ISSN 1518-2983
Principia
Caminhos da Iniciação Científica
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Universidade Federal de Juiz de Fora
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Universidade Federal de Juiz de Fora
Volume 17 - Janeiro / Dezembro 2013
Principia
Caminhos da Iniciação Científica
ISSN 1518-2983
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Juiz de Fora
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Sumário
Editorial.......................................................................................................................................11
Síntese de nanoestruturas metálicas de prata para análise de adsorbatos
moleculares por espectroscopia de espalhamento Raman intensificada por
superfície com alto desempenho no infravermelho próximo / Synthesis of
silver nanostructured substrates for analysis of molecular adsorbates by
surface-enhanced Raman scattering spectroscopy with high performance in
near infrared........................................................................................................................ 13-19
Stefany Amorim e Antonio Carlos Sant’Ana
Automação de medidas interferométricas / Automation of interferometric
measurements........................................................................................................................ 21-28
Eder Barboza Kapisch, Fábio Luiz Marinho de Oliveira, Ana Carolina de Andrade, Felipe Kitamura, Rachel Rocha
Pinheiro Machado, Deborah Faragó Jardim, Elton Soares de Lima Filho, Bernhard Lesche
Estudo de inundações urbanas na bacia hidrográfica do Rio Paraibuna –
Estudo de caso: córrego Yung em Juiz de Fora / Flooding urban study of the
Paraibuna basin - Case study: Yung stream in Juiz de Fora............................................29-36
Mariana Ribeiro de Lima Brandão e Celso Bandeira de Melo Ribeiro
Aplicações de Cadeias de Markov no Planejamento de Cartas de Controle
por Atributos / Markov Chain Applications in Economical Designs for
Control Charts for Attributes......................................................................................... 37-44
Fernanda Ferreira de Sousa e Lupércio França Bessegato
Superfície de energia potencial para o sistema molecular O3 (1A1) / Potential
energy surface for O3 (1A1) molecular system...................................................................45-53
Mariana de Almeida Nery Coutinho, Maikel Yusat Ballester Fursones
Diferenças na expressão e no descarte do TNFR1 e TNFR2 durante a
infecção in vitro com o Mycobacterium bovis / Differential expression and
shedding of TNFR1 and TNFR2 during in vitro Mycobacterium bovis infection...........55-62
Bárbara Bruna Muniz Figueiredo, Michele Fernandes Rodrigues, Henrique Couto Teixeira
Envolvimento do Núcleo Paraventricular do Hipotálamo (PVN) sobre a
termorregulação durante a exposição ao calor: participação da angiotensina
II / Contribution of the Paraventricular Nucleus on thermoregulation
during heat exposure: role of angiotensin II.................................................................. 63-70
Flávia A. Rocha, Katiuscia M. A. Souza, Laura H. R. Leite
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Protozoários ciliados do rúmen de ovinos do nordeste brasileiro e
infraciliatura de Enoploplastron triloricatum (Dogiel, 1925) / Rumen ciliates
from northeastern Brazilian sheep and infraciliature of Enoploplastron
triloricatum (Dogiel, 1925)................................................................................................... 71-79
Franciane Cedrola, Isabel Martinele, Mariana Rossi, Geovergue Rodrigues de Medeiros, Gladston Rafael de Arruda
Santos, Francisco Fernando Ramos de Carvalho, Marta d’Agosto
Inventário de fontes móveis emissoras de poluentes atmosféricos na cidade de
Juiz de Fora-MG / Mobile source air pollution emission inventory at the city
of Juiz de Fora-MG............................................................................................................... 81-89
Carolina de Souza Araujo, Israel de Almeida Nogueira, Aline Sarmento Procópio
Aplicação de um algoritmo genético para a determinação da orientação
ótima de um mini-implante ortodôntico visando à minimização da tensão no
sistema mini-implante/maxila / Application of a genetic algorithm to the
optimal positioning of a mini-screw implant aiming at the minimization of
the stress in the mini-screw/maxilla system.................................................................... 91-98
Pedro H. Garcia, Walter J. Gianetti, Leonardo F. Goliatt, Flavia S. Bastos
Determinação da dimensão fractal de redes de drenagem de bacias
hidrográficas: estudo de caso / Determination of fractal dimension of river
networks : study of case....................................................................................................99-106
Luísa Santana Marques, Samanta Ferreira Bortoni, Maria Helena Rodrigues Gomes
Desenvolvimento de algoritmos computacionais para identificação de
elétrons para o experimento atlas / Development of computer algorithms
for identification of electrons for the atlas experiment.........................................107-116
David de Melo Souza, Candida A. D. Meneguin, Fernando M. V. Xavier, Rafael Antunes Nóbrega
Avaliação do padrão de requisição de antimicrobianos no hospital
universitário da universidade federal de Juiz de Fora / Evaluate of the
standart request of antimicrobials in a federal university hospital......................117-123
Ronald Kleinsorge Roland, Victor da Silva Coelho, Valdenir da Silva Oliveira, Lara Meneguelli Miranda, Suênio
Trindade Alves, Maria Clara Marangoni, Everaldo Cesar Motta
Adolescer a enfermagem educando e promovendo saúde: possibilidades de
intervenção diante do fenômeno bullying e da vulnerabilidade às infecções
sexualmente transmissíveis / adolescer nursing by educating and promoting
health: intervention possibilities on the phenomenon of bullying and
vulnerability to sexually transmitted diseases......................................................... 125-132
Akilia Aparecida do Nascimento, Bárbara Vargas de Oliveira, Jamille Galil Toledo, Quenfins Almeida Vieira
Bisaggio, Marli Salvador, Iêda Maria Ávila Vargas Dias, Zuleyce Maria Lessa Pacheco
Grandes projetos urbanos em Juiz de Fora: mapeamento e estudo comparativo
/ Large urban projects: mapping and comparative study........................................... 133-139
Luciane Tasca e Nicole Andrade da Rocha
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Investigando práticas inclusivas: alunos surdos e oportunidades de
aprendizagem e participação em diferentes salas de aula / Investigating
Inclusive Practices: deaf students and opportunities for learning and
participation in different classroom settings.............................................................141-150
Luanda Cardoso Rampinelli, Carlos Henrique Rodrigues
Estudo e tradução dos originais em sânscrito dos Upanisads / Study and
translation of the original in Sanskrit of the Upanisads.........................................151-157
Bruno Silva de Carvalho, Pedro Jehle de Araújo Gouvêa, Dilip Loundo
Análise comparativa entre os sistemas nacionais de saúde do Brasil e da
Argentina / Comparative analysis of the national health systems of Brazil
and Argentina.................................................................................................................. 159-164
Ignacio José Godinho Delgado, Ana Cléa Souza dos Santos, Maedison de Souza
Letramento literário: o ENEM e a formação escolar do leitor de literatura
/ Literary literacy: the national examination of secondary school – ENEM –
and the school formation of readers of literature..................................................165-172
Alessandra Alevato Leal, João Victor Gama Silva, Begma Tavares Barbosa
As construções de quantificação indefinida no português do Brasil / The
indefinite quantification construction in Brazilian portuguese........................... 173-179
Davidson dos Santos, Tatiane Silva Tavares, Élida Ramos Costa, Fátima Bittar Oliveira e Souza, Thais Fernandes Sampaio
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Editorial
A Revista Principia: Caminhos da Iniciação Científica, organizada pela Pró-Reitoria de Pesquisa da
Universidade Federal de Juiz de Fora, é importante instrumento de divulgação da pesquisa acadêmica,
realizada com o envolvimento dos alunos de Iniciação Científica das diversas áreas do conhecimento.
Em seu décimo sétimo volume, a Principia é um espaço relevante de exposição da comunidade
científica, bem como para quem busca conhecer os avanços da pesquisa na UFJF.
Anualmente, é realizado o Seminário de Iniciação Científica da UFJF, quando são feitas
apresentações dos resultados das pesquisas pelos discentes envolvidos. Os trabalhos são avaliados por
consultores externos e os premiados, por sua qualidade diferenciada, estão aqui publicados.
Marta d’Agosto
Márcio Tavares Rodrigues
Editores Responsáveis
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Síntese de nanoestruturas metálicas
de prata para análise de adsorbatos
moleculares por espectroscopia de
espalhamento Raman intensificada por
superfície com alto desempenho no
infravermelho próximo
Stefany Amorim1
Antonio Carlos Sant’Ana2
Resumo
Neste trabalho investigou-se o desempenho de substratos de vidro silanizados e recobertos com
nanoestruturas de prata para uso em espectroscopia de espalhamento Raman intensificado por
superfície. Foram realizadas sucessivas deposições de prata sobre as lâminas de vidro, previamente impregnadas com partículas nucleadoras do mesmo metal, por redução do nitrato de prata
em solução aquosa, com boroidreto. Os espectros SERS foram obtidos, utilizando-se a molécula de prova cristal violeta e o número de deposições foi otimizado para a obtenção da maior
intensificação do sinal SERS. Estas lâminas foram submetidas a recozimento para aumento da
cristalinidade e a adicional estabilidade permitiu sua reutilização, após a lavagem com etanol e
soluções ácidas, em novos experimentos SERS.
Palavras-chave: Espectroscopia SERS. Nanopartículas de prata. Adsorção. Química de superfície.
Introdução
As espectroscopias estudam as interações da radiação eletromagnética com a matéria, através
da determinação da energia dos fótons absorvidos ao provocarem transições envolvendo os níveis de
energia dos átomos ou moléculas. Os espectros no infravermelho podem ser obtidos através da absorção
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Bolsista do Programa PROBIC/FAPEMIG/UFJF.
Professor orientador do Instituto de Ciências Exatas – UFJF, Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas, UFJF, R.
José Lourenço Kelmer, s/n, Campus Universitário, Juiz de Fora, MG, CEP: 36036-900, Fone: 32-2102-3310, e-mail: antonio.
[email protected]
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de fótons que produzem transições vibracionais em moléculas. Uma outra maneira de se observar
os espectros vibracionais, é por meio do espalhamento Raman, cujo efeito envolve o espalhamento
inelástico da radiação eletromagnética monocromática que interage com as moléculas. Neste fenômeno,
a radiação monocromática excitante, geralmente no visível ou no infravermelho próximo, interage com
a molécula e é espalhada com frequência ligeiramente modificada e a diferença de energia entre estes
dois fótons é transferida à molécula como energia vibracional. A diferença entre a radiação espalhada
e a radiação excitante determina a energia da transição vibracional, relacionada a determinado modo
de vibração da molécula.
O espalhamento Raman está relacionado com o surgimento de um momento de dipolo induzido
na molécula pelo campo elétrico da radiação excitante. Contudo, a intensidade do sinal no efeito Raman
é muito pequeno, quando comparado com o obtido em um espectro de absorção no infravermelho.
Assim qualquer fenômeno que intensifique o espectro Raman se torna muito importante. Neste sentido
destaca-se a espectroscopia por espalhamento Raman intensificado por superfície (Surface-enhanced
Raman scattering- SERS), que é uma técnica de intensificação do sinal Raman pela presença de campos
elétricos gigantes que surgem na superfície de nanoestruturas metálicas na presença de luz (campo
elétrico externo). As alterações na polarizabilidade envolvem o sistema molécula/superfície como um
todo. Há dois modelos fundamentais para explicar este efeito. O primeiro, o eletromagnético, considera
a intensificação do campo elétrico próximo à superfície do metal, devido à ressonância do campo
eletromagnético da radiação excitante com as transições do plasmon de superfície metálico, isto é, as
transições eletrônicas envolvendo os elétrons de valência do metal. Assim, a intensificação do campo
eletromagnético local causa aumento da intensidade Raman. No segundo modelo para a intensificação
SERS, o molecular, consideram-se as modificações na polarizabilidade molecular geradas pela interação
da molécula adsorvida com a superfície. Essa interação está relacionada com a formação de complexos
de superfície. O contato com a superfície é essencial nesse modelo. A alta sensibilidade observada leva
a fatores de intensificação da ordem de até 1010 vezes (LE-RU E.; ETCHEGOIN P., 2009).
O efeito SERS é registrado com maior intensidade em metais como prata, ouro ou cobre, apesar
de já ter sido observado em metais como níquel ou cobalto (ANDRADE G.F.S.; TEMPERINI, M.L.A.,
2009). A natureza do metal bem como a distribuição de tamanhos e formas das nanoestruturas define
a região de comprimento de onda da radiação excitante onde o efeito SERS é mais intenso, devido ao
fato de que cada nanopartícula metálica possuir a absorção do plasmon de superfície localizado com
uma frequência especifica. Ainda há a dependência do sinal SERS com o adsorbato usado. Moléculas
aromáticas, que possuem átomos de oxigênio, nitrogênio ou enxofre, por exemplo, são promissoras na
observação desse efeito, que pode ser atribuído a uma afinidade química existente entre esses elementos
e a superfície (SALA O., 1996).
A construção de substratos SERS-ativos, com controle adequado sobre dimensões e formas das
nanoestruturas metálicas permite um melhor controle e desempenho nos experimentos SERS. O uso
de nanoestruturas fixas sobre um substrato previne a modificação das mesmas quando da adsorção
molecular (COSTA J.C.S., et al., 2010).
Metodologia
Os reagentes utilizados foram acetato de etila VETEC 99,5%, ácido sulfúrico FMAIA 99,5% e
peróxido de hidrogênio para lavagem dos substratos. Para a silanização foi usado mercaptotrimetoxisilano
(MPTMS) ALDRICH 95%, ácido clorídrico (HCl) VETEC 37%, ácido fosfórico e álcool etílico
SYMTH 99,5%. Para a síntese das partículas nucleadoras e do filme metálico foi utilizado nitrato de
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prata (AgNO3) ALDRICH 99%, citrato de sódio ALDRICH 99%, borohidreto de sódio (NaBH4)
ALDRICH 96%. Para a deposição foi utilizado cristal violeta SIGMA-ALDRICH 90%. A água
utilizada foi água deionizada, padrão Milli-Q (resistividade de 18,2 MΩcm).
As lâminas de vidro utilizadas como substrato foram limpas com acetato de etila durante 15
minutos, posteriormente deixadas por mais 15 minutos em álcool etílico, e 20 minutos em solução de
ácido sulfúrico e peróxido de hidrogênio. Em seguida, as lâminas de vidro foram imersas em solução
de MPTMS de concentração final 0,1 mol/L preparada com álcool etílico 99% e HCl 0,1 mol/L por 2
horas a temperatura ambiente. Por fim, foram lavadas com água deionizada a exaustão e deixadas por
1 hora em uma estufa á vácuo a 100ºC (ROY S., et al., 2010).
Para a obtenção do filme metálico após a etapa da silanização descrita anteriormente, foi
sintetizado um colóide de prata com nanopartículas muito pequenas que depois de fixas sobre o vidro
serviram de nucleadoras para a redução de mais metal. Para isso foram preparadas soluções aquosas
de AgNO3 0,001 mol/L, citrato de sódio 0,1 mol/L e NaBH4 1,0 mol/L. Todas as soluções foram
preparadas usando água deionizada. Adicionou-se 50 ml da solução de AgNO3 em um erlenmeyer,
adiciona-se 1,0ml Citrato de Sódio e o 0,5ml de NaBH4, gota a gota. A solução foi preparada a
temperatura ambiente, sob agitação constante. As lâminas de vidro foram deixadas por 24 horas
imersas nessa solução.
Para as sucessivas deposições do metal, foi utilizada metodologia modificada de COSTA J.C.S.
et al., 2010 e MULVANEY, S.P. et al., 2003. Para isso foram preparadas soluções aquosas de AgNO3
1,0x10-4 mol/L e NaBH4 1,0x10-4 mol/L, ambas com água deionizada. Adicionou-se então às lâminas
de vidro 20 ml da solução de AgNO3, e depois foram adicionados lentamente 5ml da solução de
NaBH4, gota a gota. O tempo total de deposição foi de 30 minutos. O número de vezes que este
procedimento de deposição foi repetido com uma mesma lâmina foi 3 em 3, até um máximo de 21
repetições. Uma segunda série dos substratos metálicos preparados foi submetida a um processo de
recozimento, por aquecimento a 100°C, por 30 minutos, á vácuo, para que ocorresse o aumento da
cristalinidade das estruturas de prata formadas, antes da deposição do adsorbato. Todas as lâminas de
vidro foram armazenadas envolvidas em papel laminado, e deixadas em dessecador.
Nos experimentos de adsorção do cristal violeta para a realização dos experimentos SERS,
as lâminas de vidro com 12, 15, 18 e 21 deposições do metal foram expostas à solução aquosa do
adsorbato na concentração de 1,0x10-5 mol/L, por 30 minutos.
Para avaliação da possibilidade de reutilização do substrato já usado, foram realizadas lavagem
das lâminas, para dessorção do cristal violeta, com álcool etílico, e soluções aquosas de HCl e H3PO4,
ambas na concentração de 1,0x10-2mol/L, seguida de nova exposição ao adsorbato, utilizando-se o
mesmo método já descrito.
Para o estudo de espectroscopia eletrônica desses filmes metálicos foi utilizado o espectrofotômetro
Shimadzu modelo UV-PC 1800, com lâmpada de tungstênio (infravermelho próximo e visível) e de
deutério (ultravioleta) Nos estudos de espectroscopia vibracional foi utilizado o espectrômetro FTRaman Bruker, com radiação excitante em 1064nm, modelo RFS-100, equipado com detector de
germânio e resfriado com nitrogênio líquido. Para imageamento do substrato, foi utilizado microscópio
eletrônico de varredura, Field Emission Gun, da FEI, mod.: Magellan, pertencente à Divisão de
Metrologia de Materiais do Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial
(INMETRO).
Os espectros eletrônicos (extinção) foram obtidos no modo transmitância, na região do visível e
infravermelho próximo, utilizando suporte específico para as lâminas de vidro, tendo como referência
o ar. Os espectros SERS do cristal violeta foram tomados com potência de 500 mW , acumulados em
200 varreduras.
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Resultados e Discussões
As amostras com sucessivas deposições de prata sobre a superfície de vidro foram analisadas através
da espectroscopia eletrônica a cada três deposições de prata realizadas. Os espectros de extinção para
lâminas de vidro submetidas a diferentes números de deposições do metal são apresentados na Fig. 1.
Fig. 1 - Espectros de extinção das lâminas de vidro com diferentes números de deposições de prata.
Pode-se notar uma diminuição da intensidade da banda em ca. 410 nm com o aumento do
número de deposições, bem como um aumento do sinal de extinção na região do vermelho, que
pode ser associado ao aumento do tamanho das partículas de prata existentes sobre o vidro. Esse
deslocamento pode ter levado ao aumento da ressonância entre a transição do plasmon de superfície
localizado com a radiação excitante nos espectros SERS, permitindo o surgimento deste efeito de
intensificação Raman.
Os espectros SERS do cristal violeta foram obtidos nas diferentes amostras de substrato de prata e
os resultados são apresentados na Fig. 2. Os espectros foram também obtidos com os substratos metálicos
submetidos ao recozimento e o sinal SERS ficou menos intenso (não mostrado). A partir destes foram
integradas as bandas mais intensas em 725 cm-1 e 1585 cm-1, e estes valores são mostrados na Tab. I.
Fig. 2 - Espectros SERS do cristal violeta obtidos sobre os diferentes substratos de prata, que não sofreram recozimento.
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De acordo com a Tab. I o maior sinal nos espectros SERS do cristal violeta foi obtido com um
número total de 18 deposições de prata sobre a lâmina de vidro, tanto para a série dos substratos
recozidos como os não recozidos. Nessa condição as transições do plasmon de superfície localizado das
nanopartículas de prata apresentaram máxima ressonância com a radiação excitante utilizada. Com um
total de 21 deposições de metal, ocorreu diminuição do sinal, provando que o sistema saiu da condição
ótima de ressonância.
tab. i - Área integrada das bandas dos espectros SERS do cristal violeta obtidos sobre substratos de prata com diferentes números de
deposições, submetidos ou não ao processo de recozimento.
Número de
deposições
Área da banda 725 cm-1
(sem recozimento)
Área da banda 1585
cm-1 (sem recozimento)
Área da banda 725 cm-1
(com recozimento)
Área da banda 1585
cm-1 (com
recozimento)
12
0,058
0,155
0,030
0,100
15
0,070
0,158
0,025
0,101
18
0,177
0,483
0,091
0,214
21
0,028
0,170
0,028
0,069
Algumas amostras foram escolhidas para imageamento por microscopia eletrônica de varredura
e estão apresentadas na Fig. 3. Pela análise destas imagens pode-se inferir que o maior sinal SERS
nas amostras não recozidas deveu-se à maior rugosidade superficial (menor cristalinidade) das
nanoestruturas metálicas formadas.
fig. 3 - A) Lâmina de vidro com 18 deposições de prata, que sofreu recozimento;
B) lâmina de vidro com 18 deposições de prata, não recozida.
Para fins de avaliação da possibilidade de reutilização destes substratos em experimentos SERS, as
lâminas de vidro anteriormente preparadas, com 12 e 15 deposições de prata, com e sem recozimento
foram primeiramente expostas à solução de cristal violeta, e depois submetidas à lavagem com álcool
etílico, HCl e H3PO4. O sinal SERS foi monitorado e observou-se a completa dessorção do cristal
violeta. Posteriormente, as lâminas foram expostas a uma nova solução de cristal violeta, e novamente,
o sinal SERS foi obtido. Alguns destes espectros são apresentados na Fig. 4.
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Fig. 4 - Espectros SERS do cristal violeta obtidos sobre os substratos de prata que foram reutilizados após lavagens ácidas e com etanol
e segunda exposição ao adsorbato.
Analisando os espectros SERS apresentados na Fig. 4, pôde-se perceber que somente o substrato
submetido ao recozimento a 100 reapresentou o sinal SERS do cristal violeta, embora mais fraco
do que o obtido anteriormente (não mostrado). Esse resultado pode ser explicado pelo fato do
recozimento aumentar a cristalinidade do sistema, tornando-o mais estável, e conferindo-lhe assim
maior estabilidade do sinal SERS, mesmo após ser submetidos a um tratamento de limpeza.
Conclusões
Foram obtidos substratos de prata nanoestruturados, possíveis de serem utilizados em
experimentos SERS, utilizando-se como molécula prova o cristal violeta, em um espectrômetro FTRaman, com radiação excitante em 1064nm, obtendo-se espectros com boa razão sinal/ruído.
As nanoestruturas metálicas produzidas, por estarem fixas, não sofreram modificações nos
tamanhos com a adsorção do cristal violeta. A modificação feita, levando as lâminas de vidro ao
recozimento, diminuiu o sinal SERS obtido, porém aumentou a estabilidade do substrato. Com
isso, foi possível realizar lavagens com etanol e soluções ácidas, e reutilizar os substratos em novos
experimentos SERS.
As imagens de microscopia eletrônica de varredura mostraram a presença de partículas de
dimensões compatíveis com o esperado para que ocorresse ressonância entre o plasmon de superfície
localizado das nanoestruturas prata e a radiação excitante utilizada.
Agradecimentos
Os autores agradecem á UFJF, á FAPEMIG pelo auxílio com bolsa de iniciação, ao CNPq
pelos recursos e ao INMETRO pelas imagens de microscopia eletrônica, que tornaram possível o
desenvolvimento desse projeto.
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SYNTHESIS OF SILVER NANOSTRUCTURED SUBSTRATES
FOR ANALYSIS OF MOLECULAR ADSORBATES BY SURFACEENHANCED RAMAN SCATTERING SPECTROSCOPY WITH HIGH
PERFORMANCE IN NEAR INFRARED
Abstract
In this work was investigated the performance of silver nanostructures layered on silanized glass
slides for use in surface-enhanced Raman scattering spectroscopy. Successive silver depositions
were made on glass slides, previously recovered with seed nanoparticles of the same metal, by
reduction of silver nitrate in aqueous solution with sodium borohydride. SERS spectra were
collected using the crystal violet as probe molecule and the number of depositions were then
optimized to obtain the greatest enhancement of SERS signal. These slides were annealed for
increasing the crystallinity, and the additional stability provides the reuse of such substrate for
new SERS experiments, after washing with ethanol and acid solutions.
Keywords: SERS spectroscopy. Silver nanoparticles. Adsorption. Surface chemistry.
Referências
LE-RU E.; ETCHEGOIN P. Principles of Surface Enhanced Raman Spectroscopy, Elsevier,
Oxford, p. 9-10, 2009.
1
ANDRADE, G. F. S.; TEMPERINI, M. L. A., Identification of species formed after pyridine adsorption on iron, cobalt, nickel and silver electrodes by SERS and theoretical calculations. Journal
of Raman Spectroscopy, v. 40, p. 1989-1995, 2009.
2
SALA, O. Fundamentos da espectroscopia Raman e no Infravermelho. São Paulo: Ed. UNESP,
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6
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Automação de medidas interferométricas
Eder Barboza Kapisch1
Fábio Luiz Marinho de Oliveira1
Ana Carolina de Andrade1
Felipe Kitamura2
Rachel Rocha Pinheiro Machado3
Deborah Faragó Jardim4
Elton Soares de Lima Filho5
Bernhard Lesche6
Resumo
O presente trabalho relata o desenvolvimento de um equipamento que mede a atividade metabólica em até 96 amostras bacterianas interferometricamente. A finalidade deste equipamento se
destina a pesquisas sobre bactérias de crescimento lento como o Mycobacterium tuberculosis. Medidas interferométricas podem informar sobre a atividade metabólica de forma precisa e em tempo real. Tipicamente estas medidas levam algumas semanas e eles acontecem de forma contínua.
Por esta razão, o equipamento deve trabalhar de forma automática. Neste último ano avançamos
na construção de um robô que transporta amostras entre um armário e um interferômetro. Este
robô possui um braço que deve retirar uma fileira de 4 porta-amostras do armário, levá-la até
a posição do interferômetro, introduzir a fileira dentro do interferômetro, posicionar os porta-amostras com precisão, retirar a fileira do interferômetro e levá-la de volta para sua origem. A
maior parte da mecânica deste robô já foi construída, bem como grande parte da eletrônica que
controla os movimentos . No momento, estamos desenvolvendo software e firmware, sendo possível controlar movimentos do braço robótico em duas dimensões, bem como a eletrônica com
a correspondente firmware que coordena estes movimentos e se comunica com um computador
que controla todo o processo de medida interferométrica.
Palavras-chave: Interferometria. Automação. Micobactéria.
1
2
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4
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Bolsista do Programa BIC/UFJF
Pós Graduação Biologia UFJF.
SUPREMA – Juiz de Fora, MG – Brasil.
Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, ICTM - Teofilo Otoni, MG – Brazil.
Department of Engineering Physics, École Polytechnique de Montréal – , Montréal, Canada.
Professor orientador do Instituto de Ciências Exatas - Departamento de Física , Universidade Federal de Juiz de Fora; Juiz de
Fora MG ([email protected]).
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Introdução
A tuberculose é uma doença grave causada por micobactérias pertencentes ao complexo
Mycobacterium tuberculosis. Situações de queda da imunidade dos hospedeiros e desenvolvimento de
cepas resistentes das micobactérias causadoras têm contribuído para o aumento da prevalência dessa
doença (Pfyffer et al. 2005, Montoro & Rodriguez 2007, Frieden et al. 2003, Chan, ED.& Iseman
2002, Martin et al. 2008).
Os Testes de Sensibilidade aos Antibióticos (TSA) orientam a terapêutica e permitem a investigação
de novas drogas antimicobacterianas. Pesquisas envolvendo a busca por novos antimicobacterianos esbarram
em dificuldades inerentes às espécies do complexo M. tuberculosis, como o elevado tempo de crescimento.
Diversas técnicas permitem a identificação do crescimento micobacteriano, no entanto,
técnicas convencionais baseadas no crescimento das colônias, utilizando meios de cultura seletivos e
enriquecidos, ainda permanecem como padrão-ouro.
A figura 1 mostra uma fotografia de três culturas de M. bovis. Os pontos esbranquiçados são
aglomerados de bactérias, chamados de colônias. Nos testes convencionais a densidade destas colônias
ou o halo formado em torno dos discos com antibióticos são usados para avaliar o desenvolvimento
bacteriano. Esta contagem é bastante imprecisa. Às vezes aparecem pontos na imagem que poderiam
ser colônias, mas são tão pequenos que sua identificação fica duvidosa. Às vezes aparecem aglomerados
grandes que podem ser uma junção de diversas colônias. Somente depois de 2 a 3 semanas de
crescimento estas contagens podem ser feitas.
de M. bovis durante Teste de Sensibilidade a Antibiótico por disco de difusão
Fig. 1 - Colônias
Existem técnicas sofisticadas para medir a atividade bacteriana de forma quantitativa. Um
método bem conhecido usa nutrientes com marcadores radioativos e a contagem de decaimentos
radioativos na fase gasosa pode informar sobre a atividade metabólica das bactérias. Existem também
diversos métodos com marcadores químicos que permitem um monitoramento das bactérias de forma
mais quantitativa e precisa. Geralmente estes métodos são onerosos e precisam de agentes químicos
especiais. (Clinical and Laboratory Standards Institute / NCCLS. 2003).
Em 2003, mostramos que o crescimento de M. bovis pode ser medido de forma precisa, observando
alterações do índice de refração do meio de cultura com medidas interferométricas (Jardim et al., 2003).
Nesta técnica, a fase de uma onda de luz que atravessa o meio de cultura é alterada pela mudança da
composição química do meio. Ao somar esta onda com uma onda de referência, esta alteração de
fase resulta numa alteração de intensidade da luz. Esta pode ser observada e o monitoramento das
alterações permite caracterizar a atividade metabólica das bactérias.
Esta experiência piloto (Interferômetro de Atividade Metabólica I) era ainda muito complicada
e se podia examinar somente uma única amostra. Para transformar o método numa ferramenta de
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pesquisa em biologia e medicina era necessário construir um aparato que fosse capaz de medir várias
amostras. Como as medidas levam tipicamente algumas semanas e têm que ser feitas de forma contínua,
era necessário construir um aparato que funcionasse de forma automática. Com três anos de intensos
trabalhos, construímos um aparato (Interferômetro de Atividade Metabólica II) que consegue medir 19
amostras simultaneamente. Com amostras que foram avaliadas numa máquina de contagem de bactérias
calibramos este aparato (Machado et al., 2008). O método permite detectar atividade bacteriana de
forma bastante sensível e pode revelar a presença de bactérias resistentes a um determinado antibiótico
em situações nas quais métodos convencionais indicam a total eficiência do antibiótico (Machado et al.,
2008). A figura 2 mostra exemplos de curvas de crescimento bacteriano. A grandezaD∆n mostrada no
eixo vertical é a diminuição do índice de refração causada pelo consumo de nutrientes.
Fig. 2 - Exemplos de curvas de crescimento.
A grandeza ∆n mostrada no eixo vertical é a diminuição do índice de refração causada pelo con sumo de nutrientes. As concentrações indicadas são do antibiótico rifampicina, que foi adicionado às amostras, exceto na amostra controle.
O presente trabalho descreve o desenvolvimento inicial de um equipamento (Interferômetro de
Atividade Metabólica III) que deve medir a atividade metabólica de bactérias com crescimento lento
em até 96 amostras interferometricamente com uma precisão ainda maior que aquela alcançada com o
interferômetro de 19 amostras.
Metodologia
Defeitos e imperfeições de um Interferômetro de Atividade Metabólica, que havia sido
construído anteriormente, foram analisados criticamente. O método de planejamento quantitativo foi
usado na concepção de um novo interferômetro que corrige os defeitos detectados como explicitado
no desenvolvimento.
Princípios e desenvolvimento
Metabólica III
do projeto Interferômetro de
Atividade
A concepção básica deste novo interferômetro é a mesma da segunda geração. Amostras de bactérias
são mantidas em porta-amostras que têm dois compartimentos com janelas e estes compartimentos
contêm meio de cultura líquido. Somente um dos compartimentos contém bactérias. A mudança da
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diferença dos índices de refração dos dois líquidos causada pela atividade metabólica das bactérias é
medida com a ajuda de um interferômetro de Michelson (compare Fig. 3). Mas certos detalhes deste
processo são diferentes nesta terceira geração do Interferômetro de Atividade Metabólica.
fig. 3 - Interferômetro de Michelson dedicado ao monitoramento do crescimento de bactérias.
Esquerda: Fotografia do interferômetro. Direita: Esquema da passagem de luz.
