies, associada aos modelos tradicionais de taxonomia, transforma essa tarefa em um verdadeiro desafio para os pesquisadores. Neste trabalho é apresentada uma nova abordagem para identificação de espécies vegetais baseada em características internas dos órgãos foliares. A coleta de informações é realizada através de técnicas de visão computacional e análise de imagens, através das quais são extraídas características relativas à complexidade (dimensão fractal) e biometria dos órgãos foliares. A eficiência da metodologia desenvolvida foi avaliada em casos reais de identificação de espécies, em que foram utilizados dois conjuntos de imagens: espécies da Mata Atlântica e do Cerrado brasileiro, e espécies de maracujás silvestres do gênero Passiflora. Para classificação das espécies foram utilizadas as técnicas de reconhecimento padrões de análise de agrupamentos e redes neurais artificiais. / The plant species diversity makes their correct identification a very complex task. The traditional taxonomy models, associated with species biodiversity, has been transformed this task in a challenger for the researches. This work presents a new approach to plant species identification, based on internal characteristics of leaf form. The data are collected by computer vision and shape analysis techniques, which extracts features from complexity (fractal dimension) and biometry of plant species. The methodology efficiency was evaluated with real cases of species identification: digital images of Mata Atlântica and brazilian Cerrado species; and passion fruit species of genus Passiflora. The species classifications are performed using pattern recognition techniques as clustering and artificial neural networks.

A presente pesquisa teve por objetivo a investigação da influência do tamanho de partículas floculadas na eficiência da clarificação de águas para abastecimento por flotação por ar dissolvido (FAD) com o emprego de método e equipamento para a aquisição e análise de imagens especialmente desenvolvidos, tendo em vista à caracterização da distribuição de tamanho de flocos e microbolhas de ar, bem como, o estudo dos aglomerados bolhas-floco (em termos de número de microbolhas de ar aderidas e velocidade ascensional) presentes no processo de flotação e comparação dos dados experimentais àqueles obtidos em simulação com o emprego do modelo matemático proposto por Reali (1991). Os ensaios foram realizados com água sintética (turbidez de 7,5±0,2 NTU; cor aparente de 38±1 uC; alcalinidade de 29,8±0,6 mg\'CA\'CO IND.3\'/L; condutividade de 59,3±0,8 \'mü\'S/cm; UV254nm de 0,128±0,004 \'CM POT.-1\'), a qual foi coagulada com a aplicação de 1,9 mg/L de \'AL POT. 3+\' (pH de 6,6±0,05) e divididos em duas Fases: Fase 1 - ensaios preliminares realizados em escala de laboratório, com o emprego do flotateste; Fase 2 - ensaios realizados em unidade piloto de flotação. Os resultados alcançados demonstraram que: i) a distribuição de tamanho de partículas floculadas influenciou diretamente a clarificação por flotação da água em estudo, sendo que as melhores condições de floculação foram aquelas que conduziram à formação, em sua maioria, de partículas floculadas com diâmetro médio de Feret acima de 300 \'mü\'m; ii) os menores valores residuais dos parâmetros analisados na água em estudo foram alcançados com o emprego do tempo de floculação de 17 min, entretanto a FAD foi capaz de operar também com boa eficiência com a utilização de tempo de floculação de 10 min; iii) o método e equipamento desenvolvidos nesta pesquisa para a aquisição e análise de imagens demonstraram constituir importantes ferramentas para a obtenção das distribuições de tamanho de flocos e microbolhas de ar, bem como, para a determinação do número de microbolhas de ar aderidas às superfícies dos flocos e da velocidade ascensional dos aglomerados bolhas-floco gerados no processo de flotação; iv) mesmo com as diversas simplificações adotadas no desenvolvimento do modelo matemático analisado e considerando as condições experimentais utilizadas nesta pesquisa, foi possível verificar para a água em estudo e para as condições operacionais empregadas nesta pesquisa, que a modelação matemática proposta por Reali (1991) foi capaz de fornecer subsídios para uma adequada estimativa do número de microbolhas de ar aderidas aos flocos, bem como, das velocidades ascensionais dos aglomerados bolhas-floco. / The goal of this research was to investigate the flocculated particles size distribution influence on the dissolved air flotation (DAF) efficiency. Special image acquisition method and equipment were used to characterize the flocculated particles and air microbubbles size distribution, as well as, the clusters (in terms of microbubbles number adhered and rise velocity) in the contact zone outlet of the DAF unit. Besides that, the experimental results were compared with those obtained from the DAF modeling proposed by Reali (1991). The trials were carried out with synthetic water (temperature of 26.0 ± 0.5oC; turbidity of 7.5±0.2 NTU; apparent color of 38±1 CU; alkalinity of 29.8±0.6 mg\'CA\'\'CO IND.3\'/L; conductivity of 59.3±0.8 \'mü\'S/cm; UV254nm of 0.128±0.004 \'CM POT.