[pt] A interpretação de falhas sísmicas é uma tarefa complexa e trabalhosa, que está sujeita à experiência do geólogo. Normalmente ela é auxiliada pela análise de atributos sísmicos, que podem não ser suficientes para uma clara visualização das falhas. Este trabalho realiza uma análise dos métodos atuais que utilizam ACO para o realce de atributos de falha, de forma a entender a contribuição de cada etapa para o resultado. Com base nessa análise, um novo método é proposto, o qual elimina as fraquezas encontradas de forma a buscar uma convergência mais estável e rápida ao resultado. / [en] The interpretation of seismic faults is a complex and labourious task, which is dependent on the experience of the geologist. The interpretation is normally aided by seismic attributes. However, they may not be enough for a clear visualization nor to be used in automatic extraction methods. This dissertation accomplishes an examination of the state of the art ACO algorithms for fault enhancement. This study reveals the importance, contributions and weaknesses of each step of these methods. From there, a new method is proposed, which eliminates some of the problems found, acquiring a more stable and quick convergence of the end result.

O objetivo deste trabalho é apresentar uma nova abordagem para obtenção de configurações para sistemas de distribuição de energia elétrica com o intuito de minimizar o valor de perdas ativas sem violar as restrições operacionais. Para isso, considera-se que os sistemas de distribuição estão operando em regime permanente e que suas fases estão equilibradas e simétricas, podendo o sistema ser representado por um diagrama unifilar. A reconfiguração é feita de forma a redistribuir os fluxos de corrente nas linhas, transferindo cargas entre os alimentadores e melhorando o perfil de tensão ao longo do sistema. O problema de reconfiguração do sistema pode ser formulado como um problema de programação não-linear inteiro misto. Devido à explosão combinatorial inerente a este tipo de problema, a resolução do mesmo por técnicas de otimização clássicas torna-se pouco atraente, dando espaço para técnicas heurísticas e metaheurísticas. Essas outras, mesmo não garantindo o ótimo global, são capazes de encontrar boas soluções em um espaço de tempo relativamente curto. Para a resolução do problema de reconfiguração, utilizou-se uma nova metodologia baseada no comportamento de colônias de formigas em busca de alimento na natureza. Nesta, formigas artificiais (agentes) exploram o meio ambiente (sistema de distribuição) e trocam informações para tentar encontrar a topologia que apresente os menores valores de perdas ativas. Para o cálculo das perdas, este trabalho também apresenta uma nova abordagem para resolução do problema de fluxo de potência (FP) em sistemas de distribuição radial. O fluxo de potência é uma ferramenta básica utilizada pelos centros de controle para determinar os estados e condições operacionais desses sistemas de potência. Basicamente, as metodologias empregadas para o cálculo do fluxo de potência são baseadas nos métodos clássicos de Newton ou Gauss. Mas em sistemas de distribuição de energia, devido a particularidades inerentes a estes, como a alta relação entre resistência e reatância das linhas (r/x) e a operação radial, estes métodos apresentam problemas de convergência e se tornam ineficientes na maioria das vezes. A abordagem consiste na associação dos métodos da função penalidade e de Newton. O mal-condicionamento da matriz Jacobiana de Newton é resolvido pela associação com o método da função penalidade. São apresentados testes realizados em sistemas de 5 barras, 16 barras, 33 barras, 69 barras e 136 barras para avaliar a potencialidade das técnicas propostas. Os resultados são considerados bons ou muito bons quando comparado com as técnicas existentes atualmente. / The objective of this work is to present a novel methodology for obtaining new configurations of the distribution system in order to minimize the active power losses without violating operational constraints. For this, it is considered that any distribution system is operating in a steady state and that it is balanced, therefore it can be represented by a one-line diagram. The reconfiguration is done in order to redistribute de current flows on the distribution power lines, transferring loads among the feeders and improving the voltage profile along the system. Such problem can be formulated as a mixed integer nonlinear programming problem. Due to its inherent combinatorial characteristic and since its solution by classic optimization techniques is not appealing, heuristic and metaheuristic techniques are thus better suited for its solution. Although these latter do not guarantee a global optimum, they are able to find good solutions in a relatively short time. The solution of the reconfiguration problem in this approach makes use of a novel methodology based on ant colony behavior, when these search for victuals in nature. In this technique, the artificial ants (agents) explore the environment (distribution system) and exchange information among them in order to find the topology that provides the smallest active losses. For the active losses calculation, this work also presents a novel approach for the solution of the power flow problem for radial distribution systems. The solution of the power flow problem is used by system operators in order to determine the state and operational conditions of power systems. Basically, the most common techniques used in the power flow solution are based on either Newton\'s or Gauss\' approaches. However, due to particular characteristics of distribution systems such as the high ratio of r/x and the radial topology, these methods present convergence problems and are not efficient in most of the cases. Thus, this novel technique consists in associating Newton\'s and the penalty function approaches. The matter of the ill-conditioned Jacobian matrix in Newton\'s method is overcome with the penalty function method. Some tests performed in different systems are then presented in order to assess the effectiveness of both proposed techniques.