No equipamento anterior, os porta-amostras eram posicionados num disco rotativo que os levava
periodicamente para dentro do interferômetro (Machado 2008; 2012). Esta solução do problema de
manuseio de muitas amostras não seria praticável com 96 porta-amostras. O disco rotativo teria que
ser muito grande e isto dificultaria a tarefa de manter a temperatura do equipamento constante. A
interferometria reage muito sensivelmente a mudanças de temperatura e é necessário garantir uma
constância da mesma com precisão de um milésimo de grau. Por esta razão preferimos organizar os
porta-amostras numa espécie de armário com fileiras de 4 porta-amostras distribuídos em 6 colunas e
4 linhas.
É planejado que um braço robótico apanhe as fileiras de porta-amostras do armário e as leve para
dentro do interferômetro. A figura 4 mostra um desenho do braço na frente do armário. Apenas três
das seis colunas de porta-amostras são mostradas no desenho.
fig. 4 - Braço robótico na frente de três colunas de porta-amostras.
Depois de ter retirado uma fileira de porta-amostras do armário e ter levado ao interferômetro,
o braço deve depositar os porta-amostras um a um em três pinos que mantêm a amostra precisamente
posicionada dentro do interferômetro.
Estas tarefas precisam de movimentos em três direções x (movimento lateral na frete do
armário), y (para dentro e para fora do armário) e z (vertical). Os movimentos x e z são executados
com a ajuda de fusos e motores de passo. Os movimentos na direção y são efetuados com um motor
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linear, que foi construído por nossa equipe. Os três motores são acionados com a ajuda de circuitos
integrados programáveis (PIC 16F628A). Um PIC 18F4550 controla estes três PICs 16F628A e
faz a conexão com um computador que controla todo o processo de medida, analisa os dados e
armazena os resultados. As posições são monitoradas com a ajuda de sensores ópticos digitais e são
lidas pelos PIC16F628A. Os mesmos pinos destes PICs que são usados para a leitura da posição
do braço robótica servem para receber informação a respeito da posição desejada. Esta informação
é enviada pelo PIC18F4550 com um sinal que desliga o respectivo sensor óptico e comunica ao
PIC16F628A que o sinal recebido nos pinos de posição não correspondem à posição actual do braço
mecânico, mas à posição desejada.
A figura 5 mostra o esquema elétrico que controla os movimentos nas direções y e z. As partes
marcadas em cor azul-turquesa não estão nesta placa de circuito impresso do resto deste esquema, mas
estão nos sensores de posição.
A figura 6 mostra os transistores que ligam as bobinas do motor da direção z. As placas de
circuito foram fabricadas com a técnica de transferir uma impressão a laser num papel couchê com
calor para a placa de circuito e posterior ataque químico com cloreto de ferro (III).
Fig. 5 - Circuito responsável pelos movimentos y e z
Fig. 6 - Transistores de potência para o motor z, e passagem de fios do cabo flexível (flat) para o cabo fixo (gay).
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A figura 7 mostra uma fotografia do braço robótico.
Fig. 7 - Braço robótico para transporte de porta-amostras.
Além da substituição do disco rotativo por um braço mecânico que manuseia os porta-amostras,
há uma mudança fundamental na leitura do sinal interferométrico em relação ao interferômetro da
segunda geração. No interferômetro anterior, os dois feixes de luz que interferem se cruzam com
um pequeno ângulo de tal forma que se gerem franjas espaciais que eram captadas por uma câmera
CCD. As imagens destas franjas eram analisadas por um computador de maneira automática. A
informação relevante da fase relativa dos dois feixes era codificada pela posição destas franjas. Este
método tem uma desvantagem. Manchas escuras provenientes de imperfeições ópticas, por exemplo
sujeiras nas janelas dos porta-amostras ou colônias bacterianas grandes, causam necessariamente
pequenos erros na interpretação automática das franjas. Este efeito provoca erros periódicos nas
curvas de crescimento.
No Interferômetro de Atividade Metabólica III, usaremos feixes bem paralelos de tal forma que
o fotodetector receberá uma única franja de interferência. A determinação da fase relativa das ondas
será feita variando a posição de um dos espelhos do interferômetro com a ajuda de um elemento
piezo elétrico que é acionado por uma voltagem variável. Este movimento do espelho faz uma
varredura da fase relativa das ondas e provocará alterações periódicas na intensidade de luz captada
pelo fotodetector. A relação das voltagens que acionam o elemento piezoelétrico e sinal óptico
captado no fotodetector permite determinar a fase relativa das duas ondas de luz que interferem.
Para poder elaborar um programa de computador que determina a fase relativa das ondas de luz
a partir de um registro de pares de dados <Voltagem, Intensidade de Luz> é necessário conhecer
qual é a relação entre voltagem aplicada ao elemento piezoelétrico e magnitude de deslocamento
do espelho. Esta dependência foi medida interferometricamente e o resultado está representado
na figura 8. Cada unidade do eixo vertical corresponde a um deslocamento do espelho de 0,3164
micrômetros. Infelizmente podemos notar que a relação entre posição de espelho e voltagem não
é uma função. Existe uma histerese. Este fato tornará o programa de computador, que analisa os
dados, mais complicado.
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Fig. 8 - Calibração do um elemento piezoelétrico que será usado para fazer uma varredura de fase.
As setas indicam subida (s) de descida (d) da voltagem.
Conclusão
Neste trabalho de Iniciação Científica avançamos no desenvolvimento de um equipamento
relativamente complexo que serve para um monitoramento automático e preciso do crescimento de
bactérias. A construção envolve tarefas de mecânica fina, automação, programação, interferometria e
estabilização de temperatura. No trabalho apresentado, concentramos esforços na parte de robótica
que cuida da troca e do posicionamento de porta-amostras. Foi possível estabelecer a comunicação
entre computador e um PIC18F4550 via porta USB e a comunicação entre PIC18F4550 e PICs
PIC16F628A. Conseguimos controlar os movimentos de um braço robótico na direção vertical.
Movimentos numa direção horizontal também foram testados, mas ainda precisam ser melhorados em
termos de precisão.
Agradecimentos: Agradecemos pelas bolsas de iniciação recebidas durante todo o projeto e pelo
auxílio da FAPEMIG (Projeto (CEX – APQ-00246-10 )
AUTOMATION OF INTERFEROMETRIC MEASUREMENTS
Abstract
The present work describes the development of an apparatus that measures the metabolic activity of 96 bacterial samples through an interferometric method. This equipment can be applied
in the researches of slowly growing bacteria such as Mycobacterium tuberculosis. Interferometric
measurements can provide information on the metabolic activity accurately and in real time.
Typically these measures take a few weeks and they happen continuously. For this reason, the
equipment should work automatically. In the past year we moved forward in building a robot
that transports samples between a rack and an interferometer. This robot has an arm that should
remove a row of 4 sample holders from the rack, take it to the position of the interferometer,
insert the row into the interferometer, position the sample holders with precision, remove the
row and take it back to its origin. Most of this mechanical robot is constructed and the electronics that controls the movements too. We are currently developing software and firmware, being
able to control the robotic arm movements in two dimensions, as well as electronics with the
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27
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corresponding firmware that coordinates these movements and communicates with a computer
that controls the whole process of the interferometric measurement.
Keywords: Interferometry. Automation. Mycobacteria.
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ESTUDO DE INUNDAÇÕES URBANAS NA BACIA
HIDROGRÁFICA DO RIO PARAIBUNA – Estudo de
Caso: Córrego Yung em Juiz de Fora
Mariana Ribeiro de Lima Brandão1
Celso Bandeira de Melo Ribeiro2
Resumo
Nos últimos anos, devido ao processo de urbanização acelerada das cidades, o problema das enchentes urbanas tem atingido inúmeras cidades no Brasil. Essas enchentes prejudicam o desenvolvimento das cidades e assustam os moradores. Neste sentido, este trabalho tem por objetivo
desenvolver estudos de mapeamento de áreas de risco de inundação, visando contribuir para o
processo de planejamento urbano e gerenciamento dos recursos hídricos na região hidrográfica
do rio Paraibuna. Foram realizadas simulações hidráulicas e hidrológicas utilizando programas
como Hec-Ras, Hec-GeoRas e ArcGis, para mapear as regiões de risco de alagamento, no âmbito
da Bacia do Córrego Yung, sub-bacia da Bacia do Rio Paraibuna, que se localiza no município de
Juiz de Fora, visando auxiliar o planejamento da cidade. A preparação da base de dados georreferenciados foi realizada utilizando o programa Google Earth e dados de elevação do sensor “Lidar”, disponibilizados pela Prefeitura de Juiz de Fora. Como resultados foram obtidas manchas
de alagamento ao longo do curso do córrego Yung, para diferentes cenários de vazões. Verificou-se a maior intensidade e abrangência das áreas de alagamento no terço superior da bacia e menor
intensidade no terço médio, o que historicamente é comprovado pelas recorrentes enchentes na
região do bairro Linhares.
Palavras-chave: Inundações urbanas. Modelagem hidrológica. Modelagem hidráulica.
1. Introdução
Ao longo dos anos, inúmeras cidades são prejudicadas pelas enchentes. Muitas das vezes estas
cidades ainda estão se reerguendo quando a época de cheias retorna e tudo é levado, outra vez, pela
força da água.
1
2
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Bolsista do Programa BIC/UFJF.
Professor orientador; Faculdade de Engenharia - Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental. celso.bandeira@ufjf.
edu.br
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As enchentes urbanas se caracterizam pelo extravasamento do leito dos rios e constitui-se
num evento natural, que pode ser agravado pela ocupação irregular e inadequada das suas margens,
provocando impactos sobre a sociedade em diversos aspectos.
Segundo Tucci (2007), em muitas regiões onde ocorre o extravasamento das águas fluviais, as
áreas ribeirinhas são constantemente habitadas por população de baixa renda, sem que haja qualquer
intervenção do poder público.
Valente (2009) destaca que “se não houver condições econômicas e sociais para a retirada das
ocupações existentes em tais áreas (margens dos rios), pelo menos os Planos Diretores deverão prever que
novos empreendimentos sejam proibidos de ocupá-las”, ou seja, mapear áreas de risco de inundação antes
ou depois destas serem ocupadas, tal como este trabalho se dispõe a fazer, significa proteger a população
e evitar danos não só econômicos e sociais como também prejuízos ambientais.
Portanto, prever o local e a magnitude de um evento de inundação se torna um grande passo
para minimizar os seus efeitos.
Desta maneira, algumas ferramentas de simulação hidráulica e hidrológica, foco deste trabalho,
apresentam grande potencial para prever os locais e a extensão de tais eventos para que novas construções
não sejam realizadas em áreas de risco e construções antigas sejam adaptadas às condições ou até
mesmo removidas do local.
Diante do exposto, pretende-se desenvolver neste trabalho o mapeamento de manchas de
alagamento na bacia hidrográfica do Córrego Yung, sub-bacia da bacia do Rio Paraibuna, na cidade de
Juiz de fora, a partir do qual será possível prever qual área está suscetível e qual a extensão da enchente.
Com essa ferramenta, pretende-se contribuir para o planejamento e minimização dos efeitos causados
por esses eventos nesta região.
2. Metodologia
2.1. Área de Estudo
Este trabalho tem como área de estudo a bacia do Córrego Yung, sub-bacia da Bacia do Rio
Paraibuna, afluente da margem esquerda do rio Paraibuna conforme mostra Figura 1. As características
do relevo no interior da sub-bacia são apresentadas na Figura 1.
Fig. 1 - Localização da bacia do Córrego Yung em relação à bacia hidrográfica do Rio Paraibuna e as características de relevo.
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Fig. 1 (continuação) - Localização da bacia do Córrego Yung em relação à bacia hidrográfica do Rio Paraibuna e as características de relevo.
Com relação à divisão municipal, a bacia do Córrego Yung se localiza totalmente inserida no
município de Juiz de Fora (MG) entre os bairros de Linhares e Vitorino Braga, conforme apresenta a
Figura 2.
Fig. 2 – Limite da bacia do Córrego Yung.
Fonte: Google Earth
2.2. Digitalização no Google Earth
Primeiramente, o Córrego Yung (calha do rio e margens) foi digitalizado no Google Earth, em
seguida convertidos para o formato shapefile, para possibilitar o trabalho no software ArcGis. Esta
etapa permitiu uma análise bastante próxima à realidade da sinuosidade e abrangência dos cursos
d’água, além de permitir uma visão geral da situação de ocupação urbana nos leitos dos rios. Com as
próprias ferramentas do programa, foi possível digitalizar toda a extensão do rio de maneira detalhada,
o que teve bastante importância no desenvolvimento do projeto.
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2.3. Preparação da base de dados georreferenciada no Hec-GeoRas
Após a digitalização do curso d’água e das margens do córrego no Google Earth, estes foram
convertidos do formato KMZ para o formato shapefile. Desta forma, o programa ArcGis pôde sobrepor
os novos dados ao MDE (Modelo Digital de Elevação do Terreno).
Os shapes River (calha do córrego), Banks (margens do córrego), XSCutlines (seções transversais
da calha do córrego) e Flowpaths (delimitação da planície de inundação) foram criados de acordo com
uma série de requisitos do programa ArcGis e suas tabelas de atributos preenchidas automaticamente
à medida que cada um foi sendo gerado.
2.4. Preparação
dos dados de entrada no
Programa Hec-Ras
e geração das manchas de
alagamento
Após a criação dos 4 shapes: River, Banks, Flowpaths e XS Cutlines , os dados foram exportados
para o formato Hec-Ras.
Como dados de entrada no Hec-Ras para a geração das manchas de alagamento são necessárias:
seções transversais da calha do córrego, perfil longitudinal, a definição das condições de contorno e dos
coeficientes de rugosidade de Manning, assim como os valores de vazão a serem escoados no trecho.
As seções transversais da calha do córrego e o perfil longitudinal foram exportados do HecGeoRas. Os Coeficientes de Manning utilizados foram n=0,040 para a margem esquerda do córrego,
n=0,030 para a calha e n=0,040 para a margem direita do mesmo e a condição de contorno selecionada
foi “Normal Depth”. Nesta etapa foram definidos também os valores de vazão à jusante de cada trecho
(Reis e Ribeiro, 2011). Foram considerados 4 períodos de retorno, ou seja, 4 intervalos de tempo
estimados para que tal vazão seja atingida ou superada, 10, 50, 100 e 200 anos.
2.5. Cálculo dos Valores de Vazão para diferentes Períodos de Retorno
Foi utilizado o Método Racional Modificado para determinar os valores de vazão máxima,
conforme apresentado a seguir.
Qmáx = 0,278.C.im.A. j
1
Onde:
Qmáx
= vazão máxima na seção de interesse;
im = intensidade máxima de chuva (mm/h);
A = área de drenagem na seção de interesse (km2);
Φ = coeficiente de retardamento (adimensional). Este é um fator de correção em função da área,
conforme mostrado na Equação 2 a seguir.
C = Coeficiente médio de escoamento superficial
j = 0,278-0,00034.A
a)
2
Cálculo do Coeficiente de Escoamento Superficial Médio:
O Cálculo do Coeficiente de Escoamento Superficial Médio foi realizado através da caracterização
do uso e ocupação do solo. Para esta bacia foi observado através do Google Earth 3 diferentes tipos de
uso e ocupação do solo, como segue na Tabela I.
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Tab. I – Valores de Coeficiente de Escoamento Superficial de acordo com o uso e ocupação do solo.
Classificação do uso e ocupação do solo
Área Urbana
Área de Floresta
Área de Pasto
Área (km2)
Coeficiente de Escoamento Superficial
4.822
0.75
2.448
0.25
12.131
0.25
A partir de tais valores, foi obtido o valor do Coeficiente Médio de Escoamento Superficial, de
acordo com a Equação 3.
Cméd = (Au.Cu + Af.Cf + Ap.Cp)/At
3
Onde:
Cméd = Coeficiente Médio de Escoamento
Au = Área Urbana
Cu = Coeficiente de Escoamento para a Área urbana
Af = Área de Florestas
Cf = Coeficiente de Escoamento para a Área de florestas
Ap = Área de Pasto
Cp = Coeficiente de Escoamento para a Área de Pasto
3. Resultados e Discussão
3.1. Valores de Vazão para diferentes Períodos de Retorno
Substituindo o tempo de concentração e os respectivos períodos de retorno foram determinados
4 diferentes valores de intensidade máxima de chuva, um valor para cada período de retorno, como
segue na Tabela II.
Tab. II – Valores de Intensidade Máxima de Chuva calculados para 4 diferentes períodos de retorno.
Tempo de Retorno (Anos)
Intensidade Máxima de Chuva (mm/h)
10
42.879
50
56.645
100
63.862
200
71.999
3.2. Valores de Vazão para diferentes Períodos de Retorno
Substituindo a área da seção, na Equação 2 foi possível chegar ao valor do coeficiente de
retardamento (Φ = 0,2714).
Uma vez determinado o valor do coeficiente de retardamento, da intensidade máxima de chuva,
da área da seção e do coeficiente médio de escoamento superficial, chegou-se aos valores de vazão
máxima, um valor para cada intensidade máxima de chuva, como pode ser observado na Tabela III a
seguir:
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Tab. III – Valores de Vazão Máxima.
Tempo de Retorno (Anos)
Intensidade Máxima de Chuva (mm/h)
Vazão Máxima (m3/s)
10
42.879
23.472
50
56.645
31.007
100
63.862
31.958
200
71.999
39.412
3.3. Determinação das Manchas de Alagamento
Foram inseridas todas as informações descritas anteriormente no programa Hec-Ras e como
resultados para os tempos de retorno de 10, 50, 100 e 200 anos e foram obtidas manchas de alagamento
em todo o curso do córrego Yung, como se pode observar na Figura 3 abaixo:
Fig. 3 – Bacia do Córrego Yung com as manchas de alagamento para o tempo de retorno de 200 anos
Comparando-se as manchas de alagamento com o mapa da bacia, percebe-se que as piores
situações se encontram no terço superior e inferior do percurso do córrego. É possível notar que a
parte inferior do curso do Córrego Yung se localiza no bairro Linhares, onde se encontram inúmeras
residências, com uma densidade populacional bastante significante. A região de Linhares, de acordo com
a Prefeitura de Juiz de Fora, é composta por Linhares, Bom Jardim, Três Moinhos, Yung, Residencial
Jardim das Flores e Recanto das Pedras, possui uma área de 521 hectares e, de acordo com o IBGE, em
2003, a densidade populacional era de 20,6 e a taxa de crescimento de 4,04%.
Os terços superior e médio não se encontram em regiões de grande densidade populacional, o
problema maior se encontra na parte inferior, localizada no bairro Linhares. A população do bairro
sofre constantemente com inundações na região.
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4. Conclusão
A partir da metodologia utilizada neste trabalho, pode-se concluir que em algumas áreas
ribeirinhas da região da bacia do Córrego Yung, em Juiz de Fora, há risco de alagamento.
Através das manchas de alagamento geradas foi possível observar que todo o percurso do Córrego
Yung possui alguma possibilidade de ocorrência de enchente.
Os cursos superior e médio do percurso do córrego não apresentam grande densidade populacional,
não sendo, portanto, uma situação alarmante. Porém, é recomendado que sejam tomadas medidas de
planejamento preventivo no curso inferior, onde existe uma densidade populacional considerável, como
no Bairro Linhares, para se evitarem os prejuízos que os alagamentos possam causar, caso ocorram as
enchentes simuladas nos tempos de retorno de 10, 50, 100 e 200 anos descritas no estudo.
Agradecimentos
UFJF.
Os autores agradecem a Propesq-UFJF pela concessão da bolsa de Iniciação Científica BIC-
FLOODING URBAN STUDY OF THE PARAIBUNA BASIN - CASE
STUDY: YUNG STREAM IN JUIZ DE FORA
Abstract
In recent years, due to accelerated urbanization process of cities, the problem of urban flooding
has hit many cities in Brazil. These floods hamper the development of cities and scare the locals.
Thus, this study aims to develop mapping studies of areas at risk of flooding, intending to contribute to the process of urban planning and management of water resources in the Paraibuna
River Basin Paraibuna. Simulations were conducted using hydraulic and hydrological programs
as Hec-Ras, Hec-GeoRas and ArcGis to map areas at risk of flooding within the Stream Yung
Basin, sub-basin of Paraibuna River Basin, located in the municipality of Juiz de Fora, to assist
city planning. The preparation of georeferenced databases was performed using the program
Google Earth and elevation data from sensor “Lidar”, provided by the Juiz de Fora city hall. As
results, flooding spots were found along the course of stream Yung, for different flow rate scenarios. There was a greater intensity and extent of flooded areas in the upper part of the basin and
lower intensity in the middle third, which is historically proven by the constant floods in the
region of the Linhares neighboorhood.
Keywords: Urban floods. Hydrologic modeling. Hydraulic modeling.
Referências
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FITZ, P. R. Cartografia Básica. La Salle Centro Universitário, Canoas/RS, 2000.
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MELO, H. A. CUNHA J. E. B. L. NÓBREGA, R. L. B. RUFINO, I. A. A GALVÃO C. O. Modelos Hidrológicos e Sistemas de Informação Geográfica (SIG): integração possível. IX Simpósio de
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MENDES, C. A. B. CIRILO, J. A. Geoprocessamento em Recursos Hídricos. ABRH: Porto Alegre,
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PAIVA, J. B. D PAIVA, E. M. C. D. Hidrologia Aplicada à Gestão de Pequenas Bacias Hidrográficas. Associação Brasileira de Recursos Hídricos, Porto Alegre, 2001.
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Aplicações de Cadeias de Markov no
Planejamento de Cartas de Controle por
Atributos
Fernanda Ferreira de Sousa1
Lupércio França Bessegato2
Resumo
Nesse trabalho, considera-se um procedimento para controle on-line por atributo que consiste
na inspeção de um único item a cada m itens produzidos. Baseado no resultado da inspeção, decide-se se ocorreu um aumento na proporção de itens defeituosos (não conformes) produzidos.
Caso o item inspecionado seja classificado como não conforme, ajusta-se o processo produtivo
de maneira que a proporção de itens não conformes retorne a sua situação original. O modelo
probabilístico do sistema de controle emprega propriedades de uma cadeia de Markov ergódica
para se obter a expressão do custo médio desse sistema por unidade produzida, a qual pode ser
minimizada como uma função do intervalo de amostragem, m. Utiliza-se planilha eletrônica do
Microsoft Excel© 2010 para proceder à busca do parâmetro ótimo de planejamento (m0).
Palavras-chave: Controle de Qualidade por Atributos. Planejamento Econômico. Cadeias de
Markov. Planilha Eletrônica.
Introdução
Espera-se, em geral, que um processo de produção seja estável ou previsível, ou seja, que ele
tenha capacidade de operar com pequena variabilidade em torno de dimensões-alvo das características
de qualidade do produto. O controle de processo abrange técnicas de resolução de problemas e de
decisão que são importantes para alcançar a estabilidade do processo e a melhoria de sua capacidade.
Muitas características de qualidade não podem ser representadas convenientemente por meio
de números. Nesses casos, classificam-se usualmente cada item inspecionado como conforme ou não
conforme, de acordo com as especificações dessas características de qualidade. Taguchi e outros (1989)
propuseram um método econômico para monitorar em tempo real características da qualidade, tanto
de variáveis, quanto de atributos. Esse método é conhecido como modelo de Taguchi para controle on1
2
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Bolsista do Programa PROBIC JÚNIOR/FAPEMIG/UFJF
Professor Orientador do Departamento de Estatística – Instituto de Ciências Exatas – UFJF. [email protected]
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line de processos. No caso de controle por atributos, considera-se um processo que inicia sua operação
sob controle, produzindo itens com uma fração não conforme p0. Após a ocorrência de uma causa
especial, o estado do processo torna-se fora de controle e a fração de itens não conformes passa para
p1, p0 ≤ p1 ≤ 1 (estado fora de controle). O processo continua produzindo nesta condição até que a
mudança na proporção de itens não conformes produzidos seja detectada e o processo ajustado. Se o
item for não conforme, para-se o processo para investigação e ajuste. Após o ajuste, a fração de itens
não conformes retorna ao valor inicial p0. O procedimento consiste na inspeção de um único item
a cada m itens produzidos. Busca-se o intervalo ótimo entre amostragens, m0 que minimize o custo
médio do sistema de controle.
Nayebpour e Woodall (1993) desenvolveram modelo para controle on-line por atributo
que formaliza um mecanismo de falha para o processo, assumindo que, a cada item produzido, a
probabilidade de o processo sair de controle (q) é constante. Com essa consideração não se pode obter
uma expressão explícita para o intervalo ótimo entre inspeções (m0), exigindo procedimento numérico
para determinação do valor de minimização da função de custo médio do sistema de controle. O
procedimento de controle on-line de processos foi estudado por muitos autores, tais como, Nayebpour
e Woodall (1993), Borges e outros (2001), Trindade e outros (2007), Quinino e outros (2010),
Bessegato e outros (2011, 2012). Encontra-se em Bessegato (2009) uma extensa revisão de literatura
sobre modelos de controle on-line por atributo.
Este trabalho propõe-se a estudar características do planejamento econômico de procedimento
de controle on-line por atributo, compreendendo a busca do parâmetro ótimo e do correspondente
custo unitário do sistema, em função dos parâmetros probabilísticos e de custo adotados. Discutimos
as propriedades assintóticas de cadeias de Markov e as adotamos na modelagem do planejamento
econômico de controle on-line de processos por atributo. O modelo é detalhado e são calculados os
custos médios dos estados associados a essa cadeia. Utiliza-se planilha eletrônica do Microsoft Excel©
2010, para o cálculo do custo médio por item produzido e enviado ao mercado.
Metodologia
Cadeias de Markov
As cadeias de Markov são usadas como modelos probabilísticos para uma variedade de situações
em biologia, administração, engenharia, física e outras áreas. Esse modelo é usado para descrever um
experimento que é repetido da mesma maneira muitas vezes, sendo que o resultado de cada repetição
do experimento pode ser um dentre alguns resultados possíveis e previamente especificados. Além
disso, supõe-se que o resultado de cada ensaio só depende do ensaio imediatamente anterior (Lay,
1999).
Considere uma sequência de variáveis aleatórias {Xn}, n = 1, 2, ..., supondo-se que o conjunto
dos valores possíveis dessas variáveis seja E = {1, ..., R}. A cada passo n, as transições possíveis entre os
estados da cadeia atendem a propriedade markoviana, ou seja, a probabilidade de transição do estado
i para o estado j em um passo da cadeia é dada por Pij = P{xn+1 = j | xn = i,...,x0 = i0} = P{xn+1 = j|xn = i}.
Nesse trabalho, considera-se que as probabilidades de transição não dependem de n, dizendo-se assim
que a cadeia é homogênea no tempo.
A matriz P = [Pij]RxR é a matriz de probabilidades de transição da cadeia de Markov. Salienta-se
que a soma de qualquer linha da matriz P é 1. Assim, conhecendo-se a distribuição de probabilidades
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da cadeia no instante k (ak), pode-se calcular sua distribuição no instante k + 1 (ak+1), por meio da
expressão a’k+1 = a’k P, com a’k = [ak(1), ak(2), ..., ak(R)], com ak(i) = P{ Xk = i}.
Um aspecto interessante das cadeias de Markov é o estudo de seu comportamento a longo prazo.
Há cadeias denominadas ergódicas, com propriedades que garantem que há um vetor estacionário
(ou vetor de equilíbrio), p, tal que p’ = p’ P. Esse vetor é único, tendo-se que, qualquer que seja a
distribuição de probabilidade inicial da cadeia (a0), a’k converge para p, quando k → ∞ (Lay, 1999).
Cada componente do vetor da distribuição invariante (p) pode ser visto como a proporção de tempo
que o sistema de produção visita o estado correspondente, após um número suficientemente grande
de inspeções.
Modelo probabilístico
Seja um processo que produz itens individuais e independentes a cada unidade de tempo. Ele
inicia operando sob controle, possuindo uma fração de itens não conformes p0. Ele passa à condição
fora de controle em algum instante aleatório, devido à causa especial. Nesse trabalho, a duração do
processo sob controle é medida por meio da quantidade de itens produzidos antes da mudança de
estado do processo (tempo de falha discreto). Para garantir que a produção opere sob controle, a
regra de monitoramento estabelece as situações em que se ajusta o processo, assegurando assim seu
retorno à condição inicial. O objetivo é o estudo do comportamento a longo prazo desse processo,
primordialmente o custo unitário por item produzido e enviado ao mercado. Esse trabalho considera
que o processo passa à condição fora de controle, devido à causa especial, em algum instante aleatório,
assumindo que, a cada item produzido, a probabilidade q de o processo sair de controle é constante,
0 < q < 1. Após a falha, o processo torna-se fora de controle, com fração de itens não conformes
p1, p1 > p0. A proporção de itens não conformes retorna a seu valor inicial, p0, somente após uma
intervenção para ajuste do processo produtivo. Para monitoramento do processo, inspeciona-se um
único item de acordo com o seguinte critério: se a peça inspecionada for não conforme, o processo
produtivo é considerado fora de controle, sendo instantaneamente paralisado e ajustado para retornar
ao estado inicial de produção sob controle, após o que se produz novamente uma sequência de m
itens até a próxima inspeção, repetindo-se o procedimento. A Figura 1 apresenta o fluxograma do
monitoramento do processo.
Fig. 1 - Fluxograma do sistema de monitoramento
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Fig. 2 – Custo médio vs. m
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O monitoramento e a regra de decisão sobre o ajuste no processo podem ser modelados como
uma cadeia de Markov ergódica, em tempo discreto, em que cada passo de cadeia representa um ciclo
entre inspeções sucessivas. O conjunto de estados dado por E = {(w, s); w = 0, 1 e s = 0, 1}, com w
indicando se o processo está sob controle no instante da amostragem e s, a decisão sobre o ajuste do
processo. Quando: w = 0, ao final do ciclo de monitoramento, o processo está fora de controle e opera
com aumento na fração de não conformes (p1); w = 1, todo o ciclo de monitoramento ocorre com o
processo sob controle (fração de não conformes é p0); s = 0, o item inspecionado é não conforme e
o processo de produção é ajustado; s = 1, o item inspecionado é conforme e decide-se não ajustar o
processo.
Suponha que é constante a probabilidade q de o processo sair de controle durante a fabricação
de cada item (desde que ele tenha sido iniciado sob controle). Essa hipótese equivale a supor que o
processo de produção não se deteriora com o tempo. Defina então j(m), a probabilidade de o processo
sair de controle durante ciclo de monitoramento em que se produzem m itens, cuja expressão é:
j(m) = 1 - (1 - q)m
(1)
As probabilidades de transição entre os estados são denotados por P(wi-1,si-1),(wi,si) em que (wi,si)
é o estado da cadeia na conclusão do i-ésimo ciclo de monitoramento. A matriz de probabilidades
de transição é dada por P = [P(wj, sj), (wk, sk)], para todo (w, s) ∈ E. Para ilustrar, P(1,1), (1,0) representa a
probabilidade de que o processo seja ajustado no próximo ciclo [estado (1,0)], dado que não ocorreu
mudança do processo no ciclo atual.
Após ajuste do processo, ele retorna à sua condição inicial e o próximo ciclo de monitoramento
é iniciado operando sob controle. Por outro lado, a probabilidade de ocorrer mudança no estado do
processo durante o ciclo atual é j(m). Assim as probabilidades de transição dos estados (0, 0), (1, 0) e
(1, 1) para os estados (0, 0) e (0, 1) são, respectivamente:
P(1,0),(0,0) = P(1,1),(0,0) = P(0,0),(0,0) = j(m)p1
P(1,0),(0,1) = P(1,1),(0,1) = P(0,0),(0,1) = j(m)(1-p1)
(2)
(3)
Além disso, a probabilidade de o processo permanecer sob controle, dado que o ciclo iniciou-se
nessa situação é 1 – j(m). Assim, as probabilidades de transição dos estados (0, 0), (1, 0) e (1, 1) para
os estados (1,0) e (1, 1) são, respectivamente:
P(1,0),(1,0) = P(1,1),(1,0) = P(0,0),(1,0) = [1-j(m)]p0
P(1,0),(1,1) = P(1,1),(1,1) = P(0,0),(1,1) = [1-j(m)](1-p0)
(4)
(5)
A partir do estado (0, 1), situações em que o ciclo atual está fora de controle durante a amostragem
e o item inspecionado é conforme, são possíveis transições unicamente para os estados (0, 0) e (0, 1).