-1\'), that it was coagulated by applying 1.9 mg/L of \'AL POT.3+\' (22.5 mg/L alum). The trials were divided into two phases: Phase 1 - preliminary tests carried out in laboratory facilities (flotatest); Phase 2 - tests carried out in pilot facilities (DAF pilot unit). The results showed that: i) the flocculation conditions interfered directly on the efficiency of DAF process, and the best flocculation conditions were those that conducted to formation of flocculated particles size with Feret mean diameter above 300 \'mü\'m; ii) the best results were obtained applying flocculation time of 17 min, however, DAF was also capable of operating with a satisfactory efficiency when applying flocculation time of 10 min; iii) the special image acquisition method and equipment developed in this research proved to be a important tool to characterize the flocculated particles and air microbubbles size distribution, as well as, the number of air microbubbles adhered to the flocs surface and the clusters rise velocity; iv) the DAF modeling developed by Reali (1991) provided a reliable prediction of the microbubbles number adhered to the flocs surface, as well as, the clusters rise velocity.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sabrina Passoni.pdf: 6849418 bytes, checksum: 548846a6a7358d6de92338d9345d4f38 (MD5) Previous issue date: 2013-07-31 / The X-ray computed microtomography (CT) represents a non-invasive technique that can be used with success to analyze physical properties by the soil scientists without destroying the structure of the soil. The technique has as advantage over conventional methods the characterization of the soil porous system in three dimensions, which allow morphological property analyses such as connectivity and tortuosity of the pores. However, as the soil is a non-homogeneous and complex system, the CT technique needs specific methodologies for digital image processing, mainly during the segmentation procedure. The objectives of this work were: 1) to develop a methodology for microtomographic digital image processing; 2) to characterize the soil structure by using micromorphology analysis of samples submitted to non-tillage and conventional systems collected in three distinct layers (0-10, 10-20 and 20-30 cm); and 3) to identify possible changes in the porous system of the soil analyzed due to the effect of different management systems. The use of the CT technique and the procedures adopted for microtomographic digital image processing show to be efficient for the micromorphologic characterization of soil porous system. Soil under non-tillage system presented the best results from the agricultural point of view regarding porosity, total number of pores, connectivity and tortuosity in comparison to the conventional tillage. / A microtomografia computadorizada de raios X (μCT) é uma técnica não-invasiva, que pode ser usada com sucesso para analisar as propriedades físicas do solo pelos cientistas, sem destruir a estrutura do solo. A técnica apresenta vantagens sobre os métodos convencionais: a caracterização do sistema poroso do solo em três dimensões, a qual permite análises de propriedades morfológicas, tais como a conectividade e tortuosidade dos poros. No entanto, como o solo é um sistema não-homogêneo e complexo, a técnica de μTC necessita de metodologias específicas para o processamento de imagens digitais, principalmente durante o processo de segmentação. Os objetivos deste trabalho foram: 1) desenvolver uma metodologia de processamento digital de imagens microtomográficas; 2) caracterizar a estrutura do solo por meio de análise micromorfológica das amostras submetidas a sistemas plantio direto e plantio convencional coletadas em três camadas distintas (0-10, 10-20 e 20-30 cm) e 3), identificar possíveis alterações no sistema poroso do solo analisado, devido ao efeito de diferentes sistemas de manejo. O uso da técnica de tomografia computadorizada e os procedimentos adotados para o processamento de imagem digital microtomográfica mostrou-se eficiente para a caracterização micromorfológica do sistema poroso do solo. Os dados do solo sob sistema de plantio direto apresentou os melhores resultados do ponto de vista agrícola sobre a porosidade, o número total de poros, conectividade e tortuosidade em comparação com o plantio convencional.