Formigas são insetos eusociais intensamente dependentes da comunicação química, possuindo características morfológicas, bioquímicas, fisiológicas e comportamentais adaptadas a um estilo de vida circundado por mensagens químicas. Esta peculiaridade olfativa do ponto de vista biológico, reflete nos padrões altamente polimórficos encontrados nas colônias dos grupos mais derivados, como as formigas cortadeiras (Attini). Assim, as castas e sub castas encontradas nos ninhos de formigas do gênero Atta, possuiriam características, como os órgãos olfativos e a sensibilidade eletrofisiológica, variáveis de acordo com seus tamanhos corpóreos e funções exercidas na colônia. Portanto, haveria uma correlação direta ou indireta do tamanho das formigas, os perfis comportamentais e comunicação química nessas espécies. Essa relação poderia ser vista em diversas atividades, como a limpeza entre os indivíduos e a troca de alimentos via oral. Dessa forma, a presente tese foca na interação entre o polimorfismo, polietismo e comunicação química nas formigas de Atta sexdens. Ainda descreve a participação das operárias e rainha nos comportamentos de grooming e trofalaxia, ligando-os à possível função de dispersão de hidrocarbonetos de cutícula na colônia. A tese esta dividida em quatro capítulos. O Capítulo 1, compreendeu uma introdução dos conhecimentos abordados em toda tese, e as linhas gerais do trabalho. No Capítulo 2, foi realizado uma descrição quantitativa e qualitativa das sensilas em todas as castas e sub castas encontradas em ninhos de A. sexdens. Os resultados indicaram que esses órgãos sensoriais variaram de acordo com os padrões polimórficos e perfis etológicos. O Capítulo 3 abordou as respostas eletrofisiológicas da antenas a diferentes feromônios, comparando todos os grupos polimórficos de A. sexdens. Foram observados neste caso, similaridades e discrepâncias na sensibilidade aos conteúdos das glândulas de veneno, Dufour e mandibular entre as sub castas (jardineiras, generalistas, forrageiras e soldados), e também entre os machos e rainhas, possibilitando a correlação com as atividades que exercem no ninho. No Capítulo 4 investigou-se a participação de cada tipo de operárias de A. sexdens nos comportamentos de trofalaxia, allogrooming e self-grooming, relacionando-os com a presença da rainha dentro da câmara. Adicionalmente, frente aos resultados, as diferentes ações das sub castas nesses comportamentos puderam ser associadas à possível importância da limpeza e troca de alimentos na dispersão de compostos de reconhecimento e formadores do gestalt químico da colônia. Estes resultados, contribuem para uma melhor compreensão do complexo cenário sustentado pela eusocialidade, ecologia química, percepção olfativa e comportamento nas formigas cortadeiras. / Ants are eusocial insects intensely dependent on chemical communication. They have morphological, biochemical, physiological and behavioral features adapted to a life surrounded by many molecules messages. Furthermore, each olfactory peculiarity in any of the biological level mentioned above, reflects on the highly polymorphic patterns found in the colonies of the most derived groups, as the leaf cutter ants (Attini). Thus, the castes and sub castes of Atta ants, would have characteristics, as olfactory organs and electrophysiological sensibility, that vary following the body sizes and tasks performed in the colonies. Therefore, it would have a direct or indirect correlation among the sizes of the ants, their ethological profiles and the chemical communication in these species. This relation could be seen over different activities, as the grooming and oral trophallaxis. In this way, this thesis focus in the interaction among the polymorphism, polyethism and chemical communication in Atta sexdens. It still describes the participation of workers and queen in grooming and trophallaxis, linking them to a possible role in cuticular hydrocarbon dispersion over the colony. The thesis is divided in four chapters. In the Chapter 1, it is presented an introduction to the knowledge explored in all thesis, and also its outline. In the Chapter 2, there is a quantitative and qualitative description of sensilla from all castes and sub castes of A. sexdens, showing that these sensory organs vary following the polymorphic patterns and ethological profiles. The Chapter 3 explores the differences in the antennae electrophysiological responses to three pheromones, comparing them with all polymorphic groups of A. sexdens. The results demonstrate similarities and discrepancies in the sensibility to the contents of poison, Dufour and mandibular glands among the sub castes (gardeners, generalists, foragers and soldiers), and also between males and queens, enabling a correlation with their tasks. In the Chapter 4, it is investigated the roles of each type of A. sexdens workers in the trophallaxis, allogrooming and self-grooming behaviors, relating them with the queen presence. Additionally, and based in the results, the different roles of the sub castes can be associated to a possible action of grooming and trophallaxis in the dispersion of intraspecific recognition molecules and in the formation of a colony chemical gestalt. All results and discussion distributed along the thesis, therefore, contribute to a better understanding of a complex scenario, supported by the eusociality, chemical ecology, olfactory perception and behavior of the leaf cutter ants.