As probabilidades dessas transições são, respectivamente:
P(0,1),(0,0) = p1
P(0,1),(0,1) = 1- p1
(6)
(7)
Não é possível transição do estado (0, 1) para os estados (1, 0) e (1, 1), ou seja, P(0, 1), (1,0) = P(0, 1), (1,1) = 0.
A matriz P é ergódica e, portanto, há distribuição estacionária que é denotada por p’ = [ p(w, s); (w, s)
∈ E ]. Esse vetor é a solução do sistema de equações lineares p’ = p’P, com a restrição de que ∑p(w,s)=1. Sua
(w,s)∈E
solução é:
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p(0,1) =
p(0,0) =
j(m)(1-p1)
p(1,1) =
j(m)[1-p1]+p1
j(m)p1
p(1,0) =
j(m)[1-p1]+p1
[1-j(m)](1-p0)p1
j(m)[1-p1]+p1
[1-j(m)]p0p1
(8)
j(m)[1-p1]+p1
A probabilidade p(w, s) pode ser considerada como a proporção de tempo que o sistema de
monitoramento visita o estado (w, s) após uma quantidade suficientemente grande de inspeções.
Considerando um grande número de inspeções, pode-se obter, por exemplo, P{Xn‑1 = (1, 0) | Xn =
(0, 0)} que indica a proporção de vezes em que os ciclos do estado (0, 0) foram imediatamente precedidos
por ciclos do estado (1, 0). Sua expressão é:
P{Xn-1=(1,0)|Xn=(0,0)}=
P{Xn=(0,0)|Xn-1=(1,0)}P{Xn-1=(1,0)}
P{Xn=(0,0)}
(9)
P{Xn = (0, 0) | Xn-1 = (1, 0)} é a probabilidade de transição do estado (1, 0) para o estado (0, 0),
P(1, 0),(0, 0). Por outro lado, considerando que o processo de produção opera há muito tempo, podemos
aproximar as probabilidades incondicionais da expressão (9), por suas equivalentes na distribuição
estacionária, ou seja, P{Xn‑1 = (1, 0)} = p(1,0) e P{Xn = (0, 0)} = p(0,0). Dessa maneira, temos que:
P{Xn-1=(1,0)|Xn=(0,0)}=
P(1,0),(0,0)p(1,0)
p(0,0)
(10)
As expressões de P{Xn‑1 = (1, 0) | Xn = (0, 0)} e P{Xn‑1 = (1, 0) | Xn = (0, 0)} são obtidas de maneira
similar. Assim, considerando um grande número de inspeções, a proporção de vezes em que ciclos de
monitoramento associados ao estado (0, 0) são iniciados com o processo sob controle, pc(0,0) é:
pc(0,0)
pc(0,0)
= P{Xn-1=(1,1)∪Xn-1=(0,0)|Xn=(0,0)}
p(1,1)=P(0,0)(1,0)p(1,0)+P(0,0)(0,0)p(0,0)
P
= (0,0)(1,1)
p(0,0)
= p1
(11)
De maneira similar, obtém-se pc(0, 1) = p1.
Custos dos estados da cadeia
A estrutura de custos considerada é similar àquela adotada por Bessegato e outros (2011),
Para a composição do custo do sistema de monitoramento são considerados três de seus aspectos:
inspeção, ajuste e envio de itens não conformes ao mercado. Supõe-se que os itens inspecionados são
descartados. Adotamos a seguinte notação: cinsp, é o de custo de classificação e descarte de um item
inspecionado; cnc, é o custo de item defeituoso que segue para o consumidor final ou para as próximas
etapas do processo; ca, é o custo de ajustar o processo. Além disso, denota-se por C(w, s) o custo médio
do estado (w, s).
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Quando a cadeia alcança os estados (1, 0) e (1, 1), todos os itens são produzidos com o processo
operando sob controle. Nesse caso, a quantidade média por ciclo de itens não inspecionados defeituosos
é p0(m – 1). Assim, o custo esperado dos ciclos (1, 0) e (1, 1) são, respectivamente:
C(1,0) = cinsp+p0(m-1)cnc+ca
(12)
C(1,1) = cinsp+p0(m-1)cnc
(13)
Quando o processo está fora de controle durante a amostragem [estados (1, 0) e (1, 1)], há duas
situações a serem consideradas para a determinação do custo médio de itens defeituosos enviados ao
mercado. O primeiro caso refere-se aos ciclos que são iniciados com o processo de produção fora de
controle, em que o número médio de itens não inspecionados defeituosos é p1(m – 1). A segunda
situação refere-se aos ciclos durante os quais o processo tornou-se fora de controle (aumentou a fração
de não conformes do processo). Nessa situação, é razoável admitir que o processo, em média, saiu de
controle na metade do ciclo. A quantidade média de itens defeituosos enviados ao mercado é então
(p0 + p1)(m – 1)/2. Empregando (11), o custo esperado dos ciclos de monitoramento associados aos
estados (0, 0) e (0,1) são, respectivamente:
C(0,0) = cinsp+cnc(m-1)
C(0,1) = cinsp+cnc(m-1)
[
[
pc(0,0)
pc(0,1)
(p0+p1)
2
(p0+p1)
2
]
]
+pF(0,0)p1 +ca
(14)
+pF(0,1)p1
(15)
com pF(0, s) = pC(0, s), s = 0, 1.
Para um grande número de inspeções, o custo médio de cada ciclo de monitoramento (C) é o
custo de cada estado, ponderado pela proporção de vezes que o processo passa por cada estado. Assim,
considerando-se que C é função do intervalo entre inspeções, m, tem-se que:
C(m) = C(0,0)p(0,0)+C(0,1)p(0,1)+C(1,0)p(1,0)+C(1,1)p(1,1)
(16)
O custo médio por item produzido e enviado ao mercado é então:
Cu(m)=
C(m)
m-1
(17)
Não se pode obter uma expressão explícita para (17) e a solução é alcançada computacionalmente.
Busca-se m0, o valor de m que minimiza Cu(m).
Aplicação e resultados
O exemplo descrito nesta seção se baseia em Bessegato e outros (2011). A escolha foi motivada
pela simplicidade e pela facilidade de ajuste para outras aplicações. Geralmente, qualquer processo de
alta precisão que utilize controle automático fundamentado na coleta de observações individuais pode
ser aprimorado pelo procedimento discutido neste trabalho.
Dados históricos permitem adotar p0 = 0,001 como a fração de itens de itens não conformes
do processo de produção (processo sob controle) e a mudança para um processo fora de controle
42
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(proporção de itens não conformes produzidos, p1 = 0,05) pode ocorrer com probabilidade constante,
q = 0,0001 em cada item produzido com o processo sob controle. Os custos de operação do sistema de
monitoramento da produção são estimados por cinsp = $0,025, ca = $100, cnc = $20.
Diante das condições de operação apresentadas acima, a melhor estratégia de monitoramente
encontrada é constituída por m0 = 15. O custo médio unitário ótimo do sistema de monitoramento
corresponde a $0,083054. A busca do valor ótimo do parâmetro de planejamento foi exaustiva e
foi efetuada por planilha eletrônica do Microsoft Excel© 2010. A Figura 2 mostra a curva do custo
esperado versus o intervalo de amostragem m.
Conclusão
O presente trabalho apresenta algumas das características do planejamento econômico de
procedimento de controle on-line por atributo, compreendendo a busca do parâmetro ótimo de
planejamento (intervalo entre amostragens, m) e de seu correspondente custo unitário ótimo [Cu(m0)].
Salienta-se a simplicidade do método e sua aplicabilidade em uma ampla gama de situações. O
uso da planilha eletrônica mostra-se uma importante ferramenta na análise rápida dos resultados,
principalmente quanto à observação de seu comportamento quando da alteração de parâmetros
probabilísticos ou de custo (dados de entrada do modelo). O uso de propriedades de cadeias de Markov
facilita a modelagem e a compreensão do problema.
Em trabalhos futuros, pode-se estudar a sensibilidade dos resultados em relação a variações de
dados de entrada, bem como a análise dos efeitos decorrentes da incorporação de erros de classificação
no modelo.
Agradecimentos
Os autores agradecem à FAPEMIG pelo financiamento da bolsa de iniciação científica de
Fernanda Ferreira de Sousa, no âmbito do VIII Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica
Júnior FAPEMIG/UFJF – 2012.
MARKOV CHAIN APPLICATIONS IN ECONOMICAL DESIGNS FOR
CONTROL CHARTS FOR ATTRIBUTES
Abstract
In this paper, it is considered a procedure for on-line control for attribute that consists of inspecting a single item for every m produced items. Based on the results of the inspection, it is
decided whether there was an increase in the proportion of produced nonconforming items. If
the inspected item is classified as nonconforming, the production process is adjusted so that the
proportion of conforming items back to their original position. The probabilistic model of the
control system employs properties of an ergodic Markov chain to obtain the expression of the
average cost of the system per unit produced, which can be minimized as a function of the sampling interval, m. It is used electronic spreadsheet in Microsoft Excel 2010 to conduct a search
of the optimal design parameter (m).
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Keywords: Quality Control for Attributes. Economical Design. Markov Chain. Electronic
Spreadsheet.
Referências
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44
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SUPERFÍCIE DE ENERGIA POTENCIAL PARA O
SISTEMA MOLECULAR O3 (1A1)
Mariana de Almeida Nery Coutinho1
Maikel Yusat Ballester Furones2
RESUMO
O Oxigênio molecular é um dos principais componentes da atmosfera terrestre. Assim, processos que envolvem colisões entre Oxigênio atômico e molecular são de interesse na físico-química
atmosférica e da combustão. Tais colisões podem ser estudadas com ajuda de uma superfície de
energia potencial para o sistema O3 (1A1). Com esse objetivo, a superfície de energia potencial
do sistema O3 (1A1) será aqui estudada. A fim de fornecer uma representação para tal potencial,
formas funcionais baseadas no método Double Many-Body Expansion (DMBE) foram propostas, proporcionando um correto ajuste para os pontos ab initio. Os cálculos relativos aos valores
de energia foram realizados com o auxílio do programa GAMESS, valendo-se do nível de cálculo Multi-Reference Second-Order Moller-Plesset Perturbation Theory (MRMP2), juntamente
com as bases aug-cc-pVXZ (X=D, T).
Palavras-chave: Superfície de energia potencial. Cálculos ab initio.
1. Introdução
Uma superfície de energia potencial, dentro da aproximação de Born-Oppenheimer, modelo
no qual os elétrons ajustam suas posições instantaneamente para acompanhar qualquer movimento
do núcleo (MURRELL et al., 1984), é, em síntese, uma função que fornece a energia eletrônica em
função das coordenadas nucleares.
Tal superfície pode ser obtida por meio do ajuste de uma função contínua a um conjunto de
pontos ab initio e/ou dados experimentais, sendo o termo ab initio utilizado na descrição de métodos
que procuram calcular as propriedades moleculares a partir do início, isto é, resolvendo a equação de
Schrödinger sem utilizar nenhum dado experimental (STONE, 1996).
O presente trabalho irá apresentar a superfície de energia potencial do sistema O3 (1A1). Para
a elaboração dessa superfície, foi necessário construir a curva de energia potencial para o sistema O2
1
2
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Bolsista do Programa BIC/UFJF.
Professor orientador do Instituto de Ciências Exatas – UFJF. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas, Universidade
Federal de Juiz de Fora, Cidade Universitária, Bairro Martelos, CEP 36036-330, Juiz de Fora, MG, Brasil. E-mail: maikel.
[email protected]
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(X3∑g-). É importante ressaltar que, com intuito de melhorar os resultados para o último sistema
citado, métodos de extrapolação de base tiveram que ser empregados para corrigir os valores de energia
obtidos, que foram bastante influenciados pelas bases utilizadas.
Uma descrição das metodologias utilizadas, bem como dos resultados obtidos, será apresentada
nas próximas seções.
2. Metodologia
2.1. Cálculos ab initio
Os cálculos ab initio para a obtenção dos valores de energia utilizados na elaboração das
superfícies de energia potencial foram realizados com o auxílio do programa GAMESS (SCHMIDT,
1993), utilizando o nível de cálculo Multi-Reference Second-Order Moller-Plesset Perturbation
Theory (MRMP2) com as bases aug-cc-pVXZ (X=D, T) (sistema O3 (1A1)) e aug-cc-pVXZ (X=D, T,
Q) (sistema O2 (X3∑g-)) (KENDALL et al., 1992; DUNNING, 1989).
Foram calculados 87 pontos ab initio em cada uma das três bases para a curva de energia potencial
do sistema O2 (X3∑g-) e 352 pontos ab initio em cada uma das duas bases para a construção do termo
que representa a interação de três corpos da superfície de energia potencial do sistema O3 (1A1).
2.2. Extrapolação de base – Complete Basis Set (CBS)
A expansão de uma função desconhecida em um conjunto de funções conhecidas não é uma
aproximação se o conjunto de funções utilizadas for completo. Contudo, para que isso ocorra, é necessária
a utilização de um número infinito de funções, o que na prática não é possível. O truncamento da
função desconhecida em um número finito de funções pode ocasionar certa imprecisão aos resultados,
fato que varia de acordo com o número e tipo de funções utilizadas (BALLESTER, 2008).
Analisando os resultados obtidos para o sistema O2 (X3∑g-), foi possível observar a grande
influência das bases utilizadas para os valores de energia obtidos, conforme indicado na Figura 1, que
mostra os pontos ab initio de energia calculados nas diferentes bases.
0.10
Energia na Base AVDZ
Energia na Base AVTZ
Energia na Base AVQZ
0.05
E (Hartree)
0.00
-0.05
-0.10
-0.15
-0.20
2.00
2.50
3.00
3.50
RO-O (Bohr)
4.00
4.50
5.00
Fig. 1- Comparação das bases.
46
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É possível destacar duas estratégias principais para a extrapolação de base:
⋅Extrapolação da energia total;
⋅Extrapolação da energia Hartree-Fock e da energia de correlação dinâmica.
Extrapolação da energia total – Método 1
Esse método consiste na extrapolação da energia total calculada, isto é, na extrapolação da
energia Hartree-Fock somada à energia de correlação dinâmica. Para a realização de tal extrapolação,
foi utilizada a seguinte expressão (PETERSON et al., 1993):
Etot=E∞+Bexp[-(X-1)]+C[-(X-1)2]
onde X assume os valores 2, 3 ou 4 de acordo com a base utilizada, isto é, X = 2, se a base for aug-ccpVDZ, X = 3, se a base for aug-cc-pVTZ e X = 4, se a base for aug-cc-pVQZ.
Extrapolação da energia Hartree-Fock e da energia de correlação dinâmica
Esse método busca realizar uma extrapolação separada das energias Hartree-Fock e de correlação
dinâmica, de modo que, depois de somadas as duas energias extrapoladas, é possível obter a extrapolação
para a energia total. Nesse contexto, duas expressões foram utilizadas:
Método 2 (KARTON & MARTIN, 2006; VARANDAS, 2007)
Energia Hartree - Fock:
CAS
EX
(R)=E ∞CAS (R)+ B/X 5,34
Energia de Correlação Dinâmica
A3
A5+CA3125
dc
dc
EX = E∞ +
+
(X+a)3
(X+a)5
onde X assume valores conforme já explicado. Ainda é preciso destacar que, com o intuito de facilitar
a utilização de tal método, foi realizada uma aproximação do expoente de A3, fazendo 1.25 ≃1.
Método 3 (FELLER, 1993; WOON & DUNNING, 1993; FELLER & PETERSON, 1998;
HELGAKER, 1997)
Energia Hartree - Fock:
E XHF =E ∞HF +Bexp(-CX)
Energia de correlação dinâmica:
cor
cor
E X =E ∞ +BX-3
onde X assume valores conforme explicação anterior.
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Comparação gráfica dos métodos de extrapolação
Depois de realizadas as extrapolações utilizando os métodos anteriores, faz-se necessária uma
comparação gráfica dos resultados. Nesse contexto, os gráficos a seguir (Figura 2) irão realizar tal
comparação.
Comparando os resultados obtidos com dados presentes na literatura (RODRIGUES et al.,
2002) foi possível observar que a extrapolação obtida pelo Método 2 representou melhor o sistema na
região de curto alcance, uma vez que o mínimo de energia se encontra mais próximo do resultado já
existente. Assim, os valores de energia a serem utilizados nas próximas seções foram extrapolados com
auxílio desse método.
0.10
0.10
Energia na Base AVDZ
Energia na Base AVTZ
Energia na Base AVQZ
Energia Extrapolada
A
0.05
0.05
0.00
E (Hartree)
E (Hartree)
0.00
-0.05
-0.05
-0.10
-0.10
-0.15
-0.15
-0.20
-0.20
2.00
2.50
3.00
3.50
RO-O (Bohr)
0.10
4.00
4.50
0.05
2.00
5.00
2.50
3.00
3.50
RO-O (Bohr)
-0.170
Energia na Base AVDZ
Energia na Base AVTZ
Energia na Base AVQZ
Energia Extrapolada
B
4.00
4.50
5.00
Energia Extrapolada - Metodo 1
Energia Extrapolada - Metodo 2
Energia Extrapolada - Metodo 3
D
-0.175
-0.180
E (Hartree)
0.00
E (Hartree)
Energia na Base AVDZ
Energia na Base AVTZ
Energia na Base AVQZ
Energia Extrapolada
C
-0.05
-0.185
-0.10
-0.190
-0.15
-0.195
-0.200
-0.20
2.00
2.50
3.00
3.50
RO-O (Bohr)
4.00
4.50
5.00
2.10
2.20
2.30
2.40
RO-O (Bohr)
2.50
2.60
Fig. 2 - A- Extrapolação de energia com o Método 1. B- Extrapolação de energia com o Método 2. C- Extrapolação de energia com
o Método 3. D- Comparação dos resultados obtidos com os Métodos 1, 2 e 3 na região de equilíbrio.
3. Resultados
3.1. Curva de energia potencial para o sistema O2 (X3∑g-)
A construção da curva de energia potencial para o sistema O2 (X3∑g-) foi realizada por meio do
ajuste de uma forma funcional adequada aos pontos ab initio calculados e posteriormente extrapolados.
A forma funcional utilizada baseia-se no método Double Many-Body Expansion (DMBE), que será
explicado com mais detalhes na seção 3.2. A necessidade de uma boa qualidade no ajuste dos pontos
ab initio fez com que a expressão apresentada na sequência fosse utilizada.
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Função Total
V=Vdc+VEHF
O ajuste da forma funcional foi realizado com auxílio do programa GNUPLOT. É necessário
ressaltar que n, na equação de longo alcance, assumiu os valores 6, 8, 10 e 12, e, na função de curto
alcance, foi feito n = 7.
Os valores encontrados para os coeficientes da função que fornece a curva de energia potencial
do sistema O2 (X3∑g-) estão inseridos na Tabela I.
20.00
0.15
Erro
Energia Extrapolada
V
15.00
0.10
10.00
5.00
0.00
0.00
E (cm-1)
E (Hartree)
0.05
-0.05
-5.00
-10.00
-15.00
-0.10
-20.00
-0.15
-25.00
-0.20
-30.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
RO-O (Bohr)
7.00
8.00
9.00
10.00
2.00
2.50
3.00
3.50
RO-O (Bohr)
4.00
4.50
5.00
Fig. 3 - Curva de energia potencial para o sistema O2 (X3∑g-) comparada com os pontos de energia extrapolados (gráfico à esquerda)
e gráfico de erro entre a forma funcional ajustada e os valores de energia extrapolados (gráfico à direita).
3.2. Superfície de energia potencial para o sistema O3 (1A1)
Na construção da superfície de energia potencial para o sistema O3 (1A1) foi utilizado o método
Double Many-Body Expansion (DMBE). Este, em resumo, consiste em descrever o potencial de
interação de n corpos através da expressão:
V=∑Va +∑Vabc+...+∑Vabc-n
onde Va representa a energia potencial de um único átomo, Vab representa a interação de dois corpos,
Vabc representa a interação de três corpos e Vabc-n representa a interação de n corpos.
Essa divisão da interação total é o que se denomina Many-Body Expansion (MBE). Após essa
separação na descrição da interação total de n corpos, busca-se dividir a forma funcional em duas:
uma representando a região de curto alcance e outra representando a região de longo alcance. Isso
completa a metodologia do Many-Body Expansion, dando origem ao método Double Many-Body
Expansion.
Para o sistema aqui estudado, no qual n=3, o termo que representa as interações de dois corpos
foi obtido através da curva de energia potencial para o sistema O2 (X3∑g-). Assim, para completar a
construção da superfície de energia potencial para o sistema O3 (1A1), foi necessário apenas modelar o
termo que representa a interação de três corpos.
A obtenção do termo que representa a interação de três corpos foi realizada por meio do ajuste
de uma forma funcional aos valores de energia extrapolados. Para o sistema O3 (1A1), a forma funcional
utilizada no ajuste do termo de dois corpos é a mesma utilizada na elaboração da curva de energia
potencial do sistema O2 (X3∑g-), uma vez que esse termo é a própria curva de energia potencial desse
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sistema.Assim, para ajustar o termo que representa a interação de três corpos, foi utilizada a seguinte
forma funcional:
V=P(R)T(R)
onde P(R) é um polinômio em função das coordenadas R e T(R) é uma função denominada “range
function”, que garante que o termo de curto alcance de três corpos é exatamente zero na região de longo
alcance.Para a função P(R), foi escolhida a seguinte expressão utilizando coordenadas de simetria:
2
2
2
P(S1,S2,S3)=a0+a1S1+a2S 1 +a3(S 2 +S 3 ) +a4S 13 +a5S1(S 22 +S 32 )+
+a6(S 33 -3S3S 22 )+a7S 41 +a8S 21 (S 22 +S 23 )+a9S1(S 33 -3S3S 22 )+a10(S 22 +S 23 )2
e
T(R)=exp[-yr 12 +yr 22 +yr 32 )]
onde
,
,
e ri=Ri-Rref , i=1, 2, 3 são as três distâncias interatômicas relativas. É
preciso acrescentar que o valor atribuído ao coeficiente y foi 0,7 e o valor utilizado para Rref=2.2932 Bohr.
O ajuste do termo de três corpos da superfície de energia potencial do sistema O3 (1A1) foi
realizado sobre os valores de energia Vajuste determinados da seguinte forma:
3
(2)
Vajuste=[V(3)(R1,R2,R3)-Eref]ab initio-∑V
(Rn)
n=1
onde V(3)(R1,R2,R3) é o valor ab initio 3de energia calculado para a configuração do sistema na qual as
distâncias interatômicas são R1,R2,R3; ∑V(2)(Rn) é o valor assumido pela superfície de energia potencial
n=1
do sistema O3 (1A1) quando esta contém apenas os termos de dois corpos; e Eref=-224.603 Hartree é a
energia de dissociação do sistema.
Os valores encontrados para a função que ajusta o termo de três corpos estão indicados na Tabela II.
Com o intuito de representar a superfície de energia potencial para o sistema O3 (1A1), foram
elaborados dois gráficos de contorno. Tais gráficos serão apresentados na sequência.
R2 (Bohr)
B
0.0
9.0
−0.1
8.0
−0.2
7.0
−0.3
6.0
−0.4
5.0
−0.5
4.0
−0.6
3.0
10.0
0.0
−0.1
8.0
−0.2
−0.3
6.0
−0.4
y (Bohr)
V (Hartree)
10.0
V (Hartree)
A
−0.5
4.0
−0.6
2.0
2.0
1.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
R1 (Bohr)
0.0
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
x (Bohr)
Fig. 4 - A - Contornos da superfície de energia potencial para configurações do sistema nas quais o ângulo a foi mantido fixo e igual
a p/3radianos e as distâncias R1 e R2, dadas em Bohr, variam de 1 até 10. B- Contornos da superfície de energia potencial para configurações do sistema estudado nas quais uma distância interatômica entre dois átomos de Oxigênio é mantida fixa e igual a 2.2932
Bohr e o terceiro átomo teve suas posições variando no primeiro quadrante. O gráfico associa os valores de energia às coordenadas
do terceiro átomo.
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4. Conclusão
Com a utilização dos pontos ab initio obtidos com o Método 2 de extrapolação de base
apresentado na seção 2.2, foi obtida a curva de energia potencial para o sistema O2 (X3∑g-) e, a
partir dessa, a superfície de energia potencial do sistema O3 (1A1), cujo termo referente às interações
de três corpos foi construído ajustando-se pontos também extrapolados com o método acima
citado.Para que se possa avaliar a qualidade dos ajustes realizados, faz-se necessária a comparação de
algumas propriedades que podem ser extraídas diretamente das superfícies encontradas com dados,
principalmente experimentais, já existentes. Uma análise de algumas propriedades está inserida
na Tabela III. Contudo, o principal meio de verificação da qualidade de uma superfície são os
estudos de dinâmica realizados sobre ela. Tal importante passo será alvo de futuros estudos. Ainda,
é importante acrescentar que a superfície de energia potencial do sistema O3 (1A1) foi obtida através
do ajuste de pontos ab initio calculados para configurações próximas ao mínimo local existente para
esse sistema, sem contemplar o mínimo global dessa estrutura. Um próximo passo que a ser realizado
é a representação desse mínimo global.
Apêndice de tabelas
Tab. I - Coeficientes (em unidades atômicas) encontrados para a curva de energia potencial do sistema O2 (X3∑g-).
a1
0.921473091222182
C6
0.9685078817988
a2
-0.741427362966936
C8
0.995408043293381
a3
1.60138495509237
C10
0.999599100892957
a4
-1.49964884060562
C12
0.999979229249834
a5
1.3362485694066
y0
0.453680622279274
a6
-0.798753523634405
y1
5.82630914379119
a7
0.196644022997513
y2
0.320365092473095
R0
1.05295186966499
D
0.44746064267568
Tab. II - Coeficientes (em unidades atômicas) encontrados para o termo de três corpos da superfície de energia potencial do sistema O3 (1A1).
a1
-0.55866093
a6
-0.583069909
a2
0.984086923
a7
-0.336473758
a3
0.800038065
a8
-0.62199774
a4
-0.369933217
a9
0.866403338
a5
-0.0319789427
a10
-0.68745523
a0
0.0703417891
Tab. III - Análise de algumas propriedades extraídas das superfícies de energia potencial.
O2(X3∑g-)
Distância de Equilíbrio (Bohr)
Frequência (cm-1)
Dados Experimentais*
2.2818829
1580.193
Resultados Obtidos
2.2890358
1566.022
O 3( A 1)
Distâncias Internucleares (Bohr)
Frequência (cm-1)
2.7541
723.75
1
Valores ab initio**
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2.7541
725.35
2,7542
1000.49
51
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Resultados Obtidos
3.2044
495.06
3.2044
495.06
3.2044
2207.86
* Disponível em: http://webbook.nist.gov. Acesso em: 27 dez. 2012.
** Valores calculados no nível de cálculo MRMP2 com a base aug-cc-pVTZ.
Agradecimentos
Ao Laboratório de Simulação Computacional do Departamento de Física da UFJF pelo suporte
técnico. À FAPEMIG (CEX APQ 00895/11) e à Propesq UFJF pelo suporte financeiro.
POTENTIAL ENERGY SURFACE FOr O3 (1A1) MOLECULAR SYSTEM
ABSTRACT
Studies related to combustion processes have large interest on both economic and environmental
issues. With this motivation, becomes necessary to analyze in detail systems involving Oxygen,
a major component of earth atmosphere. Thus, potential energy surfaces for the system O3
(1A1) are here studied. To represent such potentials, functional forms based in Double Many-Body Expansion (DMBE) method are proposed to properly fit the ab initio energies. Molecular
structure calculations were carried out in the frame of GAMESS package using Multi-Reference
Second-Order Moller-Plesset Perturbation Theory (MRMP2) level of theory and Dunning basis
sets, aug-cc-pVXZ (X=D, T).
Keywords: Potential energy surfaces. Ab initio calculations.
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Diferenças na expressão e no descarte do
TNFR1 e TNFR2 durante a infecção in vitro
com o Mycobacterium bovis
Bárbara Bruna Muniz Figueiredo1
Michele Fernandes Rodrigues2
Henrique Couto Teixeira3
RESUMO
A tuberculose é uma doença infecciosa causada por bactérias do gênero Mycobacterium, entre
elas o M. bovis. Esses bacilos penetram no organismo principalmente pela via respiratória, sendo
fagocitados pelos macrófagos alveolares. A infecção desencadeia uma cascata de moléculas inflamatórias, que visa a eliminação do patógeno. A citocina fator de necrose tumoral-alfa (TNF-α)
tem um papel importante no desenvolvimento da tuberculose por induzir potente resposta inflamatória, além de regular a apoptose. O TNF-α atua por meio de dois receptores de superfície
celular, o receptor 55-kDa (TNFR1) e o receptor 75-kDa (TNFR2). Esses receptores são inicialmente sintetizados como proteínas ancoradas na membrana celular, mas podem ser clivados por
proteólise originando os receptores solúveis sTNFR-1 e sTNFR-2, que podem competir com os
TNFRs pela ligação com o TNF-α. O objetivo desse trabalho foi analisar, in vitro, a expressão
de TNFRs na superfície macrófagos J774.A1 infectados com o M. bovis BCG, além de investigar a presença de sTNFRs e TNF-α nos sobrenadantes de cultura. Os resultados mostram uma
produção significativa de TNF-α e maior expressão de TNFR1 nas culturas infectadas com M.
bovis, em comparação ao controle não infectado. Na presença de M. bovis as células apresentaram
uma diminuição significativa na expressão do TNFR2, o que correlacionou com maior detecção
de sTNFR2. Estes dados indicam que a infecção de macrófagos J774.A1 com o M. bovis induz
um aumento significativo na produção de TNF-α que correlaciona com uma maior expressão de
TNFR1 na superfície das células cultivadas. Os níveis de sTNFR2 foram maiores após a infecção com M. bovis e podem influenciar no acesso do TNF-α ao TNFR1, modulando a atividade
biológica do TNF-α.
Palavras-chave: Mycobaterium bovis. TNF-α. Macrófago. Receptores de TNF-α.
1
2
3
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Bolsista do Programa PROBIC/FAPEMIG/UFJF.
Doutoranda em Saúde, UFJF.
Professor Orientador - Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade
Federal de Juiz de Fora. Correspondência: H. C. Teixeira. Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto
de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora. CEP 36036-330 - Juiz de Fora – Minas Gerais – Brasil. Telefone/
Fax: (32) 2102-3214. Email: [email protected]
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Introdução
A tuberculose é reconhecida como uma emergência global, sendo a maior causa de morte de adultos
por doença infecciosa (WHO, 2009). O Mycobacterium tuberculosis, agente etiológico da tuberculose,
bem como o Mycobacterium bovis espécie também patogênica para o homem, são bacilos intracelulares
facultativos estritamente aeróbicos, que apresentam uma predileção pelo tecido pulmonar. O bacilo entra
no organismo principalmente pela via respiratória e a fagocitose da micobactéria pelo macrófago alveolar
é o primeiro evento na relação patógeno-hospedeiro (KAUFMANN, 1993; RAJA, 2004). A infecção
desencadeia uma cascata de moléculas inflamatórias, incluindo a liberação de citocinas e quimiocinas
pelos macrófagos alveolares e teciduais infectados (ALGOOD et al., 2003; ALMEIDA et al., 2009).
O fator de necrose tumoral-alfa (TNF-a) participa da ativação de macrófagos, aumentando
sua atividade microbicida. As atividades biológicas do TNF-a são mediadas por dois receptores de
superfície celular, um de 55 kD, conhecido como receptor de TNF tipo 1 (TNFR1), e outro de 75
kD, denominado receptor de TNF tipo 2 (TNFR2) (TARTAGLIA e GOEDDEL, 1992). O TNFR1,
principal responsável pela sinalização do TNF-a na maioria dos tipos de célula, pode induzir tanto
sinais de sobrevivência como sinais de morte celular. Por outro lado, o TNFR-2 medeia primariamente
sinais de sobrevivência celular (IHNATKO e KUBES, 2007; GUICCIARDI e GORES, 2009).