O controle da ocorrência de injúrias mecânicas de sementes, assunto de preocupação constante entre pesquisadores e produtores, deve ser priorizado para assegurar que apenas lotes de sementes com alto nível de desempenho sejam comercializados e utilizados pelos consumidores. Nesse contexto, visando avaliar a ocorrência de injúrias e os diferentes horários de colheita mecânica, com variações no grau de umidade das sementes durante o dia e sua influência na obtenção de lotes de sementes com alto nível de desempenho durante o armazenamento; a eficiência do uso da técnica de raios X na identificação de injúrias mecânicas e análises SVIS®, em comparação com procedimentos tradicionalmente utilizados para avaliação do vigor entre lotes de sementes, essa pesquisa teve como objetivo avaliar os possíveis efeitos imediatos e latentes da colheita mecanizada e sua relação com a ocorrência de injúrias mecânicas em sementes de trigo e os eventuais prejuízos causados à germinação e ao vigor das sementes. Utilizaram-se amostras de sementes dos cultivares BRS 208, BRS 220 e IPR 85, colhidas mecanicamente, em três horários distintos (11h, 14h e às 17h) e amostras em plantas colhidas e trilhadas manualmente, às 14h. O desempenho das sementes foi verificado durante 18 meses de armazenamento, por meio de avaliações da germinação, vigor e técnicas de análise de imagens. Constatou-se que a colheita mecanizada de sementes de trigo, com grau de umidade adequado, não afeta o potencial fisiológico das sementes obtidas, por períodos de até 18 meses de armazenamento. O uso do sistema computadorizado de análise de imagens de plântulas (SVIS®) é alternativa promissora para pesquisas com lotes de sementes de potencial fisiológico elevado. O teste de raios X é eficiente na identificação de injúrias mecânicas em sementes de trigo e permite estabelecer relações entre a severidade das injúrias e os efeitos causados à germinação. / The control of seed mechanical injuries occurrence, a constant concern among researchers and producers, must be a priority to ensure that only seed lots with high performance are commercialized and used by consumers. In order to evaluate the occurrence of injuries and the different periods of the day of mechanical harvesting, with variations of the seed moisture content during the day and the effects to obtain seed lots of high performance during storage; the X-ray technique efficiency in identifying mechanical injuries and SVIS® analysis compared to traditional procedures used to evaluate vigor between seed lots, this research aimed to evaluate mechanized harvesting, the immediate and latent effects, and its relation with mechanical injuries occurrence in wheat seeds and the possible damage caused to seed germination and vigor. Seed samples of BRS 208, BRS 220 and IPR 85 cultivars, mechanically harvested at 11:00 a.m., 2:00 p.m. and 5:00 p.m. and samples harvested and threshed manually at 2:00 p.m. were evaluated. Seed performance was evaluated by seed germination and vigor, and also image analysis technique for 18 months of storage. Results showed that wheat seeds mechanically harvested with adequate moisture content, do not show loss in the physiological potential after 18 months of storage. The use of seedling vigor imaging system (SVIS®) is a promising alternative for seed lots of high physiological potential. The Xray test is efficient to identify mechanical injuries in wheat seeds allowing the establishment of a relationship between the injuries severity and the effects to the germination process.

Neste trabalho, se pretende caracterizar a morfologia de filmes finos poliméricos por meio de técnicas de processamento de imagens, utilizando principalmente a geometria computacional e técnicas de classificação de padrões. Os objetivos principais foram quantificar as grandezas geométricas das estruturas observadas nos filmes finos e descrever padrões de superfície formados nestes filmes. Foram estudadas imagens obtidas por microscopia de força atômica (AFM) de amostras de filmes finos SEBS [poliestireno-poli(etileno-co-butileno)-poliestireno], depositados sobre um substrato de mica por técnicas de imersão. Os filmes finos SEBS são considerados de grande interesse devido à formação de estruturas auto-organizadas na escala nanométrica. A caracterização e a obtenção da morfometria dos filmes são de relevância neste trabalho, pois contribuem para o entendimento da dinâmica de formação destes padrões nas nanoestruturas estudadas. Foram analisadas diferentes morfologias, como forma de gotículas com anéis concêntricos e forma de tiras e pontos regularmente espaçados. Os resultados obtidos permitem caracterizar os padrões observados. / In this work, we intend to characterize the morphology of polymer thin films by techniques of image processing, mainly using computational geometry and pattern classification. The main objectives were to quantify the geometrical structures observed in thin films and describe surface patterns formed in these films. Were studied images obtained by atomic force microscopy (AFM) of SEBS [polystyrene-poly(ethylene-co-butylene)-polystyrene] thin films samples, deposited on a mica substrate by dip-coating technique . SEBS thin film polymers have great interest due to the formation of self-organized structures on the nanometer scale. The characterization and obtaining measurements of the morphology of the thin films are of relevance in this work, because they contribute to the understanding of the formation dynamics of these patterns in nanostructures studied. We analyzed different morphologies, such as droplets form with concentric rings and stripe and regularly spaced points forms. The results allow to characterize the observed patterns.