A tarefa de planejamento de trajetórias de robôs móveis autônomos consiste em determinar objetivos intermediários para que um robô seja capaz de partir de sua localização inicial e alcançar seu objetivo final. Além do planejamento, é importante definir um método de controle da navegação (seguimento da trajetória) do robô para que ele seja capaz de realizar seu trajeto de forma segura. Este projeto propõe uma abordagem híbrida para planejamento exploratório e execução de trajetórias de robôs móveis autônomos em ambientes indoor. Para o planejamento de trajetória, foram investigados algoritmos de busca em espaço de estados, dando ênfase ao uso de algoritmos evolutivos e algoritmos de otimização por colônia de formigas para a descoberta e otimização da trajetória. O controle da navegação é realizado por meio de comportamentos locais reativos, baseado na exploração e uso de mapas topológicos, os quais permitem uma maior flexibilidade em termos de definição da localização da posição do robô móvel e sobre os detalhes do mapa do ambiente (mapas com informações aproximadas e não métricos). Assim, foi proposto e desenvolvido um método robusto capaz de planejar, mapear e explorar um caminho ótimo ou quase ótimo para que o robô possa navegar e alcançar seu objetivo de forma segura, com pouca informação prévia do ambiente ou mesmo sobre sua localização. Além disso, o robô pode reagir a ambientes com alterações dinâmicas em sua estrutura, considerando por exemplo, elementos dinâmicos como portas que possam ser abertas ou fechadas e passagens que são obstruídas. Por fim, foram realizados diversos testes e simulações a fim de validar o método proposto, com a avaliação da qualidade das soluções encontradas e comparação com outras abordagens tradicionais de planejamento de trajetórias (algoritmos A* e D*). / The task of planning path for autonomous mobile robots consists in determine intermediary goals in order to allow a robot be able to leave its initial location and reach its final goal. Besides the planning, it is important to define a method of navigation control (the trajectory following) of the robot for it be able to do its path safely. This project proposes a hybrid approach to path planning and execution of an autonomous mobile robot in indoor environments. For the path planning, search algorithms in state space have been investigated, with emphasis in evolutionary algorithms and ant colony optimization algorithms for the trajectory search and optimization. The navigation control is done by local reactive behaviors, based on topological maps, which allow more flexibility concerning localization definition of position of the mobile robot and about the details of the environment map (maps with approximate information and not metric). Thus, a robust method able to plan an optimum or almost optimum path for the robot to reach its goal safely has been proposed, with little previous information of the environment. Furthermore, the robot can react to dynamic elements in the environment structure, concerning, for example, dynamic elements such as doors that can be opened or closed and ways that are blocked. Finally, several tests and simulations has been carried out to validate the proposed method, with evaluation of the solutions quality and comparison with others traditional approaches for the path planning task (A* and D* algorithms).