O TNF-a poder atuar também como um dos moduladores da morte celular programada,
também conhecida como apoptose (KEANE et al., 1997; SPIRA et al., 2003). A apoptose pode
ser deflagrada por estímulos externos, através de receptores específicos localizados na superfície
celular, denominados receptores de morte (GREEN e REED, 1998; PAROLIN e REASON, 2001;
AMARANTE-MENDES, 2003). Grande parte dos receptores de morte pertence à superfamília de
receptores do fator de necrose tumoral (TNFR) que inclui diversos receptores, entre eles o TNFR1
e o TNFR2 (GUPTA, 2003). Tanto o TNFR1 como o TNFR2 são inicialmente sintetizados como
proteínas ligadas à membrana, mas podem perder seus domínios extracelulares por proteólise formando
moléculas solúveis dos receptores, denominadas sTNFR1 e sTNFR2, capazes de se ligar ao TNF-a
(BROCKHAUS, 1997; XANTHOULEA et al., 2004; PALANDI et al., 2008). Os receptores solúveis
de TNF (sTNFR) podem gerar atividades agonista ou antagonista, quando ativam ou inibem a ação
biológica do seu ligante, o TNF-a.
A ocorrência da apoptose de macrófagos infectados e não infectados induzida pelo TNF-a, parece
ter relação com a maior ou menor expressão do receptor de TNF tipo 1 (TNFR1) (Kelly et al., 2008).
Tem sido demonstrado que a apoptose dos macrófagos infectados constitui uma estratégia alternativa
que pode contribuir para a defesa do hospedeiro, uma vez que este tipo de morte celular elimina o
ambiente de suporte para o crescimento das micobactérias, e também impede a sua propagação por
sequestrar e reter o bacilo dentro dos corpos apoptóticos. (MOLLOY et al., 1994; FRATAZZI et al.,
1999; KEANE et al., 2000; BOCCHINO et al., 2005; LEE et al., 2006, Rodrigues et al., 2009).
O objetivo desse trabalho foi analisar in vitro a expressão de TNFRs na superfície de macrófagos
infectados com o M. bovis BCG, além de investigar a produção dos receptores solúveis (sTNFR) e a
produção de TNF-a nos sobrenadantes de cultura.
Metodologia
Macrófagos (J774A.1) foram cultivados em estufa a 370 C e atmosfera contendo 5% de CO2, em
meio RPMI 1640 suplementado com 1% penicilina/estreptomicina e 5% de soro fetal bovino. Após
5 dias de cultura as células foram lavadas, distribuídas em placas de 24 poços (105/poço) e incubadas
por 24h antes da infecção.
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Alíquotas de M. bovis BCG (cepa Moreau, obtida da Fundação Ataulpho de Paiva, Rio de
Janeiro) foram descongeladas e adicionadas às placas na proporção de 10:1 micobactérias por macrófago
(MOI 10:1). Após uma hora de incubação a 370 C em 5% de CO2, as micobactérias que não foram
fagocitadas foram removidas lavando-se a placa por três vezes com PBS. As células infectadas foram
cultivadas por 24, 48 e 72 horas em meio RPMI 1640 suplementado.
Para a análise da expressão dos receptores de TNF-a na superfície celular, as células foram
incubadas com anticorpos anti-CD120a-FITC (TNFR1) e anti-CD120b-PE (TNFR2) de acordo com
orientações do fabricante (BD Biosciences). A expressão de cada molécula foi mensurada utilizando
citômetro de fluxo (FACSCalibur) e o software CellQuest (BD Biosciences).
Os níveis de TNF-a e de receptores solúveis para TNF-a (sTNFR1 e sTNFR2) nos sobrenadantes
de culturas foram mensurados por ELISA, seguindo as especificações dos fabricantes (BD OptEIA
TNF Elisa Set II, Biosciences; e R&D Systems sTNF kit, respectivamente).
Resultados e discussão
O TNF-a é uma citocina proinflamatória essencial na resposta imune frente a infecções causadas
por micobactérias. O TNF-a está envolvido em quase todas as fases da resposta inflamatória induzida
após a infecção, englobando a migração de leucócitos através dos vasos sanguíneos, sua retenção e
ativação no local da infecção (SAUNDERS et al., 2005).
Muitas evidências indicam que a sinalização através dos receptores de TNF (TNFR) exerce
importante papel protetor na infecção contra micobactérias, relacionado com as inúmeras funções
que o TNF-a desempenha na resposta imune contra o Mycobacterium. O TNF-a possui receptores
capazes de mediar tanto sinais de sobrevivência como sinais de morte celular (TNFR1), e receptores
que irão mediar apenas sinais de sobrevivência (TNFR2) (IHNATKO e KUBES, 2007). Este trabalho
avaliou a produção de TNF-a por macrófagos J774.A1 após infecção com M. bovis BCG, investigando
também a expressão de receptores de superfície (TNFRs) e receptores solúveis de TNF-a (sTNFR).
A análise da produção de TNF-a no sobrenadante das culturas previamente infectadas com M.
bovis mostrou que houve um aumento significativo em sua produção quando comparado ao controle
não infectado (Fig. 1). O aumento na produção de TNF-a pode ser relacionado com uma resposta da
célula infectada visando aumentar sua capacidade microbicida. Foi observado também um aumento na
expressão de TNFR1 nas células cultivadas com M. bovis (Fig. 2A). Sendo o TNFR1 o principal receptor
de superfície responsável pela sinalização do TNF-a na maioria dos tipos de celulares (GUICCIARDI
e GORES, 2009), o aumento da expressão do TNFR1 nas células infectadas com o M. bovis pode
favorecer uma melhor sinalização induzida pelo TNF-a nessas células, possibilitando uma melhor
resposta ao TNF-a e consequente combate à infecção.
A formação de receptores solúveis de citocinas, como os sTNFRs, é induzida através de um
processo de clivagem dos receptores de membrana (conhecido em inglês como “ectodomain shedding”),
processo que resulta na redução do número de moléculas dos receptores de TNF na superfície celular e
que pode transitoriamente dessensibilizar as células frente a ação do TNF-a. Além disso, essas formas
solúveis de receptores liberados (sTNFR) podem competir com os receptores de superfície celular pela
ligação com o TNF-a e assim bloquear a atividade dessa citocina (ADERKA, 1996; XANTHOULEA
et al., 2004). Neste trabalho não foi observado aumento na liberação do receptor solúvel sTNFR1,
indicando que os receptores TNFR1 de superfície não são clivados de forma significativa após a infecção
dos macrófagos com o M. bovis BCG (Fig. 3A)
Quando analisamos a expressão do receptor de superfície celular TNFR2, percebemos que houve
uma diminuição significativa deste receptor nas culturas contendo M. bovis, quando comparado com
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o controle não infectado (Fig. 2B). Essa diminuição pode estar relacionada com a clivagem desse
receptor da superfície dos macrófagos estudados, visto que níveis elevados do receptor solúvel sTNFR2
foram detectados nos sobrenadantes de cultura (Fig. 3B). O aumento na liberação de sTNFR2
pode representar uma tentativa do organismo de limitar a reação inflamatória, considerando que a
superprodução de TNF-a pode causar imunopatologia (QUESNIAUX et al., 2010).
Recentemente, estudos utilizando camundongos infectados com cepas virulenta e atenuada de M.
bovis sugerem que cepa virulenta do M. bovis mostra capacidade de interferir na expressão do TNFR1
de superfície celular de macrófagos alveolares, assim como modular a produção de TNF-a e a liberação
de sTNFR1, influenciando a apoptose dos macrófagos. Esta modulação da apoptose pelo M. bovis pode
favorecer sua proliferação intracelular, saída para o meio extracelular após a fase de intensa replicação, e
posterior disseminação no hospedeiro infectado (Rodrigues et al., 2013).
Conclusões
O presente trabalho mostra que a infecção de macrófagos J774.A1 por M. bovis induz um
aumento significativo na produção de TNF-a que correlaciona com uma maior expressão de TNFR1
na superfície das células cultivadas. Os níveis de sTNFR2 foram maiores após a infecção com M. bovis
e podem influenciar no acesso do TNF-a ao TNFR1, modulando a atividade biológica desta citocina.
Agradecimentos
Este trabalho teve apoio do CNPq, CAPES e FAPEMIG.
DIFFERENTIAL EXPRESSION AND SHEDDING OF TNFR1 AND
TNFR2 DURING IN VITRO MYCOBACTERIUM BOVIS INFECTION
ABSTRACT
Tuberculosis is an infectious disease caused by bacteria of the Mycobacterium genus, including
M. bovis. These bacteria enter the body mainly by the respiratory route, being phagocytosed by
alveolar macrophages. The infection triggers an inflammatory cascade aimed towards the elimination of the pathogen. The production of the cytokine tumor necrosis factor-alpha (TNF-a) plays
an important role in the development of tuberculosis by inducing potent inflammatory response,
in addition to regulation of apoptosis. TNF-a acts through two cell surface receptors, the 55-kDa
receptor (TNFR1) and the 75-kDa receptor (TNFR2). These receptors are initially synthesized
as proteins anchored in the cell membrane, but can be cleaved by proteolysis yielding the soluble receptors sTNFR-1 and sTNFR-2, which can compete with TNFRs for binding to TNF-a.
The aim of this study was to analyze in vitro the expression of TNFRs on the surface of M. bovis
BCG-infected J774.A1 macrophages and to investigate the presence of TNF-a and sTNFRs-a in
culture supernatants. The results show a significant production of TNF-a _ and increased expression of TNFR1 in the cultures infected with M. bovis in comparison with the uninfected control.
In the presence of M. bovis the cells showed a significant decrease in TNFR2 expression, which
correlated with increased detection of sTNFR2. These data indicate that infection of J774.A1
macrophages with M. bovis induces a significant increase in TNF-a production, which correlates
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with a high cell surface expression of TNFR1. Increased sTNFR2 levels after M. bovis infection
can influence bind of TNF-a to TNFR1 modulating the biological activity of TNF-a.
Keywords: Mycobcaterium bovis. TNF-a. Macrophages. TNF-a receptors.
Figuras e legendas
Controle
3200
BCG
*
2800
*
2400
2000
TNF (pg/ml)
*
1600
1200
800
400
0
_______
24 h
_______
48 h
_______
72 h
Fig. 1 - Produção de TNF-a por células infectadas com M. bovis. Macrófagos J774.A1 foram distribuídos em placas de 24 poços
(105/poço) e posteriormente infectados com M. bovis BCG (cepa Moreau) na proporção de 10:1 micobactérias por macrófago (MOI
10:1). Células J774.A1 infectadas (barras escuras) ou não infectados (barras claras) foram cultivadas a 37oC, em 5% CO2, por 24, 48
e 72h. As concentrações de TNF-a nos sobrenadantes das culturas foram mensuradas por ELISA. Valores representam a média e o
erro padrão. * = p < 0.05 versus grupo controle não infectado.
A
200
*
Controle
BCG
TNFR1 (MFI)
150
*
100
*
50
0
_______
24 h
_______
48 h
_______
72 h
B
TNFR2 (MFI)
600
400
*
*
*
200
0
_______
24 h
_______
48 h
_______
72 h
Fig. 2 - Expressão de TNFR1 e TNFR2 em células J774.A1 infectadas com M. bovis BCG. Macrófagos J774.A1 foram cultivados
com M. bovis BCG por 24, 48 e 72 horas (barras escuras). Após a cultura as células foram marcadas com anticorpos anti-CD120a-FITC (TNFR1) (A) ou anti-CD120b-PE (TNFR2) (B) e analisadas por citometria de fluxo. Cada barra representa a média e o
erro padrão, referente à intensidade de fluorescência. * = p < 0.05 versus grupo controle não infectado (barras claras).
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59
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A
1200
Controle
BCG
1000
sTNFR1 (pg/ml)
800
*
*
600
400
200
0
_______
24 h
_______
48 h
_______
72 h
B
1600
*
*
sTNFR2 (pg/ml)
1200
800
400
0
_______
24 h
_______
48 h
_______
72 h
Fig. 3 - Detecção de sTNFR1 e sTNFR2 em culturas de células J774.A1 infectadas com M. bovis. Macrófagos J774.A1 foram
cultivados com M. bovis BCG a 37ºC, em 5% de CO2, por 24, 48 e 72 horas (barras escuras). Os sobrenadantes de cultura foram
testados quanto a presença dos receptores solúveis sTNFR1 (A) e sTNFR2 (B) através do método de ELISA. * = p < 0.05 versus grupo
controle não infectado (barras claras).
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Envolvimento do Núcleo Paraventricular do
Hipotálamo (PVN) sobre a termorregulação
durante a exposição ao calor: participação
da angiotensina II
Flávia A. Rocha1
Katiuscia M. A. Souza2
Laura H. R. Leite3
Resumo
Investigou-se o efeito do bloqueio dos receptores AT1 para angiotensina II no núcleo paraventricular do hipotálamo (PVN) sobre ajustes termorregulatórios durante o estresse térmico. As
temperaturas corporal interna (Tc) e da cauda foram registradas em ratos Wistar após injeção
bilateral de salina (n=6) ou losartan (n=4) no PVN antes da exposição ao calor (42 °C, 30 min).
O estímulo térmico induziu aumento rápido da Tc após ambos os tratamentos. No entanto, a
variação da Tc foi superior nos animais tratados com losartan no PVN a partir de 20 minutos
de estresse térmico até o final da exposição ao calor (p<0,05). A temperatura da cauda também
se elevou nos animais de ambos os grupos, indicando que mecanismo autonômico de dissipação de calor foi ativado. Entre os minutos 15 e 18, os animais do grupo losartan apresentaram
menor variação da temperatura da cauda, porém, ao final do estímulo térmico, a temperatura
da cauda atingiu valores superiores nesses animais em comparação com os controles (p<0,05).
Apesar disso, o tratamento com losartan não interferiu no estabelecimento do limiar térmico
para vasodilatação da cauda. Os dados indicam que o bloqueio dos receptores AT1 no PVN
induz aumento da taxa de aquecimento corporal, que rapidamente produz hipertermia. Sugere-se que o sistema angiotensinérgico atuando no PVN induz ajustes termorregulatórios durante
a exposição ao calor, prevenindo níveis altos de acúmulo de calor e protegendo o cérebro da
hipertermia excessiva.
Palavras-chave: Hipertermia. Temperatura corporal interna. Losartan. Atividade simpática.
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3
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Bolsista do Programa BIC/UFJF.
Bolsista do Programa Apoio à Instalação de Doutores/UFJF.
Professor orientador do Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Fisiologia. Rua José Lourenço Kelper, s/n – Campus
Universitário, Cep: 36036-900 -Juiz de Fora - MG, Fone: (32) 2102-3211. Email: [email protected]
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Introdução
O controle da temperatura corporal interna (Tc) depende de ajustes termorregulatórios
autonômicos e comportamentais responsáveis por manter o equilíbrio entre produção e dissipação de
calor (WEBB, 1995). A regulação constante e integrada dessas variáveis é fundamental para que a Tc
seja mantida em uma faixa estável e compatível com a sobrevivência dos mamíferos, tanto durante o
repouso quanto em situações de estresse térmico (WEBB, 1995).
A área pré-óptica é apontada como sítio primário da integração de sinais térmicos originados de
diferentes partes do corpo e pela regulação da Tc (NAGASHIMA, 2006; ROMANOVSKY, 2007).
Outras regiões do sistema nervoso central que recebem eferência da área pré-óptica também tem sido
identificadas como termorreguladoras (NAGASHIMA, 2006; ROMANOVSKY, 2007). Dentre esses
núcleos, destaca-se o núcleo paraventricular do hipotálamo (PVN), responsável pela integração da
atividade simpática (PATEL, 2000) e também descrito como participante do controle da Tc (LEITE
et al., 2012; NAGASHIMA, 2006; ROMANOVSKY, 2007) por conter neurônios termosensíveis que
são ativados durante o estresse térmico (CHAM & BADOER, 2008). Ademais, o PVN comunica-se
com outros centros termorreguladores, influenciando a atividade simpática de órgãos termoefetores
como a vasculatura da cauda (CHAM & BADOER, 2008; LEITE et al., 2012).
Várias evidências comprovaram que um dos principais mediadores do sistema renina angiotensina,
a angiotensina II, agindo centralmente, exerce efeito hipotérmico caracterizado pela facilitação da
dissipação de calor e diminuição da produção deste (LEITE et al., 2006, 2007, 2009). Em situações
de hipertermia, como o exercício físico, demonstrou-se que o bloqueio intracerebroventricular do
receptor AT1 para angiotensina II, utilizando o losartan, induz aumento significativo das taxas de
aquecimento corporal e acúmulo de calor, responsáveis pelo agravamento da hipertermia do exercício,
decorrente tanto do aumento do limiar térmico para vasodilatação cutânea quanto da elevação da taxa
metabólica (LEITE et al., 2006, 2007, 2009). Diante disso, o papel termorregulatório da angiotensina
II central parece ser fundamental para o controle da Tc em situações de hipertermia, como durante a
exposição ao calor.
Os receptores AT1 para angiotensina II estão difusamente localizados no sistema nervoso central,
incluindo o PVN (MCKINLEY et al., 2003). No PVN, a angiotensina II participa do controle da
atividade simpática, modulando as respostas de ajuste a um evento estressante, inclusive o estresse térmico
(LI et al., 2006). Propôs-se que a influência do PVN sobre o balanço térmico estaria associada às respostas
termorregulatórias induzidas pela angiotensina II. Portanto, o presente estudo objetivou verificar o efeito
do boqueio dos receptores AT1 no PVN sobre o balanço térmico durante a exposição ao calor.
Metodologia
Animais:
Foram utilizados ratos Wistar adultos (330 ± 8 g), provenientes do Centro de Biologia da
Reprodução da Universidade Federal de Juiz de Fora (CBR/UFJF). Após os procedimentos cirúrgicos,
os animais foram mantidos em gaiolas individuais, com fotoperíodo de 12h luz/12h escuro, sob
temperatura ambiente de 23 ± 2° C, tendo livre acesso à ração para ratos (Nuvilab) e água.
Todos os procedimentos foram submetidos à comissão de Ética em Experimentação Animal da
Universidade Federal de Juiz de Fora (CEEA) e foram executados de acordo com o regulamento do
Comitê.
64
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Procedimentos cirúrgicos:
Os animais foram submetidos à cirurgia para implante de cânulas guia (18 mm de comprimento
x 0,5 mm de diâmetro interno) bilateralmente no PVN. Para tal, os ratos foram anestesiados com mistura
de cetamina (72 mg/kg de peso corporal) e xilazina (8 mg/kg de peso corporal, via intraperitoneal) e
adaptados em estereotáxico para roedores (Insight EFF 331, Riberirão Preto, Brasil). Foram obedecidas
as coordenadas estereotáxicas estabelecidas pelo atlas de Paxinos e Watson (1986) cujos parâmetros
para o PVN são: -1,5 mm posterior ao bregma (ântero-posterior), -0,4 mm a partir da linha mediana
(látero-lateral) e -7,8 mm a partir da dura mater (vertical). O correto posicionamento das cânulas foi
verificado através de análise histológica. As microinjeções localizadas nos arredores do PVN foram
consideradas efetivas.
Durante o mesmo ato cirúrgico de canulação do PVN, o sensor de temperatura (G2 E-Mitter,
Mini Mitter, Sun River, OR) foi implantado na cavidade intraperitoneal, através das camadas
musculares, por meio de pequena incisão na linha Alba de aproximadamente 2 cm.
Ao término das cirurgias, os animais receberam antibiótico (48.000 U - Pentabiótico Veterinário
Pequeno Porte®, Fort Dodge; 2,0 ml/Kg via intramuscular) e analgésico/anti-inflamatório (Banamine
injetável®, Schering-Plogh; 1,0 mg/Kg, via subcutânea). Foi permitido aos animais um período de
recuperação de, no mínimo, uma semana antes de serem submetidos aos experimentos.
Exposição ao calor
O estresse térmico em ratos foi induzido utilizando-se aquecedor (Britania, Modelo AB
1100). O tempo de exposição dos animais ao calor foi de 30 minutos a uma temperatura ambiente
de 42º C.
Registro da Tc, temperatura da cauda e temperatura ambiente
A Tc foi medida por telemetria através do sensor implantado intraperitonealmente. Para determinação
da temperatura da cauda, um termistor de cauda (Yellow Springs Instruments, 409-B) foi fixado sobre a
pele com esparadrapo, cerca de 10 mm de distância da base da cauda. Este termistor foi conectado a um
leitor digital (Yellow Springs Instruments, 4600 Precision Thermometer). A temperatura ambiente foi
controlada por meio de termômetro digital fixado no local do experimento (Minipa, ET-1400).
Protocolo experimental
No dia do experimento, após pesagem do animal, tubos de polietileno PE 10 foram fixados às
cânulas guias para infusão das drogas. Os animais foram escolhidos aleatoriamente para receber 100
nL de 0,15 M NaCl (salina, n=6) ou losartan (60 nmol, n=4) bilateralmente no PVN imediatamente
antes da exposição ao calor. O tempo de infusão foi de 1 minuto.
Cálculos:
A partir dos dados colhidos foram determinados:
Limiar térmico para vasodilatação da cauda (ºC): ∆Tc até o momento no qual a temperatura da
cauda começou a se elevar; onde DTc = variação da Tc (Tf-Ti); Tf = Tc ao final da exposição ao calor;
e Ti = Tc inicial, medida antes da injeção;
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Taxa de aquecimento corporal (ºC.min-1): ∆Tc/tempo de exposição ao calor (30 min);
Taxa de acúmulo de calor (cal. min-1): ∆Tc.m(g).c/tempo de exposição ao calor (30 min), onde
m = massa corporal em gramas; e c = calor específico dos tecidos do animal (0.826 cal.g-1.ºc-1) (Leite
et al., 2006).
Análise estatística:
Os dados estão apresentados como média ± E.P.M. As respostas da Tc e da temperatura da cauda
foram analisadas através de análise de variância (ANOVA) two-way, seguido do teste de Newman–
Keuls. O limiar térmico para vasodilatação da cauda e as taxas de aquecimento e de acúmulo de
calor foram comparados usando o teste de t de Student não pareado. O nível de significância foi de
p<0,05.
Resultados
Como ilustrado na Fig. 1, durante a exposição ao calor houve elevação da Tc em ambos os grupos
experimentais. Entretanto, a partir do vigésimo minuto do início do estresse térmico, os animais tratados
com losartan apresentaram variação maior da Tc (1,65 ± 0,17 salina vs 2,10 ± 0,18 losartan; p<0,05).
Ao final da exposição ao calor, os animais tratados com losartan apresentaram valores superiores de Tc
em relação aos animais tratados com salina (2,52 ± 0,11 salina vs 3,54 ± 0,14 losartan; p<0,05).
A temperatura da cauda (Fig.2) aumentou em ambos os grupos ao longo da exposição ao calor,
o que demonstra a ativação de mecanismo de dissipação de calor. Entre os minutos 15 e 18, os animais
do grupo losartan apresentaram aumento menos intenso da temperatura da cauda (p<0,05). Essa
diferença não se manteve entre os minutos 18 e 27 de estresse térmico. Porém, a partir do vigésimo
oitavo minuto até o final do experimento, os animais tratados com losartan apresentaram aumento
mais acentuado da temperatura da cauda em comparação com os animais controles (4,86 ± 0,38 salina
vs 6,35 ± 0,21 losartan; p<0,05).
O cálculo do limiar térmico para vasodilatação cutânea (Fig. 3) demonstrou que o valor da Tc
limite para desencadeamento da vasodilatação da cauda durante o estresse térmico não foi afetado pelo
tratamento com losartan no PVN (0,6 ± 0,13 salina vs 0,75 ± 0,26 losartan; p<0,05).
Para avaliar os efeitos térmicos da exposição ao calor, foram calculadas as taxas de aquecimento
corporal e de acúmulo de calor (Fig. 4). Os valores para tais taxas foram 50% e 39,1% maiores nos
animais tratados com losartan, respectivamente (p<0,05).
Discussão
No presente estudo, o bloqueio dos receptores AT1 para angitensina II no PVN durante a
exposição ao calor produziu aumento da Tc, a qual se associouà elevação das taxas de aquecimento
corporal e de acúmulo de calor. Esses dados sugerem que as vias centrais mediadas pela angiotensina II
no PVN modulam o balanço térmico durante o estresse térmico.
A hipertermia é um estímulo potente para a ativação do sistema autonômico simpático
(MORRISON, 2001). Este contribui para a manutenção da Tc ao alterar seletivamente o padrão de sua
atividade de acordo com o leito vascular específico, modificando de modo distinto o fluxo sanguíneo de
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vários órgãos (MORRISON, 2001). O resultado é a combinação de alterações adaptativas precisamente
coordenadas, dentre as quais estão incluídas vasoconstrição visceral e vasodilatação cutânea (LEITE et
al., 2012). Tais respostas resultam em redistribuição sanguínea do centro para a periferia, favorecendo a
dissipação de calor. Em situações de estresse térmico, 60% da pós-carga é redistribuída para a superfície
da pele para aumentar a dissipação de calor, sendo esse efeito primariamente dependente da diminuição
da resistência vascular da pele (LEITE et al., 2012).
Em roedores, a vasodilatação da cauda é o principal meio de dissipação de calor e, assim sendo,
o aumento do fluxo sanguíneo nessa região facilita tal mecanismo (YOUNG & DAWSON,1982).
A vasodilatação inicia-se quando o limiar térmico para vasodilatação cutânea é atingido, o qual
corresponde ao momento em que o tônus simpático é superado pela vasodilatação ativa (LEITE et
al., 2012). Estudos demonstraram que durante o exercício físico, o bloqueio angiotensinérgico através
de injeção intracerebroventricular de losartan induz aumento do limiar térmico para vasodilatação
da cauda, ou seja, a vasodilatação inicia-se em um valor de Tc maior, sugerindo atraso na dissipação
de calor e consequente aumento das taxas de aquecimento corporal e de acúmulo de calor (LEITE et
al., 2006, 2007, 2009). No presente estudo, apesar do bloqueio dos receptores AT1 localmente no
PVN resultar em quadro semelhante de hipertermia e elevação das taxas de aquecimento corporal
e de acúmulo de calor, o limiar térmico para vasodilatação da cauda não foi afetado. Portanto, vias
angiotensinérgicas no PVN parecem não interferir no reflexo térmico para início da vasodilatação
cutânea.
A maioria dos estudos demonstra que a temperatura da cauda em ratos aumenta paralelamente
com a elevação da Tc (CHAM & BADOER, 2008; LEITE et al., 2012). Tal perfil de variação da
temperatura da cauda foi observado nos animais controles. No entanto, nos animais tratados com
losartan no PVN, após 15 minutos de estresse térmico, observou-se aumento mais sutil da temperatura
da cauda. Curiosamente, passados 4 minutos, houve recuperação seguida de elevação mais intensa da
temperatura da cauda nesses animais, o que reflete magnitude maior de vasodilatação da artéria da
cauda e, consequentemente, dissipação de calor mais eficiente. Apesar do início da vasodilatação da
cauda ter sido semelhante entre os tratamentos no PVN, é possível que adaptações locais do endotélio
microvascular, as quais participam das alterações do fluxo sanguíneo cutâneo mediante situações
de estresse térmico possam estar envolvidas com a vasodilação da cauda (SIMMONS et al., 2011).
Dessa maneira, a maior temperatura da cauda alcançada após breve período de redução desta pelos
ratos tratados com losartan no PVN pode estar relacionada com mecanismos endotélio-dependentes
compensatórios (SIMMONS et al., 2011). Ainda assim, tal ajuste não foi suficiente para resultar
em aumento menos acentuado da Tc. Baseando-se em evidências de que o PVN, assim como as vias
centrais angiotensinérgicas, também modulam a taxa metabólica (LEITE et al., 2006, 2007, 2009,
2012), não pode ser descartada a hipótese de que o agravamento da hipertermia observado neste estudo,
desencadeada pelo tratamento com losartan no PVN durante o estresse térmico, esteja relacionada com
modificação da taxa de produção de calor.
Conclusão
Os dados indicam que o bloqueio dos receptores AT1 no PVN induz aumento da taxa de
aquecimento corporal, que rapidamente produz hipertermia. Sugere-se que o sistema angiotensinérgico
atuando no PVN induz ajustes termorregulatórios durante a exposição ao calor, prevenindo níveis altos
de acúmulo de calor e protegendo o cérebro da hipertermia excessiva.
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Agradecimentos
Apoio financeiro proveniente da Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais
(FAPEMIG), da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e do
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
Figuras
 Temperatura corporal interna (ºC)
4
SALINA
LOSARTAN
3
*
**
**
**
**
**
2
1
0
0
5
10
15
20
25
30
35
Tempo (min)
Fig. 1 - Efeito da microinjeção bilateral no PVN de salina (n=6) ou losartan (n=4) sobre a variação da temperatura corporal interna
durante o estresse térmico. Os valores estão expressos como média±E.P.M. *Diferença entre grupos, p<0,05.
 Temperatura da cauda (ºC)
8
SALINA
LOSARTAN
* **
6
4
2
** *
0
*
-2
0
5
10
15
20
25
30
35
Tempo (min)
-1
Taxa de acúmulo de calor (cal.min )
50
40
30
0,20
HSR (SALINA)
HSR (LOSARTAN)
BHR (SALINA)
BHR (LOSARTAN)
*
-1
60
0,15
*
0,10
20
0,05
10
0
Taxa de aquecimento corporal (°C.min )
Fig. 2 - Efeito da microinjeção bilateral no PVN de salina (n=6) ou losartan (n=4) sobre a variação da temperatura da cauda durante
o estresse térmico. Os valores estão expressos como média±E.P.M. *Diferença entre grupos, p<0,05.
0,00
Fig. 3 - Efeito da microinjeção bilateral no PVN de salina (n=6) ou losartan (n=4) sobre a taxa de acúmulo de calor (HSR) e a taxa
de aquecimento corporal (BHR) durante o estresse térmico. Os valores estão expressos como média±E.P.M. *Diferença entre grupos,
p<0,05.
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 Temperatura corporal interna
para vasodilatação da cauda (ºC)
1.4
1.2
SALINA
LOSARTAN
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Fig. 4 - Efeito da microinjeção bilateral no PVN de salina (n=6) ou losartan (n=4) sobre o limiar térmico para vasodilatação cutânea.
Os valores estão expressos como média±E.P.M.
CONTRIBUTION OF THE PARAVENTRICULAR NUCLEUS ON
THERMOREGULATION DURING HEAT EXPOSURE: ROLE OF
ANGIOTENSIN II
Abstract
The effect of angiotensin II AT1 receptors blockade within the hypothalamic paraventricular
nucleus (PVN) on thermoregulatory adjustments during heat stress was investigated. Internal
body (Tc) and tail temperatures were recorded in male Wistar rats after bilateral injection of
saline (n = 6) or losartan (n = 4) in the PVN during heat exposure (42 °C, 30 min). The thermal
stimulation induced rapid increase in Tc following both treatments. However, Tc variation was
greater in animals treated with losartan in the PVN from 20 minutes of heating until the end of
heat exposure (p<0.05). Tail temperature also increased in both groups, indicating that autonomic mechanism of heat dissipation was activated. Between the minutes 15 and 18, the animals
treated with losartan had lower tail temperature variation; nevertheless, at the end of heat stress,
tail temperature reached higher values in these animals in comparison with controls (p<0.05).
Still, losartan treatment did not change the body temperature threshold for tail vasodilation.
The data indicate the blockade of AT1 receptors in the PVN increases the rate of body heating,
which rapidly produces hyperthermia. It is suggested that the angiotensinergic system acting in
the PVN induces thermoregulatory adjustments during heat exposure, preventing high levels of
heat storage and protecting the brain against excessive hyperthermia.
Keywords: Hyperthermia. Internal body temperature. Losartan. Sympathetic activation.
Referências
CHAM, J. L.; BADOER, E. Exposure to a hot environment can activate rostral ventrolateral medulla-projecting neurones in the hypothalamic paraventricular nucleus in conscious rats. Exp Physiol, v. 93, n. 1, p. 64-74, Jan 2008.
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69
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LEITE, L. H. et al. Central AT(1) receptor blockade increases metabolic cost during exercise reducing mechanical efficiency and running performance in rats. Neuropeptides, v. 41, n. 3, p. 189-94,
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_. Central angiotensin AT1 receptors are involved in metabolic adjustments in response to
graded exercise in rats. Peptides, v. 30, n. 10, p. 1931-5, Oct 2009.
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MORRISON, S. F. Differential regulation of sympathetic outflows to vasoconstrictor and thermoregulatory effectors. Ann N Y Acad Sci, v. 940, p. 286-98, Jun 2001.