A padronização para a fabricação de instrumentos endodônticos em aço inoxidável contribuiu para o desenvolvimento de novos aspectos geométricos. Surgiram propostas de alterações no desenho da haste helicoidal, da seção reta transversal, da ponta, da conicidade e do diâmetro na extremidade (D0). Concomitantemente, o emprego de ligas em Níquel-Titânio possibilitou a produção de instrumentos acionados a motor, largamente empregados hoje. A cada ano a indústria lança instrumentos com diversas modificações, sem, contudo, disponibilizar informações suficientes quanto às implicações clínicas destas modificações. Existe um crescente interesse no estudo dos diferentes aspectos geométricos e sua precisa metrologia. Tradicionalmente, a aferição de aspectos geométricos de instrumentos endodônticos é realizada visualmente através de microscopia ótica. Entretanto, esse procedimento visual é lento e subjetivo. Este trabalho propõe um novo método para a metrologia de instrumentos endodônticos baseado no microscópio eletrônico de varredura e na análise digital das imagens. A profundidade de campo do MEV permite obter a imagem de todo o relevo do instrumento endodôntico a uma distância de trabalho constante. Além disso, as imagens obtidas pelo detector de elétrons retro-espalhados possuem menos artefatos e sombras, tornando a obtenção e análise das imagens mais fáceis. Adicionalmente a análise das imagens permite formas de mensuração mais eficientes, com maior velocidade e qualidade. Um porta-amostras específico foi adaptado para obtenção das imagens dos instrumentos endodônticos. Ele é composto de um conector elétrico múltiplo com terminais parafusados de 12 pólos com 4 mm de diâmetro, numa base de alumínio coberta por discos de ouro. Os nichos do conector (terminais fêmeas) têm diâmetro apropriado (2,5 mm) para o encaixe dos instrumentos endodônticos. Outrossim, o posicionamento ordenado dos referidos instrumentos no conector elétrico permite a aquisição automatizada das imagens no MEV. Os alvos de ouro produzem, nas imagens de elétrons retro-espalhados, melhor contraste de número atômico entre o fundo em ouro e os instrumentos. No porta-amostras desenvolvido, os discos que compõem o fundo em ouro são na verdade, alvos do aparelho metalizador, comumente encontrados em laboratórios de MEV. Para cada instrumento, imagens de quatro a seis campos adjacentes de 100X de aumento são automaticamente obtidas para cobrir todo o comprimento do instrumento com a magnificação e resolução requeridas (3,12 m/pixel). As imagens obtidas são processadas e analisadas pelos programas Axiovision e KS400. Primeiro elas são dispostas num campo único estendido de cada instrumento por um procedimento de alinhamento semi-automático baseado na inter-relação com o Axiovision. Então a imagem de cada instrumento passa por uma rotina automatizada de análise de imagens no KS400. A rotina segue uma sequência padrão: pré-processamento, segmentação, pós-processamento e mensuração dos aspectos geométricos. / The standardization of stainless steel endodontic instruments has contributed to the development of new geometric features. Many design changes in tip shape, cross section, tapering and diameters have come out. At the same time, the use of Ni-Ti alloys enabled the production of rotary instruments, which are widely employed nowadays. In fact, the industry continuously releases novel instruments with different designs. Nevertheless, not enough information is provided about these modifications and their clinical impacts. Thus, there is a growing interest in the study of these different geometric features and their accurate metrology. Traditionally, the measurement of geometric aspects in endodontic instruments is made visually under an optical microscope. However, this visual procedure is subjective and slow. This work proposes a new method for the metrology of endodontic instruments based on scanning electron microscope (SEM) and digital image analysis. The superior depth of field of the SEM allows the whole relief of an endodontic instrument to be imaged at a constant working distance. Moreover, the images from the back-scattered electrons (BSE) detector have less artifacts and shadows, making the image analysis task easier. In addition, image analysis provides efficient ways of measuring with greater speed and statistical quality. A specific sample holder was adapted for the task of imaging endodontic files. It is composed of a multiple electrical connector, a 12 pole screw terminal strip (4 mm), on an aluminum base covered by gold plates. The holes (female terminals) in the electrical connector have an appropriate diameter (2.5 mm) to fix the endodontic instruments. Besides, the ordered placement of endodontic instruments on the electrical connector allows automating image acquisition in the SEM. The gold plates produce, in BSE images, greater atomic number contrast between the gold background and the instruments. In the built sample holder, the gold plates are in fact gold targets of a sputter coater, because it is a material commonly present in SEM labs. For each file, 4 to 6 adjacent fields at 100X are automatically imaged, to cover its entire length with the required magnification and resolution (3.12 m/pixel). These acquired images are processed and analyzed by AxioVision and KS400 softwares. First, they are assembled in a single extended field image of each instrument by a semi-automated alignment procedure based on cross-correlation in AxioVision. Then, the image of each entire instrument passes through a fully automated image analysis routine in KS400. This routine follows the image analysis standard sequence: pre-processing, segmentation, post-processing and measurement of geometric aspects. The obtained results are consistent with manual measurements but the proposed method is faster. Since assembling 4 to 6 BSE images in an extended field image is the only step that is not fully automated, the proposed method depends much less on the subjectivity of the human operator.

A presente pesquisa teve por objetivo a investigação da influência do tamanho de partículas floculadas na eficiência da clarificação de águas para abastecimento por flotação por ar dissolvido (FAD) com o emprego de método e equipamento para a aquisição e análise de imagens especialmente desenvolvidos, tendo em vista à caracterização da distribuição de tamanho de flocos e microbolhas de ar, bem como, o estudo dos aglomerados bolhas-floco (em termos de número de microbolhas de ar aderidas e velocidade ascensional) presentes no processo de flotação e comparação dos dados experimentais àqueles obtidos em simulação com o emprego do modelo matemático proposto por Reali (1991). Os ensaios foram realizados com água sintética (turbidez de 7,5±0,2 NTU; cor aparente de 38±1 uC; alcalinidade de 29,8±0,6 mg\'CA\'CO IND.3\'/L; condutividade de 59,3±0,8 \'mü\'S/cm; UV254nm de 0,128±0,004 \'CM POT.-1\'), a qual foi coagulada com a aplicação de 1,9 mg/L de \'AL POT. 3+\' (pH de 6,6±0,05) e divididos em duas Fases: Fase 1 - ensaios preliminares realizados em escala de laboratório, com o emprego do flotateste; Fase 2 - ensaios realizados em unidade piloto de flotação. Os resultados alcançados demonstraram que: i) a distribuição de tamanho de partículas floculadas influenciou diretamente a clarificação por flotação da água em estudo, sendo que as melhores condições de floculação foram aquelas que conduziram à formação, em sua maioria, de partículas floculadas com diâmetro médio de Feret acima de 300 \'mü\'m; ii) os menores valores residuais dos parâmetros analisados na água em estudo foram alcançados com o emprego do tempo de floculação de 17 min, entretanto a FAD foi capaz de operar também com boa eficiência com a utilização de tempo de floculação de 10 min; iii) o método e equipamento desenvolvidos nesta pesquisa para a aquisição e análise de imagens demonstraram constituir importantes ferramentas para a obtenção das distribuições de tamanho de flocos e microbolhas de ar, bem como, para a determinação do número de microbolhas de ar aderidas às superfícies dos flocos e da velocidade ascensional dos aglomerados bolhas-floco gerados no processo de flotação; iv) mesmo com as diversas simplificações adotadas no desenvolvimento do modelo matemático analisado e considerando as condições experimentais utilizadas nesta pesquisa, foi possível verificar para a água em estudo e para as condições operacionais empregadas nesta pesquisa, que a modelação matemática proposta por Reali (1991) foi capaz de fornecer subsídios para uma adequada estimativa do número de microbolhas de ar aderidas aos flocos, bem como, das velocidades ascensionais dos aglomerados bolhas-floco. / The goal of this research was to investigate the flocculated particles size distribution influence on the dissolved air flotation (DAF) efficiency. Special image acquisition method and equipment were used to characterize the flocculated particles and air microbubbles size distribution, as well as, the clusters (in terms of microbubbles number adhered and rise velocity) in the contact zone outlet of the DAF unit. Besides that, the experimental results were compared with those obtained from the DAF modeling proposed by Reali (1991). The trials were carried out with synthetic water (temperature of 26.0 ± 0.5oC; turbidity of 7.5±0.2 NTU; apparent color of 38±1 CU; alkalinity of 29.8±0.6 mg\'CA\'\'CO IND.3\'/L; conductivity of 59.3±0.8 \'mü\'S/cm; UV254nm of 0.128±0.004 \'CM POT.