Ao observarmos uma trilha de forrageamento de formigas saúvas parece bastante claro que ela consiste no tráfego de muitos indivíduos que buscam alimento numa mesma fonte e o trazem para a colônia. No entanto, a organização presente numa trilha vai muito além do fato de que formigas operárias transportam folhas para o ninho. Desde os mecanismos de formação e manutenção de trilhas baseados no recrutamento e em retroalimentação positiva da marcação feromonal, até a forma com que formigas de tamanhos diferentes se dividem entre as tarefas de corte, transporte e patrulhamento, as trilhas de forrageamento exibem uma organização muito sofisticada, que reflete a complexidade característica dos de organismos eussociais. Neste cenário, é particularmente desafiador identificar a relação entre os comportamentos individuais, característicos de formigas de um dado morfotipo, e os padrões globais coletivos observados na colônia, como por exemplo, o padrão temporal da atividade de forrageamento. No caso de formigas Atta sexdens, apesar de ser reconhecida a importância do polimorfismo na divisão de tarefas, não foi investigado o seu papel na determinação do padrão temporal com que as tarefas são realizadas. Esta questão é especialmente interessante no caso das trilhas, sob a perspectiva de que soldados, que são formigas maiores, desempenham uma tarefa cuja demanda temporal é constante, e que formigas de tamanhos intermediários são responsáveis pelo forrageamento, realizado em horários preferenciais. Para avaliar se formigas de tamanhos diferentes diferem quanto a suas respectivas distribuições temporais de atividade nas trilhas, o presente trabalho gravou em vídeo por alguns dias uma trilha de forrageamento de uma colônia mantida em laboratório em condições controladas de fotoperíodo. Através da análise computacional dos vídeos, foi possível contar os indivíduos e medir o tamanho de cada uma das formigas gravadas. Os seguintes resultados foram observados: (i) a atividade é mais intensa durante a fase fase escura do que durante a clara; (ii) a intensidade da atividade não é temporalmente uniforme dentro das fases, apresentando transientes relacionados à antecipação da transições entre fases, apesar da ausência de crepúsculo; (iii) formigas de tamanhos diferentes distinguem-se quanto as suas distribuições temporais de atividade, ainda que não forma esperada expressa anteriormente; (iv) uma consequência global deste fato pode ser observada na variação do tamanho médio de formigas ao longo do experimento. As diferenças observadas no padrão temporal de atividade de formigas de tamanhos diferentes podem ser decorrentes de mecanismos endógenos de ritmicidade, e ou de mecanismos comportamentais de divisão de tarefas baseado em diferenças entre limiares para respostas / When we look at a leaf-cutting ant foraging trail it seems quite clear that it consists on the traffic of many individuals collecting food from a same source and bringing it to the colonies nest. However, the foraging trail organization goes much beyond the fact that worker ants transport leaves to the nest. From the trail formation and maintenance mechanisms, based in recruitment and in pheromone marking positive feedback, to how workers of different size divide themselves among cutting, transporting and patrolling, the foraging trail presents a sophisticated organization, reflecting the typical complexity of eusocial organisms. In this condition, it\'s particularly challenging to identify the relationship between individual behaviours, particular of ants of a given morphotype, and the global, collective patterns, observed in the colony, for example, the foraging temporal pattern. In the case of Atta sexdens, despite the widely known importance of polymorphism in division of labour, its role in determining the temporal activity patterns has not been investigated. It\'s a matter of major interest in foraging trails, considered the perspective that soldiers, which are big ants patrolling trails, perform a task whose demand is time constant, at least in non adverse conditions, while medias are largely responsible for foraging, which has preferential time for performance. In order to access if different size worker ants distinguish among their respective temporal activity patterns in trails, in this work we recorded a laboratory captive colony foraging trail, under a set photoperiod, and controlled temperature. By computational video analysis, we could count the ants and measure each of them. The following results may be highlighted : (I) trail activity is more intense during darkness than during light; (ii) activity intensity within each phase is not uniform in time, showing phase anticipation related transients, despite the absence of twilight; (iii) ants of different size distinguish among their temporal activity distributions, although not as the previously stated expectations; (iv) a global consequence of this may be seen in the mean ant size variation observed throughout the experiment. The differences of temporal activity patterns among ants of different size may result from endogenous rhythm mechanisms, and or from behavioural mechanisms of division of labour based in differential response thresholds