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PATEL, K. P. Role of paraventricular nucleus in mediating sympathetic outflow in heart failure.
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ROMANOVSKY, A. A. Thermoregulation: some concepts have changed. Functional architecture
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the rat. Can J Physiol Pharmacol, v. 60, n. 3, p. 392-8, Mar 1982.
70
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Protozoários ciliados do rúmen de ovinos
do nordeste brasileiro e infraciliatura de
Enoploplastron triloricatum (Dogiel, 1925)
Franciane Cedrola1
Isabel Martinele2
Mariana Rossi3
Geovergue Rodrigues de Medeiros4
Gladston Rafael de Arruda Santos5
Francisco Fernando Ramos de Carvalho6
Marta d’Agosto7
Resumo
Em ruminantes, fatores metabólicos individuais influenciam na composição dos protozoários
ruminais. Objetivou-se caracterizar, quantificar e determinar o efeito do animal sobre protozoários no rúmen de 22 ovinos. Foram observadas variações na densidade dos gêneros (P<0,05)
em função do animal. O presente estudo faz o segundo registro de Enoploplastron triloricatum
(DOGIEL, 1925) em ovinos no Brasil, apresentando a caracterização da infraciliatura e detalhamento morfológico desta espécie.
Palavras-chave: Ciliophora. Protozoários ruminais. Carbonato de prata. Ruminantes.
Introdução
No Brasil, estudos sobre ciliados ruminais concentram-se predominantemente na região sudeste,
havendo pouca informação sobre as populações de tais organismos nas demais regiões brasileiras,
sendo estes, essencialmente em nível genérico. Desta forma, são escassos os dados nacionais sobre a
composição específica da ciliatofauna ruminal.
1
2
3
4
5
6
7
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Bolsista do Programa PIBIC/CNPq/UFJF.
Pós-Doutoranda CAPES, UFJF.
Mestranda, Pós-Graduação em Ciências Biológicas-Comportamento e Biologia Animal, UFJF.
Pesquisador, Instituto Nacional do Semiárido-PB.
Profº Adjunto Departamento de Zootecnia, UFS.
Profº Associado, Departamento de Zootecnia, UFRPE.
Professora orientadora do Departamento de Zoologia, Instituto de Cências Biológicas, UFJF - [email protected].
03/09/14 13:22
O gênero Enoploplastron foi proposto por KOFOID & MACLENNAN (1932) para incluir
espécies de ciliados ruminais da família Ophryoscolecidae Stein, 1958 com duas zonas ciliares em um
mesmo plano transversal, localizadas na região anterior do corpo e três placas esqueléticas. A espécietipo do gênero, Enoploplastron triloricatum (DOGIEL, 1925) é encontrada em diferentes hospedeiros e
apresenta ampla distribuição mundial (Tab. 1). Entretanto, poucos são os registros do gênero no Brasil,
sendo estes apenas para ovinos (VALVASSORI et al. 1996; MARTINELE et al., 2008; 2010; MATOS
et al., 2008) e caprinos (CARVALHO et al. 2011; RUFFINO et al. 2011). A espécie E. triloricatum
apenas foi registrada em ovinos criados em vegetação extensiva de caatinga no semiárido nordestino
(MARTINELE & D’AGOSTO, 2008).
Considerando as variações existentes quanto à ocorrência e densidade das populações de
protozoários ciliados do rúmen em diferentes localizações geográficas (WILLIANS & COLEMAN,
1992) e a escassez de informações sobre a composição da ciliatofauna ruminal em hospedeiros no
Brasil, o presente estudo teve como objetivos: 1) identificar e quantificar os protozoários ciliados no
rúmen de ovinos, verificando-se possíveis variações nas suas populações em função do hospedeiro; e 2)
caracterizar morfologicamente representantes da espécie E. triloricatum.
Tab. I - Distribuição geográfica mundial de Enoploplastron triloricatum (DOGIEL, 1925)
72
Localidades
Hospedeiros
Referências Bibliográficas
Rússia
Antílopes africanos
DOGIEL, 1925
África do Sul
Bovinos
FANTHAM, 1926
Rússia
Diversos hospedeiros (Revisão)
DOGIEL, 1927
China
Ovinos
HISIUNG, 1931
Inglaterra
Bovinos
KOFOID & MACLENNAN, 1932
Iugoslávia
Ovinos
WEITHEIM, 1935
Itália
Ovinos
MORIGGI, 1941
Espanha
Ovinos
BUSH & KOFOID, 1948
Escócia
Ovinos
EADIE, 1957
França
Bovinos e ovinos
NOIROT-THIMOTÉE, 1960
Canadá
Ovibos moschatus
TENER, 1965
Alaska
Ovinos
DEHORITY & POTTER, 1974
Escócia
Rena (Rangifer tarandus)
HOBSON et al., 1975
África
Girafa (Giraffa camelopardalis)
KLEYNHAMS & VAN HOVEN, 1976
França
Bovinos
BONHOMME-FLORENTIN et al., 1978
Japão
Bovinos, ovinos e caprinos
IMAI et al., 1979
Tailândia
Bovinos
IMAI & OGIMOTO, 1984
Indonésia
Bos javanicus domesticus
IMAI, 1985
Quênia
Bovinos
IMAI, 1988
Canadá
Bovinos e ovinos
IMAI et al., 1989
República Checa
Ovinos
CHRA et al., 1991
Estados Unidos
Bovinos
ITO et al., 1994
Estados Unidos
Cervus canadensis
DEHORITY, 1995
Turquia
Ovinos
GOÇMEN et al., 1999
China
Bos grunniens
GUIRONG, 2000
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Turquia
Ovinos
GOÇMEN et al., 2001
Rússia
Bovinos
GOÇMEN et al., 2003
Turquia
Caprinos
GOÇMEN, 2005
Islândia
Ovinos
DE LA FUENTE ET AL., 2006
Brasil
Ovinos
MARTINELE & D’AGOSTO, 2008
África do Sul
Ovinos
BOOYSE & DEHORITY, 2011
Estados Unidos
Connochaetes taurinus e C. gnou
BOOYSE & DEHORITY, 2012
Material e Métodos
Foram utilizados 22 ovinos Morada Nova, mantidos em baias individuais no Setor de CaprinoOvinocultura, Departamento de Zootecnia, Universidade Federal Rural de Pernambuco. Os animais
foram distribuídos em blocos casualizados e receberam dietas à base de feno de Tifton 85 (Cynodon
dactylon) com níveis crescentes de concentrado (20, 40, 60 e 80%) composto por milho, farelo de soja
e óleo vegetal.
Amostras de conteúdo do rúmen foram obtidas manualmente do centro da massa ruminal na
ocasião do abate dos animais. Cada amostra consistiu de 20 mL de conteúdo fixadas em igual volume
de formalina 18,5% (DEHORITY, 1984).
A identificação e quantificação genérica dos ciliados ruminais foram realizadas conforme
OGIMOTO & IMAI (1981) e D’AGOSTO & CARNEIRO (1999). Para avaliar os efeitos individuais
dos animais sobre a densidade dos protozoários ruminais, os números médios totais dos gêneros
identificados foram comparados entre animais em cada um dos tratamentos, por meio do Teste T de
Student, desta forma excluindo o fator dieta.
A morfometria foi feita a partir de 20 espécimes de E. triloricatum corados com solução de
Lugol (D’AGOSTO & CARNEIRO, 1999) em microscópio Olympus BX-51 e analisadas por meio
do software Image Pro-Plus 6.0. Os termos de orientação foram descritos conforme DOGIEL (1927)
e a identificação da espécie baseada em descrições propostas por DOGIEL (1925, 1927); KOFOID
& MACLENNAN (1932) e GÖÇMEN e outros (1999). A impregnação das bandas infraciliares foi
obtida por meio da técnica de impregnação pelo carbonato de prata amoniacal com piridina (ITO &
IMAI, 2006). O termo policinécia refere-se às bandas infraciliares compostas por cinécias numerosas,
pequenas e paralelas (ITO & IMAI, 1998; FERNANDEZ-GALIANO et al., 1985).
Resultados e Discussão
Composição e densidade genérica de protozoários ciliados do rúmen de ovinos
Foram observados ciliados das famílias Isotrichidae (Isotricha STEIN, 1859 e Dasytricha
SCHUBERG, 1888) e Ophryoscolecidae [Entodiniinae: Entodinium STEIN, 1859; Diplodiniinae:
Diplodinium SCHUBERG, 1888, Enoploplastron (DOGIEL, 1925), Eudiplodinium (DOGIEL, 1927),
Metadinium AWERINZEW & MUTAFOWA, 1914, Eremoplastron KOFOID & MACLENNAN,
1932, Eodinium KOFOID & MACLENNAN, 1932, Diploplastron KOFOID & MACLENNAN,
1932, Elytroplastron KOFOID & MACLENNAN, 1932].
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A concentração média dos gêneros observados (Tab. 2) diferiu (P<0,05) entre os animais em cada
tratamento analisado. Observou-se que o desvio padrão foi alto em relação à média de protozoários, isto
porque os gêneros quantificados apresentam consideráveis variações individuais em suas concentrações.
As diferenças observadas em relação às populações de protozoários ruminais entre animais podem ser
decorrentes de fatores metabólicos ou comportamentais inerentes ao animal, os quais influenciam
as populações de protozoários em ruminantes, mesmo quando submetidos às mesmas condições
(MARTINELE et al., 2008).
Tab. II - Números médios e desvio padrão da média dos gêneros de ciliados/mL de conteúdo ruminal (x104) em ovinos Morada Nova
alimentados com dietas à base de feno moído de capim-tifton 85 com níveis crescentes de concentrado (20, 40, 60 e 80%)
20%
40%
60%
80%
Animal
Média
DP
Animal
Média
DP
Animal
Média
DP
Animal
Média
DP
1
28,72a
108,6
4
11,18ab
28,77
11
32,92a
129,55
16
26,12a
97,76
2
19,01ab
69,31
5
13,01a
49,62
12
13,47b
55,14
17
10,17b
38,81
3
13,93b
44,21
6
6,18b
23,57
13
5,33c
19,89
18
16,22b
56,08
7
4,87b
11,77
14
5,87c
21,57
19
15,44b
54,64
8
13,82a
48,38
15
8,51c
31,38
20
6,06c
22,88
9
14,92a
54,69
21
4,25d
13,02
10
10,15ab
35,46
22
5,61d
20,8
Médias seguidas por letras distintas na coluna diferem significativamente (P<0,05)
Morfologia geral
(DOGIEL, 1925)
e infraciliatura em
Enoploplastron
triloricatum
Enoploplastron triloricatum apresenta o corpo oval e levemente arredondado na região posterior.
Três placas esqueléticas largas, achatadas e não paralelas estão localizadas no lado direito do corpo e
encontram-se fundidas em sua porção mediana. Duas zonas ciliares retráteis, localizadas na região
anterior do corpo, estão separadas por uma leve protuberância, o opérculo. O macronúcleo em
forma de bastão apresenta uma pequena cavidade, onde está localizado o micronúcleo. Dois vacúolos
contráteis localizam-se dorsalmente ao macronúcleo. O citoprocto localiza-se ventralmente na região
posterior do corpo (Fig. 1A).
As bandas de infraciliatura em E. triloricatum foram descritas por NOIROT-TIMOTHÉE
(1960). Segundo a autora, a espécie apresenta duas bandas infraciliares, uma dorsal, localizada acima
do macronúcleo e uma adoral que envolve a abertura vestibular e segue para o interior do vestíbulo.
No presente estudo, a técnica de impregnação pela prata evidenciou de forma clara as bandas
infraciliares em E. triloricatum (Fig. 1B), sendo estas diferentes das descritas por NOIROT-TIMOTHÉE
(1960). Observou-se que a infraciliatura nesta espécie é composta por uma policinécia adoral, uma
policinécia vestibular, uma policinécia dorsal e por pequenas cinécias paralabiais.
A policinécia adoral, larga em sua porção ventral, envolve a abertura vestibular e torna-se
progressivamente mais delgada ao aproximar-se da policinécia vestibular. A policinécia vestibular é
longa e origina-se internamente, pelo lado dorsal da policinécia adoral estendendo-se para o interior
do vestíbulo. A policinécia dorsal está localizada acima do macronúcleo na região dorsal do ciliado e as
cinécias paralabiais, em número de quatro ou mais estão localizadas ventralmente à policinécia adoral.
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A
B
C
PA
PD
PV
VC
Mi
PE
Ma
Mi
CP
Ma
PD
PV
PA
Fig. 1– Enoploplastron triloricatum (DOGIEL, 1925) em microscopia óptica. A- espécime sob a técnica de coloração pela solução de Lugol.
B-C- espécimes sob a técnica de impregnação pelo carbonato de prata. PA: policinécia adoral. PV: policinécia vestibular. PD: policinécia
dorsal. CP: cinécias paralabiais. Ma: macronúcleo. Mi: micronúcleo. VC: vacúolos contráteis. PE: placas esqueléticas. Barra: 20µm.
A morfometria de E. triloricatum em diferentes hospedeiros é apresentada na Tab.3. As dimensões
corporais desta espécie no presente estudo assemelham-se ao observado por DOGIEL (1925) e
GÖÇMEN e outros (1999). Entretanto, os espécimes observados em ovinos na Turquia (GÖÇMEN
et al., 1999) apresentaram maiores dimensões corporais.
Não existe explicação clara para as diferenças encontradas no tamanho corporal desta espécie em
diferentes hospedeiros. Segundo GÖÇMEN e outros (2002), essas mudanças podem estar relacionadas ao
tipo de dieta consumida pelo animal e por fatores geográficos. O mesmo foi observado por KOFOID &
CHRISTENSON (1933) em estudo comparativo entre a ciliatofauna ruminal em Bos indicus e Bos taurus.
O presente estudo faz o segundo registro de Enoploplastron triloricatum (DOGIEL, 1925)
em ovinos no Brasil, e apresenta pela primeira vez a caracterização da infraciliatura e detalhamento
morfológico desta espécie.
Tab. III – Morfometria (média, desvio-padrão, máximo e mínimo, n=20) da espécie Enoplaplastron triloricatum (Dogiel, 1925)
em diferentes hospedeiros.
Morfometria (µm)
1
Turquia/Ovinos1
Brasil/ Ovinos3
Comprimento do corpo
115,89 ± 15,27
(85-142,5)
60-112
95,69 ± 6,67
(87,84-111,79)
Largura do corpo
68,07 ± 9,59
(50-92,50)
37-70
63,65 ± 4,56
(56,64-71,84)
Comprimento Macronúcleo
58,56 ± 10,85
(31,25-80)
50
48,33 ± 5,38
(40,31-59,67)
Diâmetro do Micronúcleo
-
-
4,61 ± 0,95
(3,07-7,61)
Distância entre Micronúcleo e a extremidade anterior do Macronúcleo
-
23,04 ± 3,07
(17,9-29,02)
Comprimento corpo/
Largura do corpo
1,71 ± 0,18
(1,42-2,06)
-
1,50 ± 0,06
(1,31-1,73)
Comprimento Macronúcleo/
Comprimento Corpo
-
-
0,51 ± 0,05
(0,36-0,61)
Largura no ponto de fusão entre as
Placas
-
34,05 ± 3,08
(24,67-38,56)
GÖÇMEN et al., (1999); 2DOGIEL (1925); 3presente estudo.
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Rússia/Bovinos2
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RUMEN CILIATES FROM NORTHEASTERN BRAZILIAN SHEEP AND
INFRACILIATURE OF ENOPLOPLASTRON TRILORICATUM
(DOGIEL, 1925)
In ruminants, individual metabolic factors influence the composition of rumen protozoa.
The objective was to characterize, quantify and determine the animal’s effect on the rumen
protozoa of 22 sheep. Changes were observed in the density of genera (P <0.05) versus animal. The present study is the second record of Enoploplastron triloricatum (DOGIEL, 1925)
in sheep in Brazil, presenting a detailed characterization of morphological and infraciliature
of this species.
Keywords: Ciliophora. Rumen protozoa. Silver carbonate. Ruminants
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INVENTÁRIO DE FONTES MÓVEIS EMISSORAS DE
POLUENTES ATMOSFÉRICOS NA CIDADE DE JUIZ DE
FORA-MG
Carolina de Souza Araujo1
Israel de Almeida Nogueira2
Aline Sarmento Procópio3
Resumo
O aumento do número de veículos circulando em centros urbanos, como observado em Juiz
de Fora, pode gerar diversos problemas para o município, tais como a degradação da qualidade
do ar e consequentes danos à saúde da população. O presente estudo visa estimar, de acordo
com a metodologia apresentada pela CETESB e MMA, as emissões de poluentes gasosos pelos
veículos automotores no município durante o ano de 2011. Com base nos fatores de emissão
dos poluentes, em informações detalhadas sobre a frota circulante na cidade e no consumo de
combustível anual, foram encontradas as seguintes emissões: 594.048,2 t de CO2; 156,8 t de
CH4; 71,2 t de N2O; 5.712,5 t de CO; 8.285,2 t de NOx; e 1.844,7 t de compostos orgânicos
voláteis não metano.
Palavras-chave: Inventário de emissões atmosféricas. Fontes móveis. Poluição do ar.
Introdução
O setor de transportes tem contribuição majoritária na emissão de poluentes atmosféricos em
centros urbanos, sendo responsável por aproximadamente 9% das emissões equivalentes de dióxido de
carbono no Brasil (MCT, 2006). Trata-se de um problema que tende a agravar-se devido, principalmente,
ao desenvolvimento desordenado dos espaços urbanos e ao aumento da necessidade de deslocamento
da população, o que leva ao aumento dos níveis de tráfego. A cidade de Juiz de Fora se localiza na Zona
da Mata mineira, com uma população de 516.247 habitantes (IBGE, 2010) e uma frota de 193.333
1
2
3
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Bolsista do Programa de Apoio à Instalação de Doutores da UFJF.
Alunos do curso de graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental da UFJF.
Professora Orientadora do Dep. de Eng. Sanitária e Ambiental da Faculdade de Engenharia da UFJF.Endereço: Departamento
de Engenharia Sanitária e Ambiental, Universidade Federal de Juiz de Fora, 4a Plataforma do Setor de Tecnologia, Bairro
Martelos, Juiz de Fora-MG CEP: 36036-330. Email: [email protected].
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veículos (DETRAN/MG, 2011). Este inventário tem como objetivo principal analisar as emissões de
gases de efeito estufa diretos e indiretos pelas fontes móveis do município no ano de 2011.
Os inventários de emissões de poluentes atmosféricos, em um aspecto mais geral, são
instrumentos estratégicos de gestão ambiental que estimam as emissões por fontes de poluição
específicas, numa dada área geográfica e num dado período de tempo, permitindo assim orientar
medidas mais eficientes de intervenção. A elaboração desses instrumentos é ponto de partida para
o sucesso da implantação ou reorientação de quaisquer programas voltados ao melhoramento da
qualidade do ar (MMA, 2011).
A frota veicular estudada é composta por automóveis, motocicletas, caminhões e ônibus, sendo
dividida em duas grandes categorias: uma movida pelo ciclo de Otto e outra movida pelo ciclo Diesel.
Os automóveis, motocicletas e comerciais leves (Ciclo Otto) são movidos basicamente à gasolina e
álcool hidratado; e os ônibus, caminhões e comerciais leves (Ciclo Diesel), movidos a diesel. Os demais
tipos de combustíveis não foram considerados devidos a sua pequena participação ou à falta de dados
disponíveis.
Os gases de efeito estufa (GEE) inventariados nesse estudo são: dióxido de carbono (CO2),
metano (CH4), óxido nitroso (N2O), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOx) e os
compostos orgânicos voláteis não metano (NMVOC).
A metodologia utilizada para o calculo de emissões é aquela apresentada no “Inventário de
Emissão dos Gases de Efeito Estufa Associada ao Transporte Rodoviário no Estado de São Paulo, 1990
a 2008” (CETESB, 2011) em conjunto com o “1º Inventário Nacional de Emissões Atmosféricas por
Veículos Automotores Rodoviários” (MMA, 2010).
1. Metodologia
1.1. Caracterização da Frota
a)
A frota
Para a determinação da frota veicular circulante na cidade em 2011 (CETESB, 2011), fez-se
necessário saber quantos veículos foram emplacados por ano e por tipo nos últimos cinquenta anos,
ou seja, desde 1961. Aplicando-se uma taxa de sucateamento a cada veículo emplacado (item b),
determina-se o número de veículos de cada ano que ainda estão em circulação no ano de estudo.
Foram fornecidos pelo DETRAN/MG (2011) dados referentes ao emplacamento de veículos
em Juiz de Fora para o período de 1991 a 2011. Para suprir a lacuna de dados para os anos anteriores,
foram comparadas as curvas de emplacamento anual da frota municipal e nacional (ANFAVEA,
2011), entre 1991 e 2011. Observou-se uma boa correlação entre o número anual de emplacamentos
de veículos no município e no país para o período conhecido, o que permitiu a estimativa da frota
anual emplacada em Juiz de Fora para o período de 1961 a 1991, aplicando-se para o município
a mesma variação interanual do emplacamento da frota nacional. A Fig. 1 apresenta o número de
automóveis emplacados por ano obtido por essa metodologia, lembrando que da mesma forma
foram obtidos os números para comerciais leves, ônibus, caminhões e motocicletas em Juiz de Fora.
Ressalta-se que, a frota estimada para esses 30 anos, já considerando o sucateamento dos veículos,
representa apenas 5% da frota circulante em 2011, o que diminui a margem de erro associada a essa
extrapolação.
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10.000
Número de emplacados no Brasil
Brasil
2.500.000
9.000
Juiz de Fora-DETRAN
8.000
Juiz de Fora-estimado
7.000
2.000.000
6.000
1.500.000
5.000
4.000
1.000.000
3.000
2.000
500.000
1.000
0
1960
Número de emplacados em Juiz de Fora
3.000.000
0
1970
1980
1990
2000
2010
Fig. 1 - Número de veículos emplacados anualmente no Brasil e em Juiz de Fora.
Não foi possível a categorização da frota de caminhões por peso bruto total (PBT), pois não
há disponibilidade dessas informações para o período de estudo na cidade. Optou-se por não utilizar
o percentual apresentado pela ANFAVEA (2011), uma vez que ele representa a frota nacional de
caminhões, ou seja, engloba aqueles que circulam nas cidades e nas rodovias (incluem os veículos
pesados de maneira significativa). O presente estudo abrange a circulação veicular no perímetro urbano
e, segundo MAIA (2008), 80% da frota urbana de caminhões é composta por veículos leves e médios.
Assim, adotou-se o cenário de uma frota urbana composta somente por caminhões leves, visto não
ser possível a separação dessas duas categorias. Com relação à frota de ônibus, assumiu-se a proporção
apresentada pelo MMA (2010) de que 10% dos ônibus novos licenciados por ano são rodoviários, e
90% são urbanos. As motocicletas foram caracterizadas como movidas gasolina em sua totalidade,
apesar da entrada do tipo flex no mercado nacional a partir de 2009, por não se saber ainda sua
participação percentual no total da frota municipal.
De acordo com o MMA (2010), a introdução do conversor catalítico no mercado nacional teve
início em 1992, e, em 1997, todos os veículos fabricados já vinham com essa tecnologia de controle de
poluição. Adotou-se nesse estudo que todos os veículos fabricados anteriormente a 1994 não possuíam
conversor e todos fabricados após 1994 já haviam sido equipados (CETESB, 2011).
b)
Sucateamento
O sucateamento da frota consiste em calcular o número de veículos que, emplacados em um
determinado ano, ainda estão em circulação no ano estudado. Tal processo é feito aplicando uma taxa
de sobrevivência a esses veículos de acordo com a equação 1 (CETESB, 2011).
Fj=
j-50
∑
n=j
Vn ±S(t)
(Eq. 1)
Onde: Fj –Frota circulante no ano j [nº de veículos]
Vn-Veículos novos licenciados no ano n [nº de veículos]
St- Taxa de sobrevivência de veículos com idade t [%]
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Para calcular a taxa de sobrevivência de automóveis e comerciais leves do ciclo Otto utilizou-se
a equação 2 e para os comerciais leves do ciclo Diesel, ônibus e caminhões a equação 3 (CETESB,
2011).
-(a+(b+t)))
(Eq. 2)
S(t)=1-e(-e
S(t)=
(1+e
1
+
) (1+e
(a+(t-t0))
1
)
(a+(t+t0))
(Eq. 3)
Onde t é a idade do veículo e a, b, e to são constantes que dependem do tipo de veículo, e podem
ser obtidas no inventário da CETESB (2011).
Para motocicletas adotou-se o estudo feito pela SINDIPEÇAS (2008) que apresenta o percentual
de motocicletas sucateadas anualmente com base em suas idades, para motor com deslocamento
volumétrico de até 200 cc: até 5 anos, 6% de sucateamento anual; de 6 a 8 anos, 7%; de 9 a 10 anos,
8%; e mais de 11 anos, 10%. Contudo, esses percentuais foram assumidos para todos os motores, por
falta de informações mais específicas sobre suas cilindradas.
Dessa forma, utilizando-se o percentual apresentado pela ANFAVEA (2011) para determinação
do tipo de combustível utilizado por automóveis e comerciais leves e aplicando-se as equações acima,
calculou-se a frota circulante em Juiz de Fora em 2011: 24.193 automóveis a gasolina, 1.999 a álcool
e 40.056 flex; 3.258 comerciais leves a gasolina, 193 a álcool, 3.950 flex e 2.747 a diesel; 23.054
motos a gasolina; 1.423 ônibus urbanos a diesel; e 2.924 caminhões a diesel. Nos cálculos da frota não
foram considerados os ônibus rodoviários, visto que alguns parâmetros da metodologia de cálculo de
suas respectivas emissões dizem respeito à circulação estadual, o que acarretaria em um erro em nível
municipal.
1.2 Consumo de Combustível
O consumo de combustível é um dado de extrema importância para a elaboração do inventário,
contudo essa informação não se encontra disponível em nível municipal. Recorreu-se então ao 25º
Balanço Energético do Estado de Minas Gerais (BEEM), ano base 2009 (CEMIG, 2010). Para obter
os dados referentes a 2011 para Minas Gerais foram aplicadas as taxas de crescimento de consumo de
combustível anual nacional de acordo com os valores do Balanço Energético Nacional (MME, 2011a).
Relacionou-se então a frota mineira (DETRAN/MG, 2011) e de Juiz de Fora, ambas separadas por
tipo de veículo e de combustível, com o consumo fornecido pelo BEEMG, sendo possível calcular o
consumo municipal anual para 2011.
De acordo com o licenciamento de veículos novos disponibilizado pela ANFAVEA (2011), os
veículos flex entraram em circulação no mercado a partir de 2003. Para determinar o numero de veículos
flex que rodam com álcool e com gasolina assumiu a proporção apresentada por GOLDEMBERG e
outros (2008) que varia segundo o preço desses combustíveis. A razão entre o preço do etanol e da
gasolina para a cidade foi estimada através dos Boletins Mensais de Combustíveis Renováveis (MME,
2011b) para Belo Horizonte, uma vez que são cidades no mesmo estado, sujeitas a semelhantes
condições fiscais. Calculou-se a razão média entre todos os meses de 2011 e obteve-se um valor de
77,88% do valor do álcool em relação ao da gasolina. Aplicando a proporção de GOLDEMBERG
(2008), obteve 6,5% da frota de veículos flex utilizando álcool. As emissões devido ao GNV não
foram consideradas nesse inventário devido à falta de dados sobre a fração da frota que utiliza esse
combustível em Juiz de Fora.
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1.3 Cálculo de Emissões
a)
Emissões de CO2
O cálculo da emissão de CO2 é feito em duas etapas (CETESB, 2011). Primeiramente, é estimado o
consumo de combustível por tipo de veículo e combustível, levando-se em consideração a intensidade de
uso e o consumo médio de combustível por quilômetro rodado. Em seguida, multiplica-se este resultado,
para cada tipo de veículo e combustível, pelo fator de emissão de CO2 correspondente. As emissões de
CO2 por biocombustível não devem ser contabilizadas no setor de transporte por serem consideradas
carbono neutro. Estas devem ser citadas separadamente para que não sejam contadas duas vezes, uma
vez que são tratadas nos setores de Agricultura, Silvicultura e de Outros Usos do Solo (CETESB, 2011).
b)
Emissões de CH4 e N2O (GEE diretos) e de CO e NOx (GEE indiretos)
As emissões desses gases requerem cálculos com um maior grau de detalhamento, pois seus fatores de
emissão dependem do tipo de tecnologia de controle de poluição do veículo (para os automóveis e comerciais
leves do ciclo Otto), do combustível utilizado e das características de operação (CETESB, 2011). A emissão final
de cada gás é ainda função da frota, por tipo de veículo e combustível, e da sua respectiva intensidade de uso.
c)
Emissões de NMVOC (GEE indiretos)
A emissão de Compostos Orgânicos Voláteis Não Metano (NMVOC) é formada pela soma das emissões
de Hidrocarbonetos Não Metano que saem pelo escapamento do veículo (NMHCescap) e pelas emissões
evaporativas (NMVOCevap) (CETESB, 2011). As emissões referentes aos NMVOCevap foram calculadas
considerando-se o número de dias de emissão evaporativa por veículo, a emissão evaporativa durante o dia
e o número de viagens por veículo, conforme metodologia aplicada pela CETESB (2011). As emissões de
NMHCescap foram calculadas com as mesmas equações utilizadas para as emissões de CH4 e N2O.
d) Incremento por
Deterioração
Para calcular as emissões dos gases CO, NOx e NMHCescap para os automóveis e comerciais leves
do Ciclo Otto foi considerado um incremento no fator de emissão, de acordo com a quilometragem
percorrida acumulada. Os veículos foram divididos em: com conversor catalítico (depois de 1994)
e sem conversor catalítico (antes de 1994). No primeiro caso adicionou-se ao fator de emissão de
veículos zero- km um incremento a cada 80.000 km percorridos, para cada poluente, considerando-se
o tipo de combustível (CETESB, 2011). No segundo caso, considerou-se que, ao atingir 160.000 km
rodados, o fator de emissão zero km é incrementado de 20% do seu valor inicial e que, após atingir
os 160.000 km, o fator de emissão permanece constante. Para o estudo do NOx, os veículos sem
conversor catalítico foram considerados sem deterioração (CETESB, 2011).
2. Resultados e Discussões
Os resultados obtidos permitem uma avaliação do cenário das emissões de gases poluentes no
município, sendo estes apresentados na Tab. I e na Fig. 2. Analisando os valores, percebe-se que a frota
de automóveis é a maior responsável pela emissão de CO2, CH4, N2O, CO e NMVOC, correspondendo
a mais de 50% das emissões totais desses gases. O NOx não segue o mesmo padrão, pois 66% de sua
emissão é oriunda da frota de ônibus urbanos. Essa participação mais significativa dos ônibus na
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emissão de NOx já era esperada, um vez que é um gás residual característico do processo de combustão
do diesel. Contudo, é válido ressaltar que a frota de ônibus urbano, assim como a de comercias leve do
ciclo Otto, também tem uma participação expressiva nas emissões dos demais gases.
Tab. I - Emissões de poluentes atmosféricos pela frota veicular de Juiz de Fora em 2011.
Emissões em [t]
Automóveis
CO2
CH4
N 2O
CO
NMVOC
NOx
Gasolina
93.037,8
33,2
12,3
1.307,1
607,3
525,3
Etanol Anidroa
15.748,1
Etanol Hidratadob
16.235,4
15,4
0,8
1.045,2
325,7
208,1
Flex Gasolina
165.558,9
27,7
26,4
646,7
146,2
128,6
Flex Etanol Anidro
28.023,4
a
44.998,2
6,9
2,1
471,6
302,6
294,8
Total da categoria
363.601,7
83,2
41,5
3.479,6
1.281,8
1.156,8
Gasolina
14.860,7
7,3
1,8
132,6
60,6
58,6
1.421,1
1,6
0,1
104,5
30,9
19,7
17.948,6
2,7
2,6
62,0
13,6
11,9
0,7
0,2
44,1
27,6
26,8
Flex Etanol Hidratado
Etanol Anidro
b
2.515,4
a
Etanol Hidratadob
Flex Gasolina
Comerciais Leves
Flex Etanol Anidro
3.038,1
a
4.869,2
Flex Etanol Hidratadob
Ônibus Urbanos
Motocicletas
Caminhões
Diesel
12.920,1
0,7
4,1
55,1
14,5
313,5
Total da categoria
57.572,3
12,9
8,8
398,3
147,1
430,5
Diesel
108,235,6
18,8
9,7
494,3
124,1
5.511,8
Gasolina
15.658,5
21,5
0,7
1.155,5
138,5
51,3
Etanol Anidroa
2.659,4
Diesel
42.352,7
20,4
10,6
193,9
53,2
1.134.8
590.072,3
156,8
71,2
5.712,5
1.844,7
8.258,2
Total
a
7%
(a)
(b)
18%
3%
2%
1%
6%
Emissão de CH4
62%
3%
14%
53%
(e)
Emissão de CO
58%
6%
8%
7% 3%
7%
1%
7%
Emissão de N2O
1%
6%
14%
0%
15%
(c)
12%
9%
20%
13%
Emissão de CO2
8%
(d)
Etanol anidro refere-se ao percentual de álcool adicionado na gasolina.
b
Etanol hidratado refere-se ao álcool combustível puro.