-1\'), that it was coagulated by applying 1.9 mg/L of \'AL POT.3+\' (22.5 mg/L alum). The trials were divided into two phases: Phase 1 - preliminary tests carried out in laboratory facilities (flotatest); Phase 2 - tests carried out in pilot facilities (DAF pilot unit). The results showed that: i) the flocculation conditions interfered directly on the efficiency of DAF process, and the best flocculation conditions were those that conducted to formation of flocculated particles size with Feret mean diameter above 300 \'mü\'m; ii) the best results were obtained applying flocculation time of 17 min, however, DAF was also capable of operating with a satisfactory efficiency when applying flocculation time of 10 min; iii) the special image acquisition method and equipment developed in this research proved to be a important tool to characterize the flocculated particles and air microbubbles size distribution, as well as, the number of air microbubbles adhered to the flocs surface and the clusters rise velocity; iv) the DAF modeling developed by Reali (1991) provided a reliable prediction of the microbubbles number adhered to the flocs surface, as well as, the clusters rise velocity.

O objetivo deste trabalho é apresentar os métodos originais em Bioinformática desenvolvidos para a análise estatística na interpretação dos dados de duas técnicas baseadas em imagens: a técnica de microarranjos de DNA e a técnica de ressonância magnética funcional. O interesse principal é abordar essas técnicas experimentais quando enfrenta-se uma situação clara de amostras escassas, isto é, quando existem relativamente poucas observações experimentais do fenômeno estudado, sendo a análise individual/personalizada o representante extremo desta situação, que tem que ser resolvida. Para tanto, opta-se pelo uso da Inferência Bayesiana no contexto da Teoria da Decisão sob Incerteza, implementada computacionalmente sob o arcabouço dos Sistemas de Suporte à Decisão. Ambas as tecnologias estudadas produzem dados complexos, baseados na interpretação das diferenças entre imagens obtidas da resposta do sistema a um estímulo e da resposta numa situação controle. O resultado deste trabalho é o desenvolvimento de dois sistemas de suporte à decisão, chamados HTself e Dotslashen, para a análise de dados de microarranjos e ressonância magnética funcional, respectivamente; e de seus métodos matemáticos/computacionais subjacentes. Os sistemas desenvolvidos extraem conhecimento racional de bancos-de-dados normativos, através de modelos matemáticos específicos, contornando então o problema de amostras escassas. Finalmente, neste trabalho são descritas aplicações a problemas reais, para destacar a utilidade dos sistemas de suporte à decisão desenvolvidos nas áreas de Biologia Molecular e Neuroimagem Funcional. / The goal of this work is to present the novel Bioinformatics methods that were developed aiming the statistical analysis of two image-based techniques: DNA microarrays and functional magnetic resonance imaging. The main interest is to approach these experimental techniques in small sample size situations, i.e., when there are relatively few experimental observations of the phenomena of interest, for which the case of single subject/datum analysis is its most extreme. In order to approach these problems we chose to use Bayesian Inference in the context of the Decision Theory under Uncertainty, computationally implemented under the Decision Support Systems framework. Both technologies produce complex data, based on the interpretation of differences between images from the response to a given stimulus and the control situation. The result of this work is the development of two decision support systems, called HTself and Dotslashen, to analyze microarray and functional magnetic resonance imaging data, respectively; and the underling mathematical and computational methods. These systems use the rational knowledge from normative databases implemented in specific mathematical models, overcoming the problem of small sample size. Finally, in this work it is described applications to real problems in order to stress the utility for Molecular Biology and Functional Neuroimaging of the developed decision support systems.