A aplicação de sistemas de múltiplos robôs é desejável em várias tarefas. Algumas delas são: exploração de ambientes, mineração, detecção de minas terrestres, segurança e operações de resgate. Uma estratégia eficiente de coordenação é decisiva para alcançar melhoras no desempenho. Neste projeto, duas novas estratégias são propostas para a coordenação de sistemas de múltiplos robôs, aplicadas para as tarefas de exploração, vigilância e formação. Elas são distribuídas, descentralizadas e ocorrem em tempo de execução. A inspiração para ambas advém de mecanismos biológicos que definem uma organização social de sistemas coletivos. Especificamente, considerou-se nesta tese uma versão modificada do sistema de colônia de formigas. As estratégias são adaptáveis para cenários em que o número de robôs e a estrutura do ambiente mudam. Em relação à primeira estratégia, os experimentos consideram dois critérios de desempenho: a média de ciclos de vigilância e a média de iterações em cada intervalo de segurança. Os resultados de simulação confirmam que a exploração e vigilância emergem da sinergia dos comportamentos individuais dos robôs. Os dados obtidos mostram que a estratégia de coordenação é eficiente e satisfatória para realizar as tarefas de exploração e vigilância. Quanto à segunda estratégia, o sistema apresenta as características desejáveis para que a formação seja mantida: separação, alinhamento e coesão. Evidências empíricas mostraram que o sistema possui boa habilidade dispersiva, o que promoveu o aumento da cobertura, e que o mesmo foi capaz de se adaptar a novas topologias de grupo e configurações de ambiente / The application of systems of multiple robots is desirable in various tasks. Some of them include: exploration, mining, land mine detection, security and rescue operations. An effective strategy for coordination is crucial to achieve performance improvements. In this project, two new strategies are proposed for the coordination of multiple robot systems, applied to the tasks of exploration, surveillance and formation. They are distributed, decentralized and performed in real time. The inspiration for both of them comes from the biological mechanisms that define a social organization of collective systems. Specifically, it was considered in this thesis a modified version of the Ant Colony System. The strategies are adaptable for scenarios where the number of robots and structure of the environment change. Regarding the first strategy, the experiments consider two performance criteria: average surveillance cycles and average iterations for each patrolling interval. Simulation results confirm that the exploration and surveillance emerge from the synergy of individual behaviors of robots. The data obtained show that the coordination strategy is efficient and and suitable to perform the tasks of exploration and surveillance. Regarding the second strategy, the system presents the characteristics desirable to maintain the formation: separation, alignment and cohesion. Empirical evidence showed that the system has good dispersive ability, which promoted an increase in coverage, and that it was able to adapt to new group topologies and environment settings

As redes de telecomunicações são responsáveis pelo envio de informação entre pontos de origem e destino. Dentre os diversos dispositivos que participam deste processo, destaca-se o sistema de roteamento, que realiza a seleção das rotas a serem percorridas pelas mensagens ao longo da rede e sua condução ao destino desejado. O avanço das tecnologias utilizadas pelas redes de telecomunicações provocou a necessidade de novos sistemas de roteamento, que sejam capazes de lidar corretamente com as diversas situações enfrentadas atualmente. Dentro deste contexto, este projeto de pesquisa desenvolveu um algoritmo de roteamento adaptativo e distribuído, resultado da integração de três estratégias de aprendizagem e da adição de alguns mecanismos extras, com o objetivo de obter um algoritmo eficiente e robusto às diversas variações das condições de operação da rede. As abordagens utilizadas foram a aprendizagem-Q, aprendizagem por reforço dual e aprendizagem baseada no comportamento coletivo de formigas. O algoritmo desenvolvido foi aplicado a duas redes de comutação de circuitos e seu desempenho foi comparado ao de dois algoritmos baseados no comportamento coletivo de formigas, que foram aplicados com sucesso ao problema de roteamento. Os experimentos conduzidos envolveram situações reais enfrentadas pelas redes, como variações dos seus padrões de tráfego, nível de carga e topologia. Além disto, foram realizados testes envolvendo a presença de ruído nas informações utilizadas para a seleção das rotas a serem percorridas pelas chamadas. O algoritmo proposto obteve melhores resultados que os demais, apresentando maior capacidade de adaptação às diversas situações consideradas. Os experimentos demonstraram que novos mecanismos de otimização devem ser anexados ao algoritmo proposto, para melhorar seu comportamento exploratório sob variações permanentes do nível de carga da rede e presença de ruído nos dados utilizados em suas tarefas. / The telecommunications networks are responsible for transmiting information between source and destination points in a fast, secure and reliable way, providing low cost and high quality services. Among the several devices that takes place on this process, there is thre routing system, which selects the routes to be traversed by the messages through the network and their forwarding to the destination desired. The advances in tecnologies used by telecommunications networks caused the necessity of new routing systems, that can work correctly with the situations faced by current telecommunications networks. Hence, this research project developed an adaptive and distributed routing algorithm, resulting of the integration of three leaming strategies and addition of some extra mechanisms, with the goal of having a robust and adaptive algorithm to the several variations on operation network conditions. The approaches chosen were Q-learning, dual reinforcement learning and learning based on collective behavior of ants. The developed algorithm was applied to two circuit-switching telecommunications networks and its performance was compared to two algorithms based on ant colony behavior, which were used with success to solve the routing problem. The experiments run comprised real situations faced by telecommunications networks, like variations on the network traffic patterns, load level and topology. Moreover, we did some tests with the presence of noise in information used to select the routes to be traversed by calls. The algorithm proposed produced better results than the others, showing higher capacity of adaptation to the several situations considered. The experiments showed that new optimization mechanisms must be added to the routing algorithm developed, to improve its exploratory behavior under permanent variations on network load level and presence of noise in data used in its tasks.

O objetivo deste trabalho é apresentar uma nova abordagem para obtenção de configurações para sistemas de distribuição de energia elétrica com o intuito de minimizar o valor de perdas ativas sem violar as restrições operacionais. Para isso, considera-se que os sistemas de distribuição estão operando em regime permanente e que suas fases estão equilibradas e simétricas, podendo o sistema ser representado por um diagrama unifilar. A reconfiguração é feita de forma a redistribuir os fluxos de corrente nas linhas, transferindo cargas entre os alimentadores e melhorando o perfil de tensão ao longo do sistema. O problema de reconfiguração do sistema pode ser formulado como um problema de programação não-linear inteiro misto. Devido à explosão combinatorial inerente a este tipo de problema, a resolução do mesmo por técnicas de otimização clássicas torna-se pouco atraente, dando espaço para técnicas heurísticas e metaheurísticas. Essas outras, mesmo não garantindo o ótimo global, são capazes de encontrar boas soluções em um espaço de tempo relativamente curto. Para a resolução do problema de reconfiguração, utilizou-se uma nova metodologia baseada no comportamento de colônias de formigas em busca de alimento na natureza. Nesta, formigas artificiais (agentes) exploram o meio ambiente (sistema de distribuição) e trocam informações para tentar encontrar a topologia que apresente os menores valores de perdas ativas. Para o cálculo das perdas, este trabalho também apresenta uma nova abordagem para resolução do problema de fluxo de potência (FP) em sistemas de distribuição radial. O fluxo de potência é uma ferramenta básica utilizada pelos centros de controle para determinar os estados e condições operacionais desses sistemas de potência. Basicamente, as metodologias empregadas para o cálculo do fluxo de potência são baseadas nos métodos clássicos de Newton ou Gauss. Mas em sistemas de distribuição de energia, devido a particularidades inerentes a estes, como a alta relação entre resistência e reatância das linhas (r/x) e a operação radial, estes métodos apresentam problemas de convergência e se tornam ineficientes na maioria das vezes. A abordagem consiste na associação dos métodos da função penalidade e de Newton. O mal-condicionamento da matriz Jacobiana de Newton é resolvido pela associação com o método da função penalidade. São apresentados testes realizados em sistemas de 5 barras, 16 barras, 33 barras, 69 barras e 136 barras para avaliar a potencialidade das técnicas propostas. Os resultados são considerados bons ou muito bons quando comparado com as técnicas existentes atualmente. / The objective of this work is to present a novel methodology for obtaining new configurations of the distribution system in order to minimize the active power losses without violating operational constraints. For this, it is considered that any distribution system is operating in a steady state and that it is balanced, therefore it can be represented by a one-line diagram. The reconfiguration is done in order to redistribute de current flows on the distribution power lines, transferring loads among the feeders and improving the voltage profile along the system. Such problem can be formulated as a mixed integer nonlinear programming problem. Due to its inherent combinatorial characteristic and since its solution by classic optimization techniques is not appealing, heuristic and metaheuristic techniques are thus better suited for its solution. Although these latter do not guarantee a global optimum, they are able to find good solutions in a relatively short time. The solution of the reconfiguration problem in this approach makes use of a novel methodology based on ant colony behavior, when these search for victuals in nature. In this technique, the artificial ants (agents) explore the environment (distribution system) and exchange information among them in order to find the topology that provides the smallest active losses. For the active losses calculation, this work also presents a novel approach for the solution of the power flow problem for radial distribution systems. The solution of the power flow problem is used by system operators in order to determine the state and operational conditions of power systems. Basically, the most common techniques used in the power flow solution are based on either Newton\'s or Gauss\' approaches. However, due to particular characteristics of distribution systems such as the high ratio of r/x and the radial topology, these methods present convergence problems and are not efficient in most of the cases. Thus, this novel technique consists in associating Newton\'s and the penalty function approaches. The matter of the ill-conditioned Jacobian matrix in Newton\'s method is overcome with the penalty function method. Some tests performed in different systems are then presented in order to assess the effectiveness of both proposed techniques.

Introdução - A urbanização desencadeia inúmeros transtornos, como a disseminação de artrópodes e, conseqüentemente, de doenças veiculadas pelos mesmos. As formigas são muito adaptáveis e se beneficiam com a convivência humana. Nos hospitais, elas podem ser vetores mecânicos de inúmeras bactérias, e a diversidade de espécies encontradas nestes ambientes, causam preocupação pelo risco potencial à saúde pública. O aumento das infecções hospitalares envolvendo micobactérias ambientais, com surtos no Brasil entre 1998 a 2009 em 23 estados alarmou os órgãos e profissionais de saúde pública. Objetivos - Avaliar o potencial de formigas como vetores de micobactérias em um hospital especializado no atendimento de doentes com tuberculose. Métodos - Foram realizadas seis coletas de formigas em diferentes áreas do hospital no período de 2009 a 2010, que foram semeadas em meios de cultura de Löwenstein-Jensen e de Stonebrink para isolamento de micobactérias. As culturas sugestivas foram submetidas à coloração de Ziehl-Neelsen para bacilos álcool-ácido resistentes e identificação por métodos moleculares (PRA para o gene hsp65 com o par de primers TB11 e TB12 gênero-específico e sequenciamento genético do DNA). Resultados - Do total de 247 amostras de formigas coletadas e semeadas, 70 por cento das formigas pertenciam à espécie Tapinoma melanocephalum, 25 por cento a espécie Dorymyrmex sp., 3 por cento a espécie Camponotus sp. e 2 por cento a espécie Pheidole sp., dados similares foram observados anteriormente em pesquisas realizadas em hospitais. Quinze amostras apresentaram bacilos álcool-ácido resistentes de crescimento rápido. Nos métodos moleculares, doze pertenciam ao Gênero Mycobacterium. No PRA-hsp 65, e no sequenciamento genético do DNA, quatro amostras foram identificadas quanto à espécie (duas Mycobacterium chelonae, uma Mycobacterium parafortuitum e uma Mycobacterium murale), quatro micobactérias com resultados idênticos no PRA e não identificadas no sequenciamento foram sugestivas de uma nova espécie, e duas amostras não foram identificadas. Mycobacterium chelonae isolada nesta pesquisa foi previamente descrita como agente causador de abscessos em humanos. Conclusão - Estes dados confirmam a presença de micobactérias veiculadas por formigas no ambiente hospitalar, representando um potencial vetor mecânico destas para pacientes e profissionais de saúde, principalmente em infecções nosocomiais / Introduction- Urbanization triggers numerous disorders, such as the dissemination of arthropods and, consequently, dissemination of diseases transmitted by them. Some ant species are very adaptable to the human environment. At hospitals, once they are mechanical vectors of bacteria, and the diversity of species found in these environments, they can represent a potential risk to public health. The increase of nosocomial infections involving environmental mycobacteria, with outbreaks in Brazil from 1998 to 2009 in 23 states called the interest of health professionals and health agencies. Purpose - Evaluate the potential of ants as vectors of mycobacteria in a hospital specialized in the care of patients with tuberculosis. Methods Samples of ants were collected from different areas of the hospital from 2009 to 2010, and workers were inoculated in Löwenstein-Jensen and Stonebrink media for mycobacteria isolation. The suggestive cultures were subjected to Ziehl-Neelsen stain for acid-fast bacilli and identification were performed by molecular methods (PRA for the hsp65 gene with the pair of primers TB11 - TB12 and genetic sequencing). Results - The total of 247 samples of ants collected and sown, 70 per cent belonged to species of ants Tapinoma melanochepalum, 25 per cent Dorymyrmex sp.,3 per cent Camponotus sp. and 2 per cent Pheidole sp., data similar with previous studies conducted in hospitals. Fifteen fast-growing mycobacteria were isolated. In molecular methods, twelve belonged to the genus Mycobacterium. In PRA-hsp65, and the genome sequencing of DNA, four samples were identified at species level (two Mycobacterium chelonae, one Mycobacterium parafortuitum and one Mycobacterium murale), four mycobacteria with similar results in the PRA and not identified in the sequencing, suggestive of a new species and two unidentified samples. M. chelonae was previously reported as causative agent of abscess in humans. Conclusions - These results confirm the presence of mycobacteria carried by ants in the hospital, representing a potential mechanical vector for these patients and healthcare professionals, particularly in nosocomial infections

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 222838 bytes, checksum: f5c4d1de7fe97130246bfd2cf5fd9e84 (MD5) Previous issue date: 2012-07-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present study was developed in order to evaluate the effects of three plant species extracts on the leaf-cutting ant Atta sexdens rubropiloa colonies. We used leaves of Ageratum conyzoides ( mentrasto ), Coriandrum sativum (coriander) and Mentha piperita (peppermint) species. The activities were conducted at the Federal University of Viçosa campus, in Viçosa-MG. First, we evaluated the effects of these plant extracts on workers physiology, through the immune response and respiratory metabolism. The extracts of coriander and mentrasto had an effect on the ants physiology. The workers increased their immune response when treated with the coriander extract. The mentrasto extract increased the respiratory metabolism of the ants. In another step, we investigated the effect of the extracts on the development of Leucoagaricus gongylophorus, the symbiotic fungus of leaf-cutting ants. It was found that the three extracts adversely affected the fungus growth causing complete inhibition of its development. The best performances were obtained with peppermint and mentrasto extracts that caused high reduction in the biomass of L. gongylophorus even at lower concentrations. Finally, we evaluated the mortality of ant nests after offering baits manufactured with leaves of the three plant species. The results indicated that the baits were unable to cause colony mortality. However, it was found that the treated nests stopped their cutting activity, suggesting baits´ effect on the colonies. Therefore A. conyzoides, C. sativum and M. piperita have deleterious effects on Atta sexdens rubropilosa colonies, and may be promising on the leaf-cutting ants control. / Este estudo foi desenvolvido a fim de se conhecer os efeitos de extratos de três espécies vegetais sobre colônias da formiga-cortadeira Atta sexdens rubropilosa (saúva-limão). Foram usadas folhas das espécies Ageratum conyzoides (mentrasto), Coriandrum sativum (coentro) e Mentha piperita (hortelã). As atividades foram realizadas no campus da Universidade Federal de Viçosa, na cidade de Viçosa-MG. Primeiramente, foram avaliados os efeitos do extrato hexânico dessas plantas na fisiologia das operárias da formiga-cortadeira, através de sua resposta imune e de seu metabolismo respiratório. Os extratos de coentro e mentrasto apresentaram efeito na fisiologia das formigas. As operárias tiveram elevação de sua resposta imune, quando tratadas com o extrato de coentro. O extrato de mentrasto aumentou o metabolismo respiratório das formigas. Em outra etapa, foi investigado o efeito do extrato dessas plantas sobre o desenvolvimento de Leucoagaricus gongylophorus, o fungo simbionte das cortadeiras. Constatou-se que os três extratos afetaram negativamente o crescimento do fungo, causando completa inibição do seu desenvolvimento. Os melhores desempenhos foram obtidos com os extratos de hortelã e de mentrasto, que mesmo nas menores concentrações causaram elevada redução na biomassa de L. gongylophorus. Finalmente, foi avaliada a mortalidade de formigueiros de saúva-limão após oferecimento de iscas confeccionadas a base de folhas das três espécies de plantas. Os resultados indicaram que as iscas não foram capazes de causar mortalidade das colônias. Entretanto, verificou-se que os formigueiros tratados tiveram sua atividade de corte paralisada, indicando efeito das iscas sobre as colônias. Conclui-se, assim, que as espécies A. conyzoides, C. sativum e M. piperita apresentam efeitos deletérios sobre as colônias de A. sexdens rubropilosa, sendo promissoras no controle de formigas-cortadeiras.