(f)
14%
14%
1% 4%
1%
Emissão de NMVOC
Emissão de NOx
61%
75%
66%
Fig. 2 - Emissões percentuais de (a) CO2, (b) CH4, (c) N2O, (d) CO, (e) NMVOC, (f ) NOx.
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Pelo fato de ser o primeiro trabalho do gênero realizado na cidade não existem dados anteriores
para acompanhar a evolução da qualidade do ar local. Inventários municipais de emissões de poluentes
por fontes móveis ainda são pouco encontrados, em função do alto grau de dificuldade de acesso a
informações de qualidade que suportem esses instrumentos, fato que não possibilitou uma comparação
deste estudo com outras cidades. Sendo assim, como os inventários estaduais são mais frequentes,
recorreu-se a eles para comparação com os valores aqui obtidos.
O 1º Inventário Estadual de Gases de Efeito Estufa de Minas Gerais (FEAM, 2008) tem como
base a frota de 2005, o que dificulta um pouco a comparação, pois as tecnologias, os limites de emissão,
entre outros fatores são significativamente diferentes aos do ano de 2011. Por fim, optou-se por utilizar
o Inventário de Emissão dos Gases de Efeito Estufa Associado ao Transporte Rodoviário no Estado de
São Paulo (CETESB, 2011), que tem como ano base 2008.
A frota veicular de Juiz de Fora em 2011 (DENATRAN, 2011) corresponde a 1,7% da frota do
Estado de São Paulo em 2008 (CETESB, 2011). Calculando-se as razões entre os gases emitidos pela
frota de Juiz de Fora em relação à frota de São Paulo encontrou-se: 1,7% para o CO2, 1,4% para o
CH4, 2,1% para o N2O, 1,3% para o CO, 2,5% NMVOC e 3,2% para o NOx. Observando-se a razão
entre as frotas (1,7%) e as razões entre as emissões (variação de 1,3 a 3,2%), percebe-se a coerência nos
resultados obtidos para a cidade de Juiz de Fora.
A inexistência de alguns dados, tais como a frota real de veículos circulantes no município
de Juiz de Fora, a conversão de veículos para GNV, o consumo anual de combustível, os fatores de
emissão específicos, intensidade de uso, dentre outros, fez com que fosse necessário adotar algumas
premissas, que podem não representar exatamente a realidade da cidade. Espera-se que, no futuro,
com o aperfeiçoamento na obtenção e coleta dessas informações, as emissões de poluentes possam ser
calculadas com grau de rigor mais refinado, minimizando seus erros para se aproximar cada vez mais da
realidade. É importante ressaltar a necessidade da participação de diversos órgãos municipais para que
haja o aperfeiçoamento desse inventário, uma vez que ele depende de uma vasta gama de informações
que derivam de vários setores.
Conclusões
Representando 64% da frota veicular de Juiz de Fora, os automóveis são os maiores responsáveis
pelas emissões de CO2, CH4, N2O, CO e NMVOC. Este fato coloca em pauta a questão do transporte
público urbano, tal que um aumento de sua qualidade possa estimular a população a reduzir o uso do
transporte individual. Contudo, é necessário que também se leve em conta as emissões provenientes
dos ônibus urbanos, os quais têm uma grande contribuição na emissão de NOx, por exemplo, e na
emissão de outros gases e materiais particulados não inventariados nesse trabalho.
A identificação dos setores do transporte que mais impactam a qualidade do ar em Juiz de
Fora pode contribuir para o desenvolvimento de planos de ação que avaliem os problemas atuais e
contribuam para a melhoria da qualidade ambiental do município. Trata-se de um primeiro passo na
direção da identificação de medidas a serem tomadas pelos órgãos ambientais e outros segmentos da
sociedade, com o objetivo de reduzir e controlar as emissões atmosféricas, promovendo um incremento
na qualidade de vida da população. Fica clara a necessidade de se repensar o sistema de transporte
público coletivo, avaliando não só a qualidade do serviço prestado à população, como também as
tecnologias de controle de poluição empregadas e a possibilidade do uso de combustíveis menos
poluentes pela frota de ônibus urbana.
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Agradecimentos
Agradecemos o apoio financeiro e institucional da Universidade Federal de Juiz de Fora e o
suporte da Secretaria de Transportes e Trânsito da Prefeitura de Juiz de Fora.
MOBILE SOURCE AIR POLLUTION EMISSION INVENTORY AT
THE CITY OF JUIZ DE FORA-MG
Abstract
The increase in the number of vehicles circulating in urban areas, as seen at Juiz de Fora, can
cause many problems to the city, such as degradation of air quality and related health problems
to the population. This study aims to estimate, according to CETESB and MMA methodology,
the pollutant gases emissions by motor vehicles in the city of Juiz de Fora during 2011. Based on
emission factors, on the current vehicle fleet and on annual fuel consumption, it was obtained
the following emissions: 594.048,2 t of CO2; 156,8 t of CH4; 71,2 t of N2O; 5.712,5 t of CO;
8.285,2 t of NOx; and 1.844,7 t of non-methane volatile organic compounds.
Keywords: Air emissions inventory. Mobile sources. Air pollution
Referências
ANFAVEA. Anúario da indústria automobilística brasileira. São Paulo, 2011. Disponível em:
<http://www.anfavea.com.br/anuario.html>. Acesso em: 10 dez. 2011.
CEMIG - Companhia Energética de Minas Gerais. Balanço Energético do Estado de Minas Gerais – BEEMG. Belo Horizonte, 2010.
CETESB - Companhia Ambiental do Estado de São Paulo. Inventário de emissão dos gases de
efeito estufa associada ao transporte rodoviário no estado de São Paulo, 1990 a 2008. São Paulo, 2011.
DENATRAN - Departamento Nacional de Trânsito. FROTA 2011. Disponível em: <http://www.
denatran.gov.br/frota.htm>. Acesso em 30 jan.2012.
DETRAN/MG - Departamento de Trânsito de Minas Gerais. Dados disponibilizados pela Secretaria de Transportes e Trânsito da Prefeitura de Juiz de Fora (SETTRA) em 2011.
FEAM - Fundação Estadual do Meio Ambiente. Inventário de emissões de gases de efeito estufa
do estado de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2008.
GOLDEMBERG, J NIGRO, F. E. B.; COELHO, S. T.. Bioenergia no estado de São Paulo: situação atual, perspectivas, barreiras e propostas. São Paulo: Imprensa Oficial do Estado de São Paulo,
2008.
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IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Censo demográfico 2010. Disponível em:
<http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/populacao/censo2010/>. Acesso em: 01 ago. 2012.
MAIA, A.D.G. Cenários prospectivos tecnológicos para o transporte rodoviário de carga no
Brasil: caminhões. 2008. Tese (Doutorado COPPE) Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio
de Janeiro, 2008.
MCT -Ministério da Ciência e Tecnologia. Primeiro inventário brasileiro de emissões antrópicas
de gases de efeito estufa - emissões de gases de efeito estufa por fontes móveis, no setor energético.
Brasília, 2006.
MMA – Ministério do Meio Ambiente. 1º inventário nacional de emissões atmosféricas por veículos automotores rodoviários. Brasília, 2011.
MME -Ministério de Minas e Energia. Balanço energético nacional. Rio de Janeiro, 2011a.
MME -Ministério de Minas e Energia. Boletim mensal de combustíveis renováveis, Edições nº13
a 24 e 37 a 48, 2011b. Brasília. Disponível em: <http://www.mme.gov.br/spg/menu/publicacoes.
html>. Acesso em: 09 mar. 2012.
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Aplicação de um algoritmo genético para
a determinação da orientação ótima de
um mini-implante ortodôntico visando à
minimização da tensão no sistema
mini-implante/maxila
Pedro H. Garcia1
Walter J. Gianetti2
Leonardo F. Goliatt3
Flavia S. Bastos4
Resumo
Mini-implantes são comumente usados para ancoragem ortodôntica, e seu desempenho varia de
acordo com seu posicionamento, inclinação e carregamentos aplicados. O objetivo deste artigo
é integrar um algoritmo genético e métodos computacionais de análise tensões com o intuito de
resolver o problema de orientação de um mini-implante visando à minimização de tensões no
sistema mini-implante, osso da maxila e dentes. A metodologia proposta permite determinar o
posicionamento que resulta no menor nível de tensões, e pode assistir o especialista no desenvolvimento do tratamento ortodôntico.
Palavras-chaves: Otimização. Mini-implante ortodôntico. Método dos elementos finitos. Algoritmos genéticos
1. Introdução
O uso de implantes é uma alternativa aos métodos tradicionais de ancoragem ortodôntica,
especialmente em casos de pequena quantidade ou baixa qualidade dos elementos dentais, na
impossibilidade de uso de aparelhos extra-orais ou dificuldade de cooperação do paciente. Nos últimos
anos, os implantes com finalidade ortodôntica têm evoluído no seu desenho e reduzido suas dimensões,
1
2
3
4
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Aluno de Iniciação Cientifica do Programa PROVOQUE.
Bolsista do Programa PROBIC/FAPEMIG/UFJF.
Professor orientador, Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional, Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de
Juiz de Fora – Rua José Lourenço Kelmer, s/n – Campus Universitário - Bairro São Pedro – CEP: 36036-330 – Juiz de Fora,MG,
Brasil. [email protected]
Coorientadora, Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional, Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de Juiz
de Fora.
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facilitando sua utilização. Menor custo, cirurgia de inserção e remoção simples e grande versatilidade
podem ser destacados como vantagens dos mini-implantes (CORSO L.L.; MARCZAK R.J.). Embora
os implantes tenham evoluído, o conforto do paciente depende crucialmente do posicionamento do
implante no osso. Uma melhor orientação para ortoimplantes pode fazer com que se evitem fraturas e
até perdas de implantes por um nível de tensão elevado.
A análise do posicionamento dos implantes em pacientes feita através da construção de modelos
reduzidos pode tornar-se demasiadamente longa e potencialmente cara. Uma alternativa mais simples
e econômica é o emprego de uma solução computacional, como Método dos Elementos Finitos, que
evita a produção de modelos reduzidos e testes em pacientes, que permite a indicação de uma solução
satisfatória para o especialista um período mais curto.
O Método dos Elementos Finitos (MEF) é uma ferramenta bastante usada em Engenharia
para a determinação de tensões e deformações e o seu uso para análise de problemas biomédicos e
biomecânicos tem crescido significativamente nos últimos anos (AMAR H.H. et al., CATTANEO
P.M. et al., POLLEI J.K. et al., CRUZ M. Cruz et al.). O MEF permite obter dados sobre a distribuição
de tensões e quantificá-las, o que possibilita a identificação de pontos críticos. Aliada ao MEF, métodos
desenvolvidos para otimização numérica permitem encontrar parâmetros ótimos que refletem os
requisitos clínicos de cada caso. Para isso, o problema clínico deve ser formulado como um problema
de otimização, no qual se deseja minimizar uma função objetivo.
Algoritmos Genéticos são métodos de busca e otimização que trabalham baseando-se nos
princípios de genética e seleção natural (GOLDBERG D.E.). Ao longo dos anos, os Algoritmos
Genéticos (AG) (HOLLAND J.H.) estabeleceram-se como ferramentas eficazes de otimização
em diversas áreas, tais como Artes (UNEMI T.), Ciências e Engenharias (GAO Y et al), finanças,
medicina, biologia, engenharia, que apresentavam dificuldades ainda não resolvidas por outras
técnicas.
O objetivo deste artigo é integrar um AG e métodos computacionais de análise de tensões em
implantes ortodônticos com o intuito de resolver o problema de orientação de um mini-implante
visando a minimização de tensões no sistema mini-implante, osso da maxila e dentes, proporcionando
maior conforto para o paciente submetido a tal intervenção.
2. Metodologia
A determinação de uma possível solução para a orientação do mini-implante, passa pela análise
da distribuição de tensões em razão da aplicação de uma carga. Para isso, um modelo computacional da
maxila deve ser criado. A maxila é então tratada como uma estrutura solicitada por um carregamento no
implante, e submetida a um processo de análise estrutural. De acordo com (CORSO L.L.; MARCZAK
R.J.), casos como o aqui estudado dispensam o uso de modelos numéricos globais da mandíbula, visto
que os efeitos significativos da tensão ocorrem somente na região próxima ao local da carga aplicada
em torno do implante. Nesta condição de carregamento, será gerado um modelo local, obtido com
seccionamento da maxila na região de interesse próxima ao implante. A malha de elementos finitos
para o sistema mini-implante ortodôntico-maxila é mostrada na Figura1.
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Fig. 1 - Malha de elementos finitos para o sistema mini-implante/maxila.
Através da interface gráfica do programa de elementos finitos ABAQUS/CAE®, foram
confeccionados 4 modelos tridimensionais, correspondendo a um modelo de mini-implante
ortodôntico, uma seção do osso maxilar, assim como um dente molar e um pré-molar. Para o miniimplante, foram criados três sólidos deformáveis, gerados por revolução: um cilindro de 1mm de
diâmetro e 7,0mm de altura (correspondente ao corpo do MIO), um cone de 1,0mm de diâmetro e
3,0mm de altura (respectivo à ponta do MIO) e uma hélice triangular com 60º, 0,40 mm de altura de
filete e 1,0 mm de passo de rosca. A consolidação do mini-implante se deu através da união das três
partes, cada uma rotacionada e transladada para que ficassem na posição correta. Para a maxila, um
corte tomográfico computadorizado em formato Dicom proveniente do arquivo do Centro Clínico de
Pesquisa em Estomatologia (Tomógrafo Helicoidal Pro-Speed/GE) foi importado para um programa
CAD e contornado por curvas do tipo spline, delimitando as regiões dos ossos medular e cortical. Cada
contorno importado pelo ABAQUS para a geração de sólidos deformáveis, gerados por extrusão (22
mm de espessura). Técnica semelhante foi utilizada na modelagem dos dentes: as seções transversais
dos dentes foram interpoladas, gerando os modelos. Por fim todos os quatro modelos, constituindo 4
partes, foram posicionados e unidos, porém mantendo as interseções entre eles. Todas as partes foram
consideradas como seções sólidas e homogêneas, com propriedades isotrópicas e elásticas lineares,
conforme mostradas na Tab. I.
Tab. I - Propriedades dos materiais
Material
Módulo de Young (Gpa)
Coeficiente de Poisson
Titânio
110,00
0,33
Osso Cortical
13,70
0,30
Osso Trabecular
1,370
0,30
Osso Medular
20,30
0,26
O modelo-base para a tarefa de otimização é constituído de 84 mil elementos tetraédricos. Cada
elemento possui tamanho aproximado de aresta de 0,75 mm. Os nós dos elementos das faces laterais
correspondentes à seção da maxila tiveram seus deslocamentos e rotações restritas. Foi exercida no
mini-implante uma força de 2 N, decomposta a 45º em duas componentes sobre o plano normal ao
seu eixo longitudinal. A orientação do implante se dá em função de dois ângulos – o ângulo mesialPrincipia, Juiz de Fora, v. 17, p. 91-98, jan./dez. 2013
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distal (-40º < α <’ 40º) e o ângulo cervical-apical (-40º < β < 40º) que definem os dois parâmetros de
otimização. Foram adotados valores inteiros para os ângulos α e β. Os esquemas mostrando a força
aplicada, os limites de variação dos ângulos e as restrições de deslocamento impostas são mostrados na
Fig. 2.
Fig. 2 - Esquema da força aplicada e suas direções.
Após definido o modelo de simulação, foi feita a implementação do AG. O primeiro passo
consiste em codificar todas as variáveis em um cromossomo. Cada indivíduo é codificado como um
vetor com coordenadas reais. O passo seguinte é gerar aleatoriamente uma população inicial. As soluções
candidatas têm então calculado um valor de função objetivo, e os melhores indivíduos têm maiores
chances de serem selecionados como genitores. O material genético contido nos cromossomos dos
genitores é recombinado e sofre mutação pela aplicação dos operadores de recombinação e mutação,
dando origem uma nova geração de indivíduos. Este processo é repetido para um determinado
número de ciclos, chamados de gerações. O fluxograma de um AG é mostrado na Fig. 3.
Fig. 3 - Esquema do Algoritmo Genético
A função objetivo a ser minimizada é a tensão máxima de Von Mises que ocorre no sistema miniimplante, osso da maxila e dentes. As soluções que apresentarem interpenetração do mini-implante
e dos dentes foram consideradas soluções inviáveis. Para cada solução inviável foi estabelecido uma
função objetivo de 105 MPa. A Tab. II mostra os parâmetros usados no AG.
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tab. ii - Parâmetros usados no Algoritmo Genético
Parâmetro
Valor
População
20
Gerações
25
Codificação
ponto flutuante (real)
Recombinação
aritmética
Mutação
randômica
Probabilidade de recombinação
100%
Taxa de mutação
40%
Seleção de genitores
Torneio + Elitismo
Total de avaliações
500
3. resultados e dIsCussão
Ao final da execução do AG, obteve-se como a melhor orientação a angulação de α = +26º na
horizontal (mesial-distal) e β = +25º na vertical (cortical-apical), obtendo como tensão máxima de
Von Mises do sistema o valor de 14,23 MPa. O tempo total de execução do AG foi de 175 minutos.
As simulações foram executadas em um computador Intel com processador Intel Core I5 com 4GB de
memória RAM.
Após encontrada a melhor solução fornecida pelo AG, foi feito um refinamento dos resultados
nesta orientação, com o objetivo de encontrar uma melhor aproximação do modelo analisado. Esta
última análise, realizada com 160000 elementos finitos. A solução gerada com a malha refinada com
suas respectivas tensões é mostrada na Fig. 4. A variação dos valores das tensões é detalhada conforme
na legenda.
Fig. 4 - Tensões geradas no sitema mini-implante,maxila e dentes.
A Fig. 5 mostra a distribuição das tensões no mini-implante e em uma seção do osso cortical,
na orientação do mini-implante de 26º mesial-distal e 25º na apical-cortical. As maiores tensões no
mini-implante ocorrem próximo à sua cabeça, devido à flexão da região de aplicação da força. No
osso cortical, há uma concentração de tensões na interface com o mini-implante. Esta região deve ser
analisada pelo especialista, pois é crucial para a adequada ancoragem do ortoimplante.
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Fig. 5 - Tensões no mini-implante ortodôntico e osso cortical.
Fig. 6 - Tensões geradas no osso trabecular.
A Fig. 6 mostra as tensões no osso trabecular. Novamente observa-se a concentração na região de
ancoragem do mini-implante. A distribuição de tensões nos dentes pré-molar e molar são mostradas
na Fig. 8. O nível de tensões nas raízes dos dentes pode indicar a necessidade de intervenções para
reposicioná-los mais distantes do mini-implante, o que pode resultar em uma diminuição das tensões
resultantes.
Fig. 7 - Tensões geradas no dente pré-molar e molar
A mesma metodologia pode ser empregada em outros casos similares encontrados na ortodontia,
inclusive com a aplicação de outras cargas. Embora possua limitações, as simulações computacionais
permitem uma análise de sistemas ortodônticos complexos que podem ser facilmente modificados
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e testados sem riscos para o paciente, e podem auxiliar o especialista no desenvolvimento de novas
formas de tratamentos ortodônticos.
4. Conclusão
A metodologia proposta pode trazer grandes avanços no conhecimento das diferentes situações
que ocorrem na cavidade bucal, bem como identificação de patologias. Entretanto, é fundamental
a análise clínica do impacto para o paciente, de forma a obter o melhor resultado em uma futura
aplicação do mini-implante ortodôntico.
Application of a genetic algorithm to the optimal
positioning of a mini-screw implant aiming at the
minimization of the stress in the mini-screw/maxilla
system
Abstract
Mini-screw implants have been commonly used for orthodontic anchorage, and the performance of such implants depends on their location, inclination, and load cases. In this paper we
combine computational methods of structural analysis and genetic algorithms in order to derive
a computational methodology to solve the optimal positioning of the mini-screw, aiming at the
minimization of the stress in the mini-screw/maxilla system. The proposed methodology allows
finding the stress concentration at the best mini-screw position, and may help the specialist in
the development the orthodontic treatment.
Keywords: Optimization. Mini-screw implants. Finite elements method. Genetic algorithms
5. Referências
CORSO L.L.; MARCZAK R.J. Orientação ótima de um implante mandibular osseointegrado – um
estudo na orientação de um implante para minimização de tensão no osso utilizando algoritmos
genéticos. In Mecánica Computacional, volume XXV, pages 795–805, Santa Fe, Argentina, 2006.
AMAR H.H. et al. Three-dimensional modeling and finite element analysis in treatment planning
for orthodontic tooth movement. American Journal of Orthodontics & Dentofacial Orthopedics Vol 139(1) , Pages e59-e71, 2011
CATTANEO P.M. et al. Strains in periodontal ligament and alveolar bone associated with orthodontic tooth movement analyzed by finite element. Orthod Craniofac Res. 2009;12:120–128
POLLEI J.K. et al. Stress comparison between orthodontic mini002Dscrews using finite element
analysis. Metro Toronto Convention Centre Exhibit Hall D-E. 2008
CRUZ M. Cruz et al. Three-dimensional finite element analysis of a cuneiform-geometry implant.
Int. Journal Oral Maxillofac., 18(5):675–684, 2003.
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HOLLAND J. H. Adaptation in Natural and Artificial Systems. University of Michigan Press,
1975.
UNEMI T. A design of genetic encoding for breeding short musical pieces. In ALife VIII Workshop
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DETERMINAÇÃO DA DIMENSÃO FRACTAL DE REDES
DE DRENAGEM DE BACIAS HIDROGRÁFICAS:
ESTUDO DE CASO
Luísa Santana Marques1
Samanta Ferreira Bortoni2
Maria Helena Rodrigues Gomes3
RESUMO
O presente trabalho analisa diferentes métodos existentes para o cálculo da dimensão fractal da
Bacia Hidrográfica do Ribeirão Marmelo. Difundido por Mandelbrot (1977), o conceito de
fractais tem o intuito de estimar o grau de complexidade, auto‑afinidade e auto-similaridade
de objetos que estão associados a elementos da natureza que não se enquadram na geometria
Euclideana clássica. A avaliação de características geomorfológicas de uma bacia hidrográfica,
através de conhecimentos de geometria fractal e conceitos de hidrologia, constitui um elemento
de grande importância, já que está ligada ao comportamento hidrológico da rede de drenagem.
O estudo da fractalidade da bacia hidrográfica do Ribeirão Marmelo foi realizado através do ma‑
nuseio de mapa do IBGE, com o auxílio de réguas, compassos e planímetros a partir de quatro
métodos: Razões de Horton, Método da Distribuição da Probabilidade de Excedência do Com‑
primento de Canais, Método do Box‑Counting e Método de Richardson. Os resultados obtidos
foram pertinentes ao limiar da faixa de valores encontrados na literatura, concluindo-se assim
que redes de drenagem podem ser vistas como objetos fractais.
Palavras-chaves: Dimensão fractal. Redes de drenagem. Bacias hidrográficas.
Introdução
Desde sua consolidação, a hidrologia – ciência que trata da água na Terra, sua ocorrência,
circulação e distribuição, suas propriedades físicas e químicas, e sua relação com o meio ambiente
(Tucci, 2002) – vem evoluindo significativamente em face da necessidade crescente de utilização
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Bolsista do Programa BIC/UFJF.
Aluna e membro do Grupo de Educação Tutorial do Curso de Engenharia Sanitária e Ambiental da Faculdade de Engenharia da
Universidade Federal de Juiz de Fora.
Professora orientadora do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da Faculdade de Engenharia da Universidade Federal
de Juiz de Fora, - 4ª Plataforma Setor de Tecnologia - Rua João Lourenço Kelmer s/n – Bairro Marmelo – CEP: 36036-900 - Juiz
de Fora – MG – Brasil. Fone: (32) 3229-3419 ramal 21 - Fax: (32) 3229-3401; e-mail: [email protected]
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e preservação das bacias hidrográficas. Segundo Dooge (1988 apud Tucci, 2002), a Hidrologia
Científica se contextualiza no desenvolvimento clássico do conhecimento científico, à medida que
a Hidrologia Aplicada trata dos diferentes fatores relevantes ao provimento de água e saúde para a
produção de alimento no mundo.
Seguindo os caminhos da hidrologia como ciência, em 1977, o matemático polonês Benoit
Mandelbrot apresentou ao mundo o termo “fractal”, palavra esta baseada no adjetivo latino fractus, cujo
significado é fraturado ou quebrado. De fato, o conceito de fractal designa-se a objetos irregulares que
não se enquadram na geometria euclidiana, os quais são caracterizados por possuírem complexidade
infinita, auto-afinidade e auto‑similaridade.
Na mesma época, Mandelbrot (1977) difundiu também o conceito de dimensão fractal, a qual
expressa, através de um número, o grau de irregularidade, complexidade, fragmentação ou diversidade
de um determinado objeto em diversas escalas, possibilitando o estudo de objetos com complexidade
infinita. E para o pesquisador, os fractais são conjuntos de objetos cuja dimensão fractal é superior a
sua dimensão euclidiana (SILVEIRA, 2006). Com o advento da geometria fractal atrelado a conceitos
de hidrologia básica, pode-se realizar uma melhor análise quantitativa das características do relevo de
bacias hidrográficas e sua associação com o escoamento.
Diante disso, tem-se a geometria fractal como uma ferramenta a mais para o estudo da
geomorfologia, tornando-se importante, já que o mundo passa por intensas variações climáticas e, de
acordo com Villela e outros (1975), o conhecimento de características físicas de uma bacia hidrográfica
pode auxiliar na melhor caracterização da evolução de uma bacia hidrográfica e na determinação das
respostas de chuvas torrenciais em redes fluviais.
Os critérios de ordenamento dos canais da rede de drenagem de uma bacia hidrográfica foram
estudados por Horton (1945) e simplificados por Strahler (1952), posteriormente (GOMES, 1997).
Segundo Strahler (1952 apud Silveira, 2006), todos os canais com origem na fonte são ditos de primeira
ordem; o encontro de dois canais de mesma ordem origina um canal de ordem N+1; quando canais de
ordens diferentes se encontram, o canal imediatamente a jusante recebe a ordem do maior canal que
o formou; e a bacia receberá a ordem do maior canal contido em seu interior. A Fig. 1 esquematiza os
critérios de Strahler.
Fig. 1 - Ordenação dos canais de uma rede de drenagem segundo Strahler (http://www.hidrotec.ufv.br/metodologia_resultados.html)
Além da ordenação das redes de drenagem de uma bacia hidrográfica, Horton (1945 apud
Vestena, 2010) deduziu a Lei do Número de Canais (RB) e a Lei do Comprimento dos Canais (RL),
representadas, respectivamente, pela estrutura geológica (razão de bifurcação) da rede e pela estrutura
geométrica (razão de comprimento). Continuando o trabalho de Horton, Smart (1972 apud Vestena,
2010) propôs a Lei da Área de Drenagem (RA), que é a razão de área. As três leis podem ser escritas no
seguinte formato:
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Lei do Número de Canais:
NXi-1
RB≅ N
xi
(2)
Lei do Comprimento de Canais:
RL≅
Lxi
LXi-1
(3)
Lei da Área de Drenagem:
RA≅
Axi
Axi-1
(4)
Os resultados encontrados devem pertencer a faixas de valores de: 3 a 5 para a razão de bifurcação;
1,5 a 3,5 para a razão de comprimento; e 3 a 6 para a razão de área, segundo Strahler (1952 apud
Araujo et al., 2011).
Segundo Mandelbrot (1977 apud Gomes, 1997), para compreender a dimensão fractal pode-se
assumir Ne esferas n-dimensionais de diâmetros d para cobrir certo objeto no espaço n-dimensional.
Ne e d relacionam-se na seguinte equação:
Ne(d)≈d-D
(1)
A dimensão fractal não quantifica a forma de um objeto fractal, apenas a sua complexidade, e as
dimensões dos objetos são valores contínuos entre as dimensões euclidianas, assim, pode-se pensar na
irregularidade com um aumento na dimensão, (SILVEIRA, 2006).
Segundo Serra e Karas (1997) apud Silveira (2006), os fractais possuem alta complexidade e
estão relacionados com o espaço que a figura ocupa. Segundo os autores, as dimensões fractais são
valores fracionários entre um e dois.
Christofoletti e Christofoletti (1994) apud Araujo (2011) afirmaram que bacias hidrográficas
que representam estruturas bidimensionais, apresentam dimensão fractal Df entre 2 e 2,99. E para La
Barbera e Rosso (1989) apud Gomes (1997), a dimensão fractal para as redes de drenagem, em função
das razões de Horton, não tende a um valor constante, porém está compreendida no intervalo entre
1,5 e 2,0.
Metodologia
O objetivo do estudo visa à análise e comparação da dimensão fractal por diferentes métodos
existentes e à consequente verificação das características geomorfológicas e hidrológicas da região.
O estudo foi realizado com base em mapas fornecidos pelo Instituto Brasileiro de Geografia
e Estatística - IBGE (1981), na escala de 1:50.000. A bacia hidrográfica estudada foi a bacia do
Ribeirão Marmelo, que está localizada no município de Juiz de Fora, na Zona da Mata Mineira,
no domínio geológico Complexo de Juiz de Fora (PDJF, 1996). De acordo com Marques e outros
(2012), a região possui o relevo montanhoso e mais acidentado em determinadas regiões, e apresenta
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um clima tropical úmido, caracterizado por duas estações bem definidas: verão quente e úmido, e
inverno frio e seco. O Ribeirão Marmelo pertence à bacia hidrográfica do rio Paraíba do Sul, a qual
possui uma importância estratégica, pois abastece municípios dos Estados de Minas Gerais, Rio de
Janeiro e São Paulo.
Fig. 2 ‑ Mapa da região na escala 1:50.000 fornecido pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 1981).
Foram utilizados quatro métodos para o cálculo da dimensão fractal: cálculo através das Leis
de Horton e três métodos gráficos – Método da Probabilidade de Excedência do Comprimento de
Canais, Método Box‑Counting e Método de Richardson.
Com o intuito de estabelecer uma relação entre a dimensão fractal e as razões de Horton foram
feitos vários estudos com parâmetros que caracterizam as bacias hidrográficas. Para isso, La Barbera
e Rosso (1989) consideraram as leis de número de canais e comprimento de canais invariáveis para
diversas escalas (GOMES, 1997). O cálculo da Dimensão Fractal pode ser obtido a partir das Leis de
Horton segundo as equações:
D=
logRB
,R >R
logRL B L
D=1,RB≤RL
(5)
(6)
O Método da Probabilidade de Excedência do Comprimento de Canais, proposto por Taborton
e outros (1988), permite o cálculo da dimensão fractal de uma rede de drenagem com o auxílio de
um instrumento de medida, a régua. Os canais são medidos um a um, desde seu ponto inicial até seu
ponto final linearmente.
Tarboton e outros (1988) observaram que a probabilidade de ocorrência de r é proporcional a
r‑D, denotando uma distribuição hiperbólica, escrita como:
p=Prob[comprimento>l]≈1‑D
(7)
Onde D é a dimensão fractal e l é o comprimento dos canais.
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A probabilidade de excedência é dada por:
m
P= n+1
(8)
Onde m é a ordem de um canal em uma lista ordenada do mais longo ao mais curto e n é o
número total de canais da rede de drenagem.
A dimensão fractal é dada pela inclinação da reta ajustada aos pontos no gráfico da probabilidade
de excedência em função do comprimento dos canais.
O segundo método gráfico utilizado, Método Box-Counting, proposto por Lovejoy e outros
(1987) apud Silveira (2006), consiste em cobrir toda a rede de drenagem com uma malha de quadrículas
de diferentes escalas e contabilizar as quadrículas que possuem canais. Mediante a construção de um
gráfico do tamanho das quadrículas em função do número de quadrículas, pode-se obter a dimensão
fractal através do coeficiente angular da reta.
O número de quadrículas N(r) necessário para cobrir a rede de drenagem é dado pela seguinte
equação:
N(r)∽(1/r)D
(9)
A dimensão fractal também foi determinada através do Método de Richardson, proposto por
Tarboton e outros (1988), em que todos os canais da rede de drenagem são medidos através do número
de passos com o auxílio de um instrumento de medida, o compasso. Quanto menor for o tamanho do
passo, maior a exatidão.
Relacionando o número de passos com o tamanho de cada passo, em um gráfico log-log, uma
inclinação i é observada. A dimensão fractal é dada por:
L≈r1-D
(10)
Resultados e Discussões
A bacia do Ribeirão Marmelo foi classificada com grandeza de 4ª ordem, de acordo com o
sistema de classificação de redes de drenagem proposto por Strahler (1952) apud Araujo e outros
(2011).
As Razões de Horton calculadas foram: RL=2,93; RB=4,68; e RA=5,93, cujos valores encontramse dentro dos limites estabelecidos pela literatura. Para cálculo da dimensão fractal por meio das Razões
de Horton foi utilizada a equação 5. O valor encontrado para dimensão fractal Df igual a 1,44 (Tab. I)
é coerente com aqueles encontrados na literatura para redes de drenagem naturais.
Nas figuras 3, 4 e 5 são apresentadas as curvas geradas pelos métodos método da Probabilidade
da Excedência do Comprimento de Canais, método de Box-counting e método de Richardson,
respectivamente. A dimensão fractal Df foi obtida para esses três métodos através da determinação
inclinação da reta tangente ajustada ao conjunto de pontos utilizados em cada método. Esses valores
encontram-se reunidos na Tab. I, e estão, também, em conformidade com aqueles encontrados na
literatura.
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Fig. 3 – Dimensão fractal obtida pelo Método da Probabilidade da Excedência do Comprimento de Canais para a Bacia do Ribeirão Marmelo
Fig. 4 – Dimensão fractal obtida pelo Método Box-counting para a Bacia do Ribeirão Marmelo
Fig. 5 – Dimensão fractal obtida pelo Método de Richardson para a Bacia do Ribeirão Marmelo
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Analisando-se os valores de Df reunidos na Tab. I, pode-se observar que a dimensão fractal
tende para faixa de valores entre 1,5 a 2, apresentando uma variação que pode ser justificada devido às
características heterogêneas da bacia. E quando comparados com os valores encontrados por Tarboton
e outros (1988), Gomes (1997), La Barbera e Rosso (1989) apud Gomes (1997), entre outros, nota-se
que a rede de drenagem do Ribeirão Marmelo pode ser considerada como um objeto fractal.
Tab. I - Dimensão fractal para os diferentes métodos estudados.
Método
Dimensão Fractal
Razões de Horton
1,44
Probabilidade de Excedência do
Comprimento de Canais
2,01
Método de Box-Counting
2,16
Método de Richardson
1,71
Conclusão
Os resultados obtidos demonstram que, independente do método aplicado, a bacia do Ribeirão
Marmelo possui um padrão de ramificação que cobre toda a área de drenagem e confirmam o
pressuposto de Tarboton e outros (1988), o qual afirma que a dimensão fractal igual a 2 indica que a
rede de drenagem cobre todo o espaço. Além disso, pode-se notar uma ligação entre a dimensão fractal
e as razões de Horton. Os resultados obtidos podem fornecer subsídios importantes para a hidrologia
quantitativa.
Agradecimentos
As autoras agradecem a Pró-Reitoria de Pesquisa da UFJF, pela bolsa de iniciação científica
concedida e ao Núcleo de Análise Geo-Ambiental do Departamento de Transporte da Faculdade de
Engenharia da UFJF pelos mapas e informações fornecidos.
DETERMINATION OF FRACTAL DIMENSION OF RIVER
NETWORKS: STUDY OF CASE
ABSTRACT
This present study analyzes different common methods which are used for calculating the frac‑
tal dimension in the watershed of the Marmelo Stream. Published by Mandelbrot (1977), the
concept of fractals estimates the complexity, self-affinity and self-similarity of objects that do
not fit the Euclidean classical geometry. The evaluation of geomorphological characteristics of
watersheds, supported by fractal geometry and hydrology concepts, is an important factor in the
knowledge of the hydrological behavior of river networks. The fractality study of the Marmelo
Stream watershed was carried out by using the IBGE map and simple measuring instruments.
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Four methods were used as mentioned: the Horton’s Laws, the Geometric Stream Length Excee‑
dence Probability Method, the Box-Counting Method and the Richardson’s Method. The results
were compared to the relevant literature values, concluding that river networks can be viewed as
fractal objects.
Keywords: Fractal dimension. River networks. Watersheds
Referências
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GOMES, M. H. R. “Análise Fractal de Redes de Canais de Bacias hidrográficas na Escala
1:50.000.” 1997, 83f. Dissertação (Mestrado), Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade
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Disponível em: http://www.hidrotec.ufv.br/metodologia_resultados.html. Acesso em: 15 de janeiro
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SILVEIRA, N. F. Q. “Análise fractal de bacias hidrográficas de região de encosta e região de
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em Engenharia Ambiental) Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis/SC. 2006.
TARBOTON, D. G.; BRAS, R. L.; ITURBE, I. R. “The Fractal Nature of Networks”.Water Resources Research. v. 24, n. 8. p. 1317-1322, 1988.
TUCCI, C.E.M., “Hidrologia: Ciência e Aplicação” 3ª ed, ABRH, 2002.
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VILLELA, S. M.; MATTOS, A. “Hidrologia Aplicada”. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil,
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DESENVOLVIMENTO DE ALGORITMOS
COMPUTACIONAIS PARA IDENTIFICAÇÃO DE
ELÉTRONS PARA O EXPERIMENTO ATLAS
David de Melo Souza1
Candida A. D. Meneguin2
Fernando M. V. Xavier3
Rafael Antunes Nóbrega4
RESUMO
O experimento ATLAS no CERN, localizado na Suíça, é um detector capaz de identificar partículas provenientes da colisão de feixes de prótons produzidas pelo LHC. Este detector conta com
sistemas de seleção de eventos que identificam as partículas de decaimento relevantes para as pesquisas realizadas pela Colaboração ATLAS. Um dos algoritmos mais relevantes destes sistemas
é responsável pela identificação de elétrons. O presente trabalho apresenta dois algoritmos de
discriminação, um linear, baseado no Modelo Linear Generalizado, e outro não-linear, baseado
em Redes Neurais Artificiais, implementados na UFJF. Dados de simulação de Monte Carlo do
experimento são utilizados para avaliação dos dois algoritmos a partir de uma comparação com
o algoritmo atualmente empregado pelo experimento, conhecido como eGamma.
Palavras-chave: ATLAS. Calorímetros. Identificação elétron/jato.
1. Introdução
O CERN (do francês Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) é um dos principais
laboratórios de colaboração internacional, composto por inúmeros países (CERN, 2012). Dentro de
seu âmbito, inúmeros experimentos físicos são realizados. A busca por novos conhecimentos levou à
construção do acelerador de partículas LHC (do inglês Large Hadron Collider) (Evans, 2008), com
o objetivo de comprovar experimentalmente mecanismos e teorias desenvolvidas na área de física de
partículas. O LHC pode colidir pacotes de prótons com até 14 TeV de energia de centro de massa.
1
2
3
4
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Bolsista do Programa PIBIC/CNPq da UFJF.
Mestrando colaborador da Universidade Federal de Juiz de Fora.
Doutorando colaborador da Universidade Federal de Juiz de Fora.
Professor Orientador da Faculdade de Engenharia E - UFJF. Endereço Profissional do Professor Orientador: Universidade Federal
de Juiz de Fora, Rua José Lourenço Kelmer, s/n - São Pedro 36036-900 - Juiz de Fora – MG - Brasil, Campus Universitário Faculdade de Engenharia - Departamento de Circuitos Elétricos, sala 4274/E08.
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Em especial, o LHC é composto por um túnel circular, com aproximadamente 27 km de
extensão. Os pacotes de prótons circulam pelo acelerador até atingirem a energia cinética desejada,
colidindo então contra prótons que foram aceleradas no sentido contrário. Um dos principais
detectores do LHC é o ATLAS (do inglês A Toroidal LHC ApparatuS). Este detector, de uso geral, é
capaz de detectar inúmeras partículas. O ATLAS é dividido em quatro principais seções: o detector de
traços, utilizado para medir o percurso que partículas carregadas fazem até chegarem aos calorímetros;
os calorímetros eletromagnético e hadrônico, empregados para medir, respectivamente, a energia
depositada por partículas eletromagnéticas leves e por partículas hadrônicas; e as câmaras de múon,
capazes de detectar a passagem de múons. A Figura 1 mostra uma ilustração do detector ATLAS e
seus subdetectores.
Fig. 1 - O detector ATLAS e seus detectores (ATLAS Collaboration, 2010).
Um dos objetivos do LHC é a comprovação da partícula conhecida como bóson de Higgs,
prevista no Modelo Padrão (Cheng, 2006). Esta partícula explicaria o mecanismo no qual as partículas
adquirem massa. Porém, por ser uma partícula extremamente energética, o Higgs tem um curtíssimo
período de vida, o que impossibilita sua observação direta. Partículas que têm energias elevadas decaem
rapidamente em outras partículas com menor energia, mais estáveis e, por sua vez, observáveis. A
reconstrução da energia e da trajetória dessas partículas mais estáveis pode levar a descoberta do bóson
de Higgs. Porém, estes eventos de interesse do LHC são muito raros, demandando alta luminosidade
e longo tempo de aquisição. Por operar a elevadas taxas, levando em conta que a taxa de colisão entre
grupos (bunches) de prótons é de 40 MHz, os sistemas de aquisição de dados dos detectores, e em
especial do ATLAS, devem ser cuidadosamente projetados. Cada evento carrega, aproximadamente,
1,5 MB de dados de informação, gerando um fluxo de dados da ordem de 60 TB por segundo.
O armazenamento de toda a informação fornecida pelo detector para posterior análise é impossível.
Ademais, os eventos de interesse para o experimento ocorrem raramente, como mencionado acima.
Desta maneira, um sistema de filtragem online (conhecido também como sistema de trigger) torna-se
indispensável ao experimento, o que, no ATLAS, é realizado por três níveis em cascata, de forma a
reduzir a taxa de eventos gradualmente. Uma vez aceito pelo terceiro nível, o evento é então armazenado
para futura análise (offline). Nesta etapa utiliza-se, em geral, algoritmos mais eficientes e complexos,
uma vez que não há compromisso com requisitos de tempo.
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O trabalho descrito neste documento se concentra na identificação de elétrons; a assinatura de
maior frequência do bóson de Higgs. No caso, utiliza-se apenas a informação de calorimetria do detector.
A identificação de elétrons é dificultada pelo elevado ruído de fundo do experimento, representado
aqui por jatos. Neste trabalho são utilizados dois algoritmos: um baseado em uma classificação linear e
outro em uma classificação não-linear, este último baseado em Rede Neural Artificial (RNA) (Haykin
S., 2008). Testes foram realizados com o intuito de promover uma comparação entre os algoritmos no
problema de separação entre elétrons e jatos para compreender a importância da não-linearidade na
classificação desses eventos.
2. Metodologia
Primeiramente é necessário entender a importância do sistema de filtragem do ATLAS e alguns
conceitos essenciais na obtenção dos dados para este tipo de análise, logo após encontraremos algumas
alternativas para desenvolver dois classificadores para identificação do elétron e do jato.
2.1 Sistema de Filtragem do ATLAS
O sistema de filtragem do ATLAS deve ser capaz de separar, de forma eficiente e rápida, a
física de interesse (decaimentos do bóson de Higgs, por exemplo) da massa de dados já conhecida,
que funciona como ruído de fundo do experimento. Para isto, foi concebido um sistema de filtragem
(ATLAS Trigger and Data Acquisition Collaboration, 2000) dividido em três níveis (Figura 2).
Fig. 2 - Esquema do sistema de filtragem do detector ATLAS (ATLAS Collaboration, 2010).
O primeiro nível de trigger, que realiza a seleção online dos eventos, possui um tempo de latência
máxima de 2µs e a maior taxa de filtragem de eventos. Assim, seu processamento é feito todo em
hardware de alta velocidade, basicamente com FPGA (do inglês Field Programmable Gate Array),
utilizando somente informação de câmaras rápidas de múons e de calorimetria com granularidade
menos fina, obtida pela soma de células de deposição de energia. Este nível é responsável, também,
por selecionar as regiões do calorímetro onde houve deposição significativa de energia, as chamadas
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Regiões de Interesse (RoI - do inglês Regions of Interest) (Berge, 2007), e passá-las ao segundo nível de
trigger. O segundo nível irá, então, processar somente os eventos selecionados pelo primeiro nível, já
separados em RoI. Os eventos rejeitados pelo primeiro nível são definitivamente descartados. Neste
segundo nível, utiliza-se a granularidade plena do ATLAS, de modo a refinar a decisão do primeiro
nível. Como a taxa de eventos é menor no segundo nível (100 kHz), seu tempo de latência é de 10 ms,
sendo sua implementação em software. O terceiro nível possui uma latência maior (aproximadamente
1 s), esperando-se que a taxa de gravação de eventos em mídia permanente não passe de 100 Hz. Os
eventos salvos são geralmente usados em análises mais detalhadas e com menor preocupação com os
requisitos de tempo.
2.2 Extração das Características: Processo de Anelamento
Observando as RoI de elétrons e jatos típicos do segundo nível de trigger, nota-se que as sutis
diferenças entre os dois padrões de deposição de energia se encontram no espalhamento da deposição
de energia e nas relações dos picos energéticos. Com base nessas diferenças entre elétrons e jatos,
foi desenvolvido um algoritmo para extração da informação de calorimetria baseado na construção
de anéis concêntricos (Torres, 2010), onde a célula de maior energia é o anel central. A informação
referente a este anel é a energia armazenada na célula. Os anéis posteriores contêm a soma da energia
das células adjacentes exteriores ao anel anterior.
Este processo irá se repetir até que uma região pré-determinada seja completamente preenchida.
O processo de anelamento é realizado para todas as camadas dos calorímetros hadrônicos e
eletromagnéticos. A Tabela I exibe o número de anéis extraídos para cada camada, totalizando 100
anéis. Estes anéis são usados como características para a identificação elétron/jato.
Tab. I - Quantidade de anéis por camada dos calorímetros.
Camadas eletromagnéticas
Camadas hadrônicas
OS
1a
2a
3a
1a
2a
3a
8
64
8
8
4
4
4
N° de Anéis
2.3 Classificação dos Eventos
Os eventos utilizados neste trabalho são provenientes de simulações de Monte Carlo produzidas
pela Colaboração ATLAS. Como sinal, foram gerados elétrons isolados com energias entre 7 GeV e 80
GeV, e como ruído, jatos que possuem ao menos uma componente eletromagnética, que podem ser
classificados erroneamente como elétrons. A colaboração ATLAS utiliza hoje um algoritmo chamado
de eGamma (ATLAS Collaboration, 2010) desenvolvido para a identificação de elétrons utilizando
apenas os detectores de calorimetria. Os resultados que mostraremos nesse documento usam como
referência a saída do eGamma. Este algoritmo permite selecionar três níveis de cortes para a classificação
de elétrons: Loose: com este nível espera-se uma maior taxa de erros de classificação de elétrons, ou
seja, que um maior número de jatos seja classificado erroneamente como elétron, porém o números de
elétrons classificados como jato é minimizado; Tight: neste nível, espera-se que um número maior de
elétrons seja classificado erroneamente como jatos, porém o número de jatos classificados como elétrons
é minimizado, fazendo com que a seleção de elétrons seja menos contaminada com eventos falsos; e
Medium: que tenta conciliar ambas as características. Quando os dados são aprovados por quaisquer dos
cortes, entende-se que ele é classificado como elétron, logo, a expressão “jatos aprovados” significa que
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jatos foram classificados erroneamente como elétrons. Analogamente, “elétrons reprovados” significa
elétrons classificados erroneamente como jatos.
Neste trabalho, foi utilizado como jatos, o conjunto de eventos reprovado por todos os critérios,
Loose, Medium e Tight (000), dando um total de 571.336 eventos, e como elétrons, o conjunto de
eventos aprovados pelos critérios Medium e Tight, somando um total de 77.280 eventos.
Para o caso da RNA, esses dados foram separados em três grupos padrões (Haykin S., 2008):
• Treinamento: 50% para atualizar os pesos sinápticos da rede de modo a minimizar a função custo
que nesta rede é o Erro Médio Quadrático;
• Teste: 25%, utilizados para garantir boa generalização da rede;
• Validação: 25%, utilizados para testar o desempenho.
Para o classificador linear, os dados de Treinamento e Teste (da RNA) foram utilizados para
calcular os pesos do classificador garantindo assim que os mesmos dados fossem utilizados, tanto na
parte de cálculo dos parâmetros como na parte de medida de desempenho, pelos dois classificadores.
Além dos conjuntos que foram utilizados para o treinamento dos classificadores, os outros
conjuntos formados pelos cortes feitos pelo sistema de filtragem na seleção de dados foram também
classificados pelos dois métodos.
Esses conjuntos para jatos são:
• Aprovados pelo critério Loose (001), no total de 72.811 eventos;
• Aprovados pelo critério Medium (011) no total de 9.750 eventos;
• Aprovados pelo critério Tight (111) no total de 1.131 eventos.
E para os elétrons:
• Reprovados por todos os critérios (000) no total de 5.964 eventos;
• Aprovados pelo critério Loose (001) no total de 9.576 eventos.
A técnica de pré-processamento PCA (Principal Component Analysis) foi utilizada com o
intuito de analisar a correlação entre os anéis. Foi possível perceber que se utilizarmos os 15 anéis
com maior variância, tanto para elétron como para jato, a soma das variâncias dos anéis seria
aproximadamente igual à soma das variâncias das componentes principais como mostra a Figura 3
para elétrons e a Figura 4 para jatos. Note que o uso do pré-processamento é justificado apenas se a
análise das primeiras componentes for necessária ou suficiente. Vale ressaltar que a aplicação da PCA
se justifica principalmente para o caso de seleção de eventos online.
Elétron
Jato
30
70
Componente Principal
Anéis
60
Componente Principal
Anéis
25
20
Variância (%)
Variância (%)
50
40
15
30
10
20
5
10
0
0
5
10
15
20
25
30
Fig. 3 - Comparação entre anéis sem pré-processamento e
com PCA para elétrons.
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0
0
10
20
30
40
50
60
Fig. 4 - Comparação entre anéis sem pré-processamento e
com PCA para jatos.
111
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2.3.1 Classificador Linear
Baseado no processo de Bernoulli (Peebles, 1987) que envolve experimentos para os quais apenas
duas saídas são possíveis, representadas no espaço amostral por {0, 1}, temos que: p(y=1) = hθ(x) e p(y=0)
= 1-hθ(x). Onde hθ(x) é a média φ da distribuição de Bernoulli e representa a probabilidade que, dado
x, y seja igual à classe {1}. Essas duas relações podem ser consideradas em uma única equação, dada por:
p(y|x;θ)=hθ(x)y(1-hθ(x))1-y
Logo, p(y|x;θ) representa a probabilidade de y dado x parametrizado por θ. Note que a função
p(y|x;θ) pode ser escrita em sua forma exponencial:
{( )
p(y|x;θ)=exp 1n
}
hθ(x)
y+1n(1-hθ(x))
1-hθ(x)
Formulando a distribuição de Bernoulli como uma distribuição da família exponencial, temos que
o parâmetro natural da equação exponencial p(y|x;θ) é dado por η = ln[hθ(x)/(1- hθ(x)]; Logo, se y|x;θ
~ Bernoulli(φ), então φ = 1/(1+e-η) e E[y|x;θ] = φ. Baseando-se no Modelo Linear Generalizado (MLG)
(Nelder, 1972), η é representado por uma combinação linear entre as características do evento e os seus
pesos de forma que η = θTX = ∑Nk=0θkxk, sendo que x0=1. Assim encontramos a nossa hipótese hθ(x):
1 -ƞ
hθ(x)= 1+e
Assumindo que os dados, xki e yki (os i’s se referem às várias medidas e os k’s às várias características
do evento), empregados para achar os parâmetros θk, sejam gerados independentemente, podemos
escrever a equação de verossimilhança dos parâmetros L(θ) como:
m
i
y |X;θ)= ∏ (hθ(xi))y (1-hθ(x))1-yi
L(θ)=p( →
i=l
Temos então que: maximizar L(θ) é o mesmo que minimizar a derivada de ℓ(θ) = ln{L(θ)}, o que
nos leva a seguinte equação:
∂
ℓ(θ)=(y-hθ(x))xk
∂θk
Podemos usar então o algoritmo LMS (do inglês Least Mean Square) para encontrar os parâmetros
θk que levam à máxima verossimilhança.
Usando todos os 77.280 dados (sem normalização) disponíveis para achar os parâmetros θk,
definimos completamente a nossa função hθ(x). Como parâmetro de avaliação do desempenho desta
fase de treinamento usou-se o produto SP, dado por:
SP = 100 ×
Pe × Pj × (
Pe + Pj
2
)
onde Pe e Pj são as probabilidades de detecção de elétrons e jatos.
O SP encontrado para o classificador linear foi de 99,22 e nesta análise (linear) tem apenas o
caráter comparativo (entre os métodos), visto que o critério de parada utilizado para este classificador
foi o erro médio quadrático.
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2.3.2 Classificador Neural
A Rede Neural Artificial é composta de um perceptron multi-camadas feed-foward contendo 10
neurônios na sua única camada escondida, sua camada de saída é composta por um único neurônio e
a camada de entrada recebe os 100 anéis. Os alvos utilizados foram +1 para o sinal (elétrons) e -1 para
o ruído (jato). Todos os neurônios utilizam função de ativação hiperbólica.
Foi observado (Torres, 2010) que a rede neural apresentou melhores resultados quando o produto
SP foi utilizado como critério de parada, em comparação com o MSE (do inglês Mean Squared Error).
Enquanto o critério de parada por MSE visa encontrar o ponto onde a saída da rede neural fica mais
parecida possível com o alvo especificado, o SP procura o ponto onde a distinção máxima entre as
classes é obtida, sendo esse critério mais apropriado para redes neurais destinadas à reconhecimento de
padrões.
Para a rede neural utilizada optou-se por não fazer a normalização dos dados, pois apresentou
valores de SP e de eficiência do conjunto de teste ligeiramente melhores que quando normalizados.
Como o conjunto dos jatos possui muito mais eventos que o conjunto dos elétrons, foram
criados subconjuntos dos jatos para que cada época contivesse um número igual de elétrons e jatos,
evitando assim que a rede neural se especialize na classe de jatos. A cada rodada, somente metade
do subconjunto de jatos é substituída por novos eventos, impedindo que um conjunto seja muito
diferente do anterior, o que prejudicaria o treinamento da rede. Esse processo se mantém até que
todo o conjunto de dados passe pela rede, completando 14 épocas no total. O critério de parada é
introduzido à rede depois que todos os subconjuntos de jatos tenham passado pela primeira vez na
rede. A partir deste ponto, se o produto SP do conjunto de teste tiver variação menor que 0,15 por 14
épocas seguidas, a rede encerra o treinamento, pois a estabilização dos pesos foi atingida. A rede salva
é aquela que apresenta o maior valor de SP para o conjunto de teste. O resultado encontrado pela a
melhor Rede Neural Artificial pode ser dado em termos de produto SP, igual a 99,6571.
2.4 Eficiência dos Classificadores
A fim de quantificar este estudo definimos eficiência como a porcentagem de eventos classificados
corretamente em relação ao número total de eventos, da seguinte forma: Eficiência = (Hit / All) * 100%,
onde Hit representa os eventos classificados corretamente e All representa todos os eventos classificados
de cada respectivo conjunto. Por fim encontramos as seguintes eficiências para os classificadores:
Tab. II - Eficiência dos classificadores para cada conjunto.
Classificador Linear
Rede Neural
Eficiências dos conjuntos de Elétrons:
Eficiências dos conjuntos de Elétrons:
Conjunto de validação = 99.43%%
Conjunto de validação = 99.76%
Conjunto 001 = 88.04%
Conjunto 001 = 91.04%
Conjunto 000 = 77.59%
Conjunto 000 = 79.02%
Eficiências dos conjuntos de Jatos:
Eficiências dos conjuntos de Jatos:
Conjunto de validação = 99.22%
Conjunto de validação = 99.48%
Conjunto 001 = 93.08%
Conjunto 001 = 94.84%
Conjunto 011 = 94.88%
Conjunto 011 = 95.73%
Conjunto 111 = 86.47%
Conjunto 111 = 89.57%
Nesta seção percebemos a concordância entre os métodos e ainda verificamos o quanto os classificadores
têm coerência com o algoritmo da colaboração, pois os eventos selecionados pelos critérios mais exigentes
(pelo eGamma) são classificados mais facilmente e como ponto positivo desta análise verificamos que os
eventos classificados erroneamente (pelo eGamma) obtiveram eficiências relativamente altas.
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2.5 Histograma dos Classificadores
Classificador Linear
Os resultados de todos os conjuntos são apresentados nas Figuras 5 e 6:
Histograma(Classificador Linear) - Elétrons
5
4
log(Número de Elétrons)
10
Histograma(Classificador Linear) - Jatos
6
10
Single 011/111 (Val) = 19320
Single 001 = 9576
Single 000 = 5964
Jatos 001 - 72811
Jatos 000(Val) - 142834
Jatos 111 - 1131
Jatos 011 - 9750
5
10
log(Número de Jatos)
10
4
10
3
10
3
10
2
10
1
10
0
10
2
10
0
1
10
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Classificação
0.6
0.7
0.8
0.9
10
1
0
0.1
Fig. 5 - Histograma para elétrons.
0.2
0.3
0.4
0.5
Classificação
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Fig. 6 - Histograma para Jatos.
Classificador Neural
Os resultados de todos os conjuntos são apresentados nas Figuras 7 e 8 abaixo:
Histograma(RNA) - Elétrons
5
4
log(Número de Elétrons)
10
Histograma(RNA) - Jatos
6
10
Single 011/111 (Val) = 19320
Single 001 = 9576
Single 000 = 5964
Jatos 111 = 1131
Jatos 011 = 9750
Jatos 001 = 72811
Jatos 000(Val) = 142834
5
10
log(Número de Jatos)
10
4
10
3
10
3
10
2
10
10
0
10
-1
2
10
1
1
10
0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
Classificação
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Fig. 7 - Histograma para elétrons.
10
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
Classificação
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Fig. 8. -Histograma para jatos.
Nos quatro histogramas anteriores percebemos a disposição dos eventos classificados corretamente
e erroneamente para cada conjunto, ao atentarmos para a escala logarítmica no eixo Y percebemos o
quão eficientes são os dois métodos em foco.
2.6 Comparações entre os dois algoritmos
Os histogramas a seguir (Figuras 9 e 10) apresentam os resultados dos conjuntos de validação,
tanto para a Rede Neural quanto para o Classificador Linear.
Fig. 9 - Histograma de comparação para o conjunto de validação dos elétrons.
114
Fig. 10 - Histograma de comparação para o conjunto de validação dos jatos.
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Ao observarmos os histogramas percebemos como o perfil de deposição das partículas nos
diferentes calorímetros se traduz nos métodos empregados, o perfil de deposição do elétron é mais
concentrado do que a do jato tornando seu subespaço n-dimensional mais bem definido, diminuindo
sua região de confusão.
3. Conclusão
Este artigo apresentou a comparação entre dois métodos de classificação que nos possibilitam
fazer a identificação de elétrons e jatos, um linear e outro não linear, aplicados aos dados de Monte
Carlo gerados pelo experimento ATLAS com o intuito de classificar elétrons e jatos que atingem os
detectores de calorimetria.
Foram feitas comparações entre as eficiências dos dois classificadores baseadas em cada um
dos critérios (medium, loose e tight) utilizados pelo algoritmo eGamma. Nota-se que as classificações,
referenciadas no eGamma, obtiveram uma eficiência alta, o que demonstra com clareza a tendência
dos dois algoritmos a classificar corretamente os eventos validados pelo eGamma. Podemos traduzir de
uma forma quantitativa as afirmações ao analisarmos as eficiências do conjunto de elétrons classificados
pelos dois métodos. No Classificador Linear o conjunto de validação obteve uma eficiência de 99.43%,
na Rede Neural essa eficiência chega a 99.76%, ou seja, existe uma concordância entre os resultados
do eGamma e os dois métodos em relação ao conjunto de elétrons. Análogo a esses resultados são os
obtidos para o conjunto de validação dos jatos, onde o Classificador Linear conseguiu uma eficiência
de 99.22% e a Rede Neural obteve 99.48%.
A escolha entre a utilização dos métodos depende da necessidade da aplicação e a natureza dos
dados, tendo em vista que uma implementação do Classificador Linear requer um menor esforço
computacional, necessitando, porém, de uma quantidade suficiente de eventos para treinamento. Já o
Classificador Neural consegue uma eficiência melhor, porém demanda um maior esforço computacional.
DEVELOPMENT OF COMPUTER ALGORITHMS FOR
IDENTIFICATION OF ELECTRONS FOR THE ATLAS EXPERIMENT
ABSTRACT
The ATLAS experiment at CERN, located in Switzerland, is a detector capable of detecting
particles coming from the proton-proton collisions produced by the LHC. This detector counts
on a Trigger System to select the events related to the physics of interest. Monte Carlo simulation data are employed in the present work to evaluate and to compare two discriminative
algorithms, one using a linear method, based on the Generalized Linear Model, and other using
a non-linear Artificial Neural Network method.
Keywords: ATLAS. Calorimeters. Electron/Jet identification
4. Referências
ATLAS Collaboration (2010) Performance of the electron and photon trigger in p-p collisions at a
centre of mass energy of 900 GeV Tech. Rep. ATLAS-CONF-2010-022 CERN.
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AVALIAÇÃO DO PADRÃO DE REQUISIÇÃO DE
ANTIMICROBIANOS NO HOSPITAL UNIVERSITÁRIO
DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA
Ronald Kleinsorge Roland1
Victor da Silva Coelho2
Valdenir da Silva Oliveira3
Lara Meneguelli Miranda3
Suênio Trindade Alves3
Maria Clara Marangoni2
Everaldo Cesar Motta4
RESUMO
Introdução: Desde meados do século XX, foi possível a redução da mortalidade e a cura de
várias doenças infecciosas devido à descoberta dos antimicrobianos. No entanto, desde o
início do seu uso o aparecimento da resistência se tornou um grande desafio para os médicos.
Objeto: Verificar a adequação do preenchimento da Ficha de Requisição de Antimicrobianos,
identificar o perfil das infecções comunitárias e como elas foram tratadas. Método: Trata-se de
um estudo transversal, quantitativo de delineamento exploratório. Foi montado um banco de
dados no software Microsoft Access 2007 com informações colhidas na Ficha de Requisição de
Antimicrobiano. Resultados: As fichas do período de julho de 2010 a junho de 2011 totalizaram
2481 fichas. Dessas, 1021(41%) estavam descritas como infecções comunitárias, no entanto,
apenas 502 fichas foram analisadas, o restante foi excluído devido ao mau preenchimento. Dentre
as analisadas (302), 60% estavam distribuídas em apenas três sítios: infecções respiratórias;
urinárias e infecções do trato gastrointestinal. Foram identificados apenas 31 antimicrobianos
diferentes, sendo que a Ciprofloxacina, o Ceftriaxone, a Amoxicilina/Clavulanato e Metronidazol
eram responsáveis por 53,4% de todas as prescrições. Observou-se ainda que havia prescrição de
antimicrobianos tipicamente indicado para tratamento de infecções hospitalares no tratamento
de infecções comunitárias, correspondendo a cerca de 16% das prescrições. Deve-se ressaltar
que apenas 52 antibiogramas (10,3%) foram realizados. Conclusão: O trabalho revela o mau
preenchimento da ficha, poucos antibiogramas realizados e alerta para o uso de determinados
antimicrobianos no tratamento das infecções comunitárias. Apesar dessas deficiências, houve
congruência entre os principais diagnósticos e as prescrições e a evidência da necessidade de
procedimentos de educação continuada na prescrição de antimicrobianos.
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3
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Professor orientador da Faculdade de Medicina da UFJF. E-mail: [email protected]
Alunos de iniciação cientifíca do Programa PROVOQUE/UFJF.
Acadêmicos de medicina - UFJF.
Enfermeiro do serviço de controle de infecção hospitalar do HU/UFJF.
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Palavras-chave: Registros hospitalares. Resistência Microbiana a medicamentos. Antibacterianos. Testes de Sensibilidade Microbiana.
Introdução
Desde meados do século XX, a medicina entrou em uma nova era, graças à descoberta de
substâncias com atividade antibacteriana que podiam combater um grande número de doenças
infecciosas. A primeira droga com essa propriedade foi a sulfa, descoberta em 1935. Posteriormente,
descobriram-se penicilinas, tetraciclinas, estreptomicinas e outras (MURRAY et al, 2006).
A importância dos antimicrobianos pode ser conferida historicamente. No contexto do século
XX no Brasil, as doenças infecciosas eram responsáveis por cerca de metade das mortes (IBGE, 2009).
Segundo dados do IBGE atualizados até 2009, essas doenças são responsáveis por menos de 10% dos
óbitos (IBGE, 2009). O uso dos antimicrobianos, associado a melhores condições de saneamento e
habitação, é um dos grandes fatores responsáveis pela diminuição global da mortalidade no século
passado (Waldman 2000).
No entanto, surgiram desde o início dificuldades no tratamento de algumas doenças infecciosas
devido ao aparecimento da resistência bacteriana. Essa resistência se desenvolve naturalmente por seleção
de cepas que intrinsecamente são resistentes ou após exposição a um determinado antimicrobiano.
Os mecanismos podem ser mantidos dentro de espécies ou mesmo transmitidos entre várias espécies
bacterianas. A utilização dos antimicrobianos em larga escala, com indicação correta ou não, aumenta
a exposição dos microrganismos e acaba por gerar uma pressão seletiva, acelerando esse processo de
aparecimento de resistência (TAVARES, 2007).
O tema alcançou tamanha relevância que a Organização Mundial da Saúde (OMS) programou
o dia sete de Abril, em 2011, como dedicado à divulgação da questão da resistência bacteriana.
A dificuldade está em obter resposta satisfatória ao tratar doenças infecciosas comuns utilizando
antimicrobianos até então eficazes. Para obter êxito, torna-se frequente o emprego de outros
antimicrobianos, fenômeno que se torna cada vez mais comum e que representa uma grande ameaça
à saúde pública (OMS, 2011). Diminuir a progressão dessa resistência é um dos desafios da medicina
neste século XXI e o uso racional dos antimicrobianos é uma das melhores estratégias a ser empregada
(SILVEIRA, 2006).
Desde 2010, no Brasil, por determinação da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA),
é obrigatória a apresentação de receituário médico à farmácia para obtenção de antimicrobianos
(ANVISA 2010). No Hospital Universitário da Universidade Federal de Juiz de Fora (HU/UFJF), o
médico, ao solicitar um antimicrobiano junto à farmácia, precisa preencher uma ficha de solicitação
contendo algumas informações. Esse documento é a Ficha de Requisição de Antimicrobiano (FRA).
Tendo em vista esse contexto, o trabalho teve o objetivo de realizar um levantamento do
preenchimento da FRA, identificando o perfil das infecções comunitárias e se elas eram preenchidas
adequadamente.
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Material e método
Trata-se de um estudo transversal, quantitativo de delineamento exploratório desenvolvido no
HU/UFJF e utilizando as FRAs.
A FRA contém dados pessoais e clínicos dos pacientes, tais como tipo de infecção, doença de
base, além de informações sobre o antimicrobiano prescrito, como nome do sal, dose prescrita, previsão
de duração do tratamento, além da via de administração.
No ato da prescrição, os médicos preenchem estas fichas que, em seguida, são apresentadas à
farmácia para liberação do medicamento. Posteriormente elas são encaminhadas ao SCIH para serem
arquivadas.
Foram digitadas as fichas no período de 01 de Julho de 2010 a 30 de Junho de 2011, sendo
selecionadas para a análise apenas as descritas, pelos médicos, como infecção comunitária. Define-se
infecção comunitária como aquela que se manifesta em até 48 horas após a internação do paciente;
e infecção hospitalar, aquela que se manifesta após 48 horas iniciais da internação (MCPHEE et al,
2011). Construiu-se um banco de dados no software Microsoft Access 2007, com todas as informações
citadas.
Excluíram-se do estudo: as fichas de casos de infecções hospitalares, as que não especificavam
o tipo de infecção (comunitária ou hospitalar) e as prescrições para profilaxia cirúrgica. Dentre as
infecções comunitárias, ainda foram excluídas as fichas que não identificavam o diagnóstico para qual
o antimicrobiano foi prescrito e aquelas com incoerências nas datas de inicio e término do tratamento.
Devido a uma falta de padronização na descrição dos diversos sítios de infecção, criou-se um
padrão para agrupar as infecções e facilitar a análise dos dados. As infecções respiratórias foram agrupadas
em: pneumonias (86%), traqueobronquites, IVAS (infecção de vias aéreas superiores), exacerbação
de DPOC (doença pulmonar obstrutiva crônica) e pneumocistose. Das infecções urinárias descritas:
76% corresponderam a infecções do trato urinário (ITU) – não estava especificado na ficha se eram
cistites ou pielonefrites –, 17% a infecções do trato gênito-urinário e foram citados ainda abscesso
uretral e tuberculose renal. Dentre as infecções do trato gastrointestinal (TGI), 76% foram descritas
pelos médicos como infecção de TGI, o restante correspondeu a gastrites, colites e gastroenterites.
Infecções de pele e tecido subcutâneo englobaram úlceras infectadas, úlceras em pé diabético, erisipela
e celulites. As sepses agruparam aquelas com e sem foco definido e ainda aquelas que não especificavam
informação sobre o foco. As colangites e colecistites representaram 90% das infecções de fígado e vias
biliares. Criou-se um grupo para as infecções em pacientes com AIDS, pois não estavam identificados
os diagnósticos específicos a que se destinavam as prescrições.
Resultados
As fichas dentro do período de estudo totalizaram 2481. Dessas, 1021(41%) estavam
descritas como infecções comunitárias. Conforme os critérios de exclusão previamente definidos
foram descartadas 511(21%) fichas descritas como infecções hospitalares, 640 (26%) destinadas à
profilaxia cirúrgica e 309 (12%) excluídas por não especificarem o tipo de infecção, comunitária ou
hospitalar.
Dentre as 1021 fichas preenchidas como infecção comunitária, ainda foram excluídas 519
(21% do total, 50,8% das comunitárias): 485 por não constarem a patologia a que se destinou a
prescrição do antimicrobiano e 34 por incongruências entre a data de início e final do tratamento.
Restaram, então, apenas 502 fichas elegíveis para análise, o que representava 21% das 2481 iniciais.
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No total, foram excluídas por estarem incompletas 828 fichas (33%), o que demonstrou um mau
preenchimento (Fig. 1).
Fig. 1 - Distribuição das fichas.
A análise das 502 prescrições para infecções comunitárias revelou que 60% delas estavam
distribuídas entre três sítios principais: 33,5% infecções respiratórias; 16,5%, urinárias e 10% infecções
do trato gastrointestinal. Ainda foram registrados 7,8% de infecções em pacientes com AIDS; 7,2%
de infecção de pele e partes moles; 5,6% de sepses; 4% de infecção de fígado e vias biliares; 3,2% de
infecção do sistema esquelético; 2% de infecção do sistema nervoso e outras 10,4% que não foram
agrupadas em nenhum grupo específico por estarem em número muito pequeno.
Na análise, foram encontrados 31 antimicrobianos diferentes. Observou-se, porém, que apenas
quatro antimicrobianos representam mais da metade (53,4%) de todas as prescrições. Ciprofloxacina
(20,5%), Ceftriaxone (16,3%), Amoxicilina/Clavulanato (9,4%) e Metronidazol (7,2%) foram os mais
usados. Observaram-se ainda antimicrobianos indicados para tratamento de infecções hospitalares
sendo utilizados no tratamento de infecções comunitárias em aproximadamente 16% das prescrições
analisadas (Tab. I).
Tab. I - Antimicrobianos indicados para tratar infecções hospitalares usados no tratamento de infecções comunitárias.
Antimicrobiano
% das prescrições
Cefepime
5,6%
Vancomicina
3,4%
Piperaciclina + Tazobactam
3,0%
Gentamicina
2,0%
Meropenen
1,0%
Imipemen
0,6%
Teicoplanina
0,4%
Total
15,9%
Vale ressaltar o baixo número de solicitações de antibiograma, apenas 52 dentre as 502 prescrições. Os
casos de infecção urinária foram os que mais tiveram pedidos de antibiograma com o total de 27 amostras.
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Discussão
Com base nos resultados encontrados, torna-se necessária a discussão de três pontos:
preenchimento da ficha, prescrição dos antimicrobianos conforme diagnóstico clínico e microbiológico,
e utilização do antibiograma.
A primeira constatação do estudo foi o mau preenchimento das fichas, pois 33% das FRA
foram excluídas por estarem incompletas e mal preenchidas. Dentre as assinaladas como infecção
comunitárias, foram excluídas 50,8%. Esse mau preenchimento da FRA comprometeu o segmento da
análise e os objetivos iniciais do trabalho, pois não foi possível correlacionar diretamente os diagnósticos
com as prescrições devido à grande variedade de diagnósticos e à falta de um padrão no preenchimento.
Apesar de não ser o foco, foram levantadas algumas hipóteses para explicar o mau preenchimento
das fichas, como o fato de os médicos estarem em regime de plantão, as intercorrências ou excesso de
trabalho a que estão submetidos e a falta de conhecimento sobre a importância desses dados. Contribui
para isso a inexistência de um mecanismo de retorno das informações para os médicos do corpo
clínico, que não conseguem constatar a utilização efetiva dos dados produzidos por eles. No entanto,
esses fatores não justificam a omissão de informações tão relevantes para o controle das infecções
hospitalares. Além disso, o mau preenchimento de formulários e prontuários pode indicar uma má
qualidade da assistência (MAGALHÃES; CARVALHO, 2003).
Apesar da limitação enfrentada devido ao grande número de fichas excluídas, um segundo
achado importante foi a correlação entre os antimicrobianos mais usados, ciprofloxacina, ceftriaxone,
amoxicilina/clavulanato, metronidazol, (53,4% das prescrições) e as três principais infecções
diagnosticadas: infecções respiratórias, urinárias e do TGI, somando 60 % das infecções comunitárias.
A Ciprofloxacina é usada no tratamento de diarreias infecciosas e infecções do trato urinário
(MCPHEE et al, 2011). Os Beta-lactâmicos, como o ceftriaxone e amoxicilina/clavulanato, estão
indicados no tratamento empírico de infecções respiratórias não graves (CORRÊA, 2009). Metronidazol
está indicado em infecções por microrganismos anaeróbios e nas diarreias com o uso prévio de
antimicrobianos (colite pseudomembranosa), portanto relaciona-se a infecções de TGI (MCPHEE et
al, 2011). Esses dados mostram uma coerência com orientações técnicas sobre antimicrobianos a serem
prescritos para esses tipos de infecções.
Abordando ainda as prescrições e os diagnósticos, percebe-se o uso de antimicrobianos de amplo
espectro no tratamento de infecções comunitárias somando quase 16% das prescrições. O uso desses
antimicrobianos está indicado no tratamento empírico de infecções hospitalares (PINA et al, 2010) ou
quando existe relato de uso muito recente ou de casos de transferência de outros hospitais onde ocorreu
uso de algum tipo de antimicrobiano. O uso destes em infecções comunitárias sem uma justificativa
como as mencionadas pode, e muito, contribuir para o processo de desenvolvimento de resistência
bacteriana (SANTOS et al, 2010).
Como terceiro e último ponto, o número de pedidos de antibiogramas é muito baixo.
Considerando que se trata de um hospital de ensino deveria haver maior controle epidemiológico,
visto que o antibiograma é essencial para identificar os padrões de sensibilidade dos microrganismos
e traçar terapêuticas mais precisas utilizando as drogas mais adequadas (LÁZARO & FREIRE 2012).
Conclusão
É evidente que o grande número de fichas mal preenchidas e incompletas, comprometeu o
trabalho, mas possibilitou uma reflexão sobre o assunto de uma maneira ainda mais profunda. Além
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disso, encontraram-se muitos antimicrobianos indicados para infecções hospitalares sendo utilizados
de maneira não muito clara, o que merece também uma melhor avaliação. Observa-se ainda que
essas prescrições foram realizadas sem o cuidado de identificar o microrganismo, o que possibilitaria
uma posterior correção da prescrição e a formação de bancos de dados microbiológicos relevantes,
a longo prazo, para delineamento de condutas locais. Apesar das deficiências encontradas quando o
preenchimento foi considerado satisfatório houve congruência entre a maioria das prescrições e os
principais diagnósticos encontrados.
O presente trabalho revela deficiências na qualidade do preenchimento das fichas e mostra a
necessidade de atenção tanto em questões clínicas (escolha dos antimicrobianos e uso do antibiograma),
quanto em questões de vigilância (preenchimento de fichas e formulários) tão relevantes na área da
saúde.
EVALUATE OF THE STANDART REQUEST OF ANTIMICROBIALS IN
A FEDERAL UNIVERSITY HOSPITAL
Introduction: Since the mid-twentieth century, it was possible to reduce mortality and cure of
various infectious diseases due to the discovery of antibiotics. However, since the initial use of
antimicrobial, the emergence of resistance has become a major challenge for physicians. Objective:
The aim of this work was to verify the filling up adequacy of the antimicrobial requisition form
and to identify the patterns of the community based infections and how these infections were
treated in University Hospital of UFJF. Methods: This is a cross-sectional, quantitative design
exploration. It was assembled a database in Microsoft Access 2007 software with information
collected on Antimicrobial Requisition Form. RESULTS: There were 2481 forms from 2010
July to 2011 June. From these, 1021(42%) were described as community infections, however just
502 could be analyzed, the remainders were eliminated because incorrect filling. From among
these forms analized, (302) 60% of the infections were represented by only three infections
sites: respiratory, urinary and intraabdominal infections. There were find 31 different types of
antimicrobials, but only 4 types were used to treat more than 50% of prescriptions. These were
Ciprofloxacin, Ceftriaxone, Amoxicillin/ Clavulanate and Metronidazole. It was also observed
that there was prescription antimicrobial typically indicated for treatment of nosocomial infections
in the treatment of community-acquired infections, corresponding to approximately16% of
prescriptions. It is important to note that it was realized only 52 antibiograms. Conclusion: The
study results indicated that the forms were improperly filled , only few antibiograms were done
and warn for the use of some antimicrobials used on the based infections treatment. Despite
these shortcomings, there was congruence between the main diagnosis and prescriptions and
the evidence of the necessity of continuing education procedures in prescribing antimicrobials.
Keywords: Hospital Records. Drug Resistance. Microbial. Anti-Bacterial Agents. Microbial
Sensitivity Tests.
Referências
ANVISA. Dispõe sobre o controle de medicamentos à base de substâncias classificadas como antimicrobianos, de uso sobre prescrição médica, isoladas ou em associação e dá outras providências.
Resolução n. 44, de 26 de outubro de 2010. Lex: Diário Oficial da União, Brasília, DF, 28 de out.
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ADOLESCER A ENFERMAGEM EDUCANDO E
PROMOVENDO SAÚDE: POSSIBILIDADES DE
INTERVENÇÃO DIANTE DO FENÔMENO BULLYING E
DA VULNERABILIDADE ÀS INFECÇÕES SEXUALMENTE
TRANSMISSÍVEIS
Akilia Aparecida do Nascimento1
Bárbara Vargas de Oliveira2
JamilleGalil Toledo3
Quenfins Almeida Vieira Bisaggio2
Marli Salvador4
Iêda Maria Ávila Vargas Dias5
Zuleyce Maria Lessa Pacheco6
RESUMO
Estudo descritivo de natureza qualitativa, desenvolvido junto aos adolescentes participantes de
um projeto de extensão universitária com interface na pesquisa denominado. Este projeto partiu
da criação de um jogo de tabuleiro no qual os temas relacionados à saúde do adolescente puderam ser abordados e investigados. Os objetivos de nosso estudo foram: descrever um instrumento lúdico criado para subsidiar atividades de educação em saúde realizada no Projeto Adolescer,
compreender as implicações do bullying na vida cotidiana do adolescente escolar e compreender
a vulnerabilidade dos adolescentes às infecções sexualmente transmissíveis. A coleta de dados foi
realizada utilizando a observação participante e técnica de grupo focal para atingir o primeiro e
segundo objetivos e o método da associação livre de ideias direcionadas ao terceiro objetivo. A
análise dos dados se baseou na técnica da análise temática ou categorial utilizada por Bardin, sendo construídas três categorias de análises. Os estudos desenvolvidos neste projeto nos permitiram
ratificar a importância do lúdico, representado pela aplicação do jogo, como uma possibilidade
de estabelecer comunicação efetiva com os adolescentes. O bullying, como uma forma de violência, está presente na vida dos alunos, embora na maioria das vezes ele apareça de forma velada
nos depoimentos dos sujeitos que o vivenciam. Na interpretação dos discursos identificamos
que o modelo educacional vivenciado por eles não é esclarecedor sobre o tema saúde sexual e
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Aluna de iniciação cientifíca - PROVOQUE/UFJF.
Graduandas em Enfermagem pela UFJF.
Bolsista do Programa BIC/UFJF.
Professora do Departamento de Enfermagem Materno Infantil e Saúde Pública da Faculdade de Enfermagem/ UFJF.
Professora da Escola de Enfermagem da Universidade Federal do Amazonas.
Professora orientadora do Depertamento de Enfermagem Materno Infantil e Saúde Pública da Faculdade de Enfermagem UFJF. End.:Avenida Getúlio Vargas nº840/303. Centro. Juiz de Fora-MG CEP: 36013011. [email protected]
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reprodutiva na adolescência. Sendo assim, percebe-se como necessário o entrosamento entre os
setores de educação e saúde na contribuição da saúde do adolescente escolar.
Palavras-chave: Enfermagem. Adolescente. Lúdico. Bullying. Vulnerabilidade.
Introdução
O desenvolvimento deste estudo iniciou-se a partir de uma atividade prática da Disciplina de
Enfermagem em Saúde da Criança e do Adolescente, em que foi proposto o desenvolvimento de
atividades de educação em saúde para adolescentes de uma escola do município, e, assim, um grupo de
acadêmicos criou o jogo Adolescer. De acordo com Castro e outros (1998), a educação em saúde deve
deixar de lado a forma metódica e clássica tal como são apresentados nos programas, buscando tornar
este momento algo prazeroso, criativo, trabalhando o desenvolvimento das potencialidades de crianças
e adolescentes, de modo a estimular a aprendizagem das orientações fornecidas.
Durante os momentos de descontração proporcionados pelo jogo, percebemos o quanto o bullying
era praticado e/ou sofrido pelos alunos em questão, e esta forma de violência estava acontecendo em
sala de aula, o que, na maioria das vezes, não era percebido pela escola e família dos envolvidos. A escola
é um local onde se dão as representações daquilo que acontece efetivamente na sociedade, tornando-se
também um local de geração de violência, devido à diferença cultural, econômica, entre outros fatores,
de seus frequentadores (ABRAPIA, 2003; EYNG et al, 2009; MARTINS, 2011).
A partir do desenvolvimento do projeto, o tema sexualidade chamou a atenção, pois muitos
adolescentes sentiam-se envergonhados quando o assunto era abordado, outros levavam na brincadeira,
mas em geral a motivação em querer falar sobre o assunto era algo evidenciado nas turmas, principalmente
quando o assunto era as Infecções Sexualmente Transmissíveis (IST), que estão entre os problemas de
saúde pública mais comuns no Brasil e em todo mundo. Atualmente, são consideradas como principal
fator facilitador da transmissão sexual do vírus da AIDS (AYRES et al.,1998; BRASIL, 2006).
A partir do contato com estes adolescentes, durante o desenvolvimento do Projeto Adolescer,
delimitou-se como objeto de estudo o conhecimento sobre as percepções dos adolescentes escolares
sobre o jogo Adolescer, as implicações do bullying no cotidiano de cada um deles, bem como o
conhecimento do estado de vulnerabilidade em relação às Infecções Sexualmente Transmissíveis dos
adolescentes participantes do Projeto Adolescer.
Os objetivos deste estudo foram: identificar a percepção que os adolescentes tiveram sobre o jogo
ADOLESCER; descrever as implicações do bullying na vida cotidiana do adolescente escolar; e, por
fim, compreender a vulnerabilidade dos adolescentes às infecções sexualmente transmissíveis.
2. Metodologia
Para a realização desta pesquisa, optou-se por um estudo descritivo de natureza qualitativa. Nosso
cenário do estudo foi a Escola Municipal Gabriel Gonçalves da Silva localizada no bairro Ipiranga, zona
sul da cidade de Juiz de Fora, e os sujeitos foram adolescentes matriculados nas três turmas do nono
ano e com faixa etária compreendida entre 13 e 16 anos. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética
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em Pesquisa com Seres Humanos da Universidade Federal de Juiz de Fora, com o Parecer Número
087/2011. Utilizou-se como critério de inclusão a entrega do Termo de Assentimento, assinado pelos
interessados, juntamente com o Termo de Consentimento Livre Esclarecido que foi assinado por seus
responsáveis.
Durante a realização da atividade lúdica os sujeitos participaram de um jogo de tabuleiro,
denominado ADOLESCER que foi criado com o objetivo de estimular a atenção do público-alvo
abordando questões referentes às vulnerabilidades e atitudes saudáveis na adolescência até chegar à
idade adulta. As atividades práticas utilizando o jogo Adolescer e a coleta de dados se iniciaram em
setembro de 2011, sendo finalizadas em junho de 2012.
Para a coleta foram empregadas duas técnicas: a técnica de grupo focal e a observação participante
para atingir o primeiro e segundo objetivos e o método da associação livre de ideias direcionadas ao
terceiro objetivo. Atendendo aos princípios éticos de uma pesquisa envolvendo seres humanos, os
nomes verdadeiros dos sujeitos foram mantidos no anonimato, sendo identificados da seguinte forma:
a letra “F” quando o participante for do sexo feminino, e a Letra “M” quando for do sexo masculino,
seguido do número correspondente à sua idade (Ex.: F, 13).
O método de grupo focal visa obter informações a partir de reuniões em grupo, sendo utilizado
para o planejamento de atividades educativas, como objeto de promoção em saúde e meio ambiente;
podendo ser utilizado também para a revisão do processo de ensino-aprendizagem (MCKINLAY,
1992). Cada grupo focal foi composto por quinze adolescentes, divididos em duas salas separadas.
Em cada grupo houve um moderador (facilitador do processo de conversação), dois anotadores
(responsáveis pela anotação em diário de campo), e dois observadores (atentando-se aos movimentos
corporais). Os encontros tiveram duração de duas horas no máximo.
Para guiar os temas abordados no grupo focal, foi elaborado o Guia de Temas, que seguiu os
temas abordados no jogo, que são: crescimento e desenvolvimento dos adolescentes, sexualidade
juvenil, gravidez na adolescência, distúrbios alimentares, síndrome da imunodeficiência adquirida
(AIDS), doenças sexualmente transmissíveis, violência bullying, prevenção do uso de álcool e drogas
e a percepção que os sujeitos tiveram do jogo. As respostas, escritas individualmente por cada sujeito
e posteriormente apresentadas no grupo, foram todas anotadas em diário de campo, uma prática de
coleta de dados utilizada para agrupar, no dia-a-dia, registros e reflexões do vivido, do concebido e do
percebido sobre o sujeito (HESS, 2000).
O método da associação livre de ideias, utilizado para o alcance do terceiro objetivo do estudo,
consistiu na associação de pensamentos a partir de um grupo de dez palavras-estímulo: camisinha,
prevenir, ficar, casal, infecção, amor, namoro, transmite, sexo e DST. Cada turma foi dividida em dois
grupos, nos quais existia um moderador cujas funções foram explicar a atividade, coordenar o grupo
e estimular os participantes a exporem seus pontos de vista; um observador que se incorporou ao
grupo teve a missão de registrar todo tipo de expressão dos participantes e gravar o áudio, ampliando o
poder de registro e captação de elementos de comunicação, aprimorando a compreensão da narrativa
(SPINK, 1995; BELEI et al., 2008).
Para o tratamento dos dados foi utilizada a técnica da análise temática ou categorial empregada
por Bardin (1997), nos permitindo descobrir os diferentes núcleos de sentido que constituem a
comunicação, para, ao final, fazer seu reagrupamento em classes ou categorias. Seguindo os pontos
da pré-análise indicados por Bardin (1997), partiu-se da leitura flutuante dos discursos dos sujeitos,
buscando formular hipóteses. A seguir iniciou-se a fase de categorização, atentos à manutenção da
fidelidade das falas dos sujeitos, foram construídos os núcleos de sentido e através de mergulhos
nestes núcleos foi possível realizar o seu reagrupamento em classes ou categorias e por fim, ocorreu a
Interpretação dos discursos dos sujeitos.
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Resultados e Discussão
A percepção dos adolescentes ao jogarem o jogo ADOLESCER
O jogo de tabuleiro ADOLESCER contém casas e cartas relacionadas às situações corriqueiras
na vida do adolescente. As cartas abordam temas do cotidiano familiar, escolar, atenção à saúde em
hospitais e em Unidades Básicas de Saúde, vida noturna em boates. Para cada estabelecimento, o
jogador se depara com duas atitudes positivas, que os fará prosseguir no jogo; e duas atitudes negativas,
que retardam o jogador. Algumas observações foram significativas durante as partidas, como a recusa
dos adolescentes ao escolherem cartas com atitudes negativas, e a torcida dos outros quando isso
acontecia com o colega. Os depoimentos ilustram essa situação:
Ai meu Deus! Que eu não pegue aquela ruim... (F, 13)
Bem feito você merecia esta carta... (M, 14)
Quando estas situações eram identificadas, os pesquisadores interferiam de forma positiva frente
às atitudes negativas, relacionando-as com o dia-a-dia dos adolescentes. Ao mesmo tempo em que
advertiam os demais alunos quanto a não desejar para o outro o que não se quer para si. No grupo
focal, os adolescentes descreveram os fatos mais marcantes da experiência de jogar e correlacionaram
situações do jogo com suas realidades, o que é ilustrado nos depoimentos:
O que foi mais marcante é que no jogo fala sobre tudo o que acontece no dia-a-dia da gente. (F, 16)
Eu gostei do jogo e o que foi mais marcante para mim foi que o jogo ajuda a gente aprender mais
sobre a adolescência.(F, 15)
Segundo os depoimentos, aduzimos que o objetivo central do jogo foi alcançado, visto a ótima
aceitação do mesmo pelos alunos. Os depoentes, ao correlacionarem os temas guias com seu cotidiano,
mostraram a aplicabilidade do material lúdico.
As implicações do bullying no cotidiano do adolescente
O fenômeno do bullying pode ser entendido como atos de violência física ou psicológica, intencionais
e repetidos, praticados por um indivíduo (bully) ou grupo de indivíduos com o objetivo de intimidar ou
agredir outro indivíduo (ou grupo de indivíduos) incapaz de se defender. O bullying pode gerar para
seus envolvidos sérios problemas de saúde, principalmente psicológicos, como traumas sociais, revoltas e
fobias. Sendo que os envolvidos podem participar como autores – quem pratica as agressões –, alvos – as
vítimas das agressões – e os alvos/autores que ora praticam e ora sofrem as agressões (MARTINS, 2011).
Através das falas dos alunos sujeitos, evidenciou-se o quanto as formas de manifestações desta
violência são variadas, sendo comuns reações que vão desde o retraimento da vítima até à agressão
de outras pessoas que estão próxima ao agredido, gerando também atitudes de medo, revolta, baixa
autoestima e isolamento por parte de quem sofre o ato.
[…] Ficam triste, revoltados, sentem medo, não chegam perto de pessoas, não tem amigos,
andam sozinhos […] (F, 14)
Ficam com medo de ir à escola quando alguém lhe ameaça ou lhe agridem, sofrem problemas
psicológicos, eles ficam com trauma emocional. (M, 15)
Os adolescentes que são vítimas de violência têm como característica um comportamento social
inibido, passivo ou submisso. Além de sentirem-se vulneráveis, com medo ou vergonha intensa e uma
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autoestima cada vez mais baixa, aumentando a chances de vitimização continuada (MIDDELTON-MOZ;
ZAWADSKI, 2002; NETO, 2005; DIAS, 2011). Sendo também dito pelos participantes do projeto, que
o bullying gera agravos sociais graves, tais como: o uso de drogas, agressão a si próprio e a outras pessoas,
tentativas de suicídio e prostituição. Quando a adolescência é acompanhada de episódios de violência,
consequências futuras podem ocorrer na formação desse adolescente (BENEVIDES et.al., 2001).
Têm jovens que querem se matar, que começam a usar drogas (F, 15)
Eles se tornam jovens agressivos, rebeldes e revoltados tornando-se drogados ou até mesmo
entram na prostituição […] (M, 14)
[…] Ele pode ficar com maldade no coração e matar alguém por causa daquela violência que ele
sofreu […] (F, 15)
Um fato que contribui para a continuação deste tipo de violência é com relação ao local da escola
onde geralmente ocorrem os atos de bullying, pois são áreas onde a presença ou supervisão de pessoas
adultas é mínima ou inexistente, reforçando a tendência das escolas de não admitirem a ocorrência
do bullying entre seus alunos, por desconhecerem o problema ou por se negarem a enfrentá-lo (DIAS,
2011).
As relações afetivas e a vulnerabilidade social predispõem o adolescente a adquirir uma
Infecção Sexualmente Transmissível
Hoje é notável a existência de um novo perfil dentro das relações amorosas. O termo “ficar” tem
se tornado cada vez mais comum entre os jovens que, ao serem questionados, dizem que é uma maneira
de se relacionar com alguém sem ter um compromisso ou responsabilidade com tal pessoa, é uma
forma de ter prazer sem os esforços devidos para se manter um relacionamento. Este tipo de relação
ocorre comumente em locais públicos, onde a atração dos indivíduos leva a um contato corporal
imediato, sem vínculo entre os parceiros, que frequentemente separam-se sem a perspectiva de se ver
novamente (TAQUETTE, 2009).
A maioria dos adolescentes definiu este tipo de relacionamento fazendo alusão à palavra ”beijar”,
porém confessaram que, por vezes, a relação chega a uma intimidade maior, até mesmo ao sexo, como
podemos evidenciar nas falas a seguir:
Ficar é melhor que namorar, enquanto alguém namora só com uma, o outro fica com várias, é
mais lucrativo. (F, 14)
Ficar é beijos, sentir prazer, namorar, abraços e sexo. (M, 15)
O que se pode notar em uma conversa aberta com os jovens em relação a isto, é que a nova prática
está ligada principalmente ao desejo físico por outra pessoa o que, consequentemente, faz com que o
sentimento seja deixado em segundo plano. Este tipo de relação pode ser perigoso, afinal, a margem
entre o uso do discernimento e do juízo para encontrar as melhores alternativas para a satisfação das
necessidades e desejos sexuais e o risco de contrair uma IST têm se tornado extremamente estreita
entre os jovens, que, diante da alternativa de transar ou não transar, muitas vezes, na relação afetiva
denominada como ficar, acabam se entregando ao parceiro sem proteção, o que leva a um estado de
vulnerabilidade às DST/AIDS (JUSTO, 2005, TAQUETTE, 2009; PACHECO, 2010).
A estrutura familiar tem um papel fundamental na construção do caráter e princípios dos
indivíduos, é fator crucial na determinação e na organização da personalidade, além de influenciar
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significativamente no comportamento, através das ações e medidas educativas tomadas no âmbito
familiar. Observaram-se claramente como as situações vividas no circulo familiar se refletem no
comportamento do adolescente na escola, com os amigos, em sociedade e na vida amorosa. Os sujeitos
de nossa pesquisa pertencem a famílias humildes, cujas situações econômicas são difíceis. Alguns dos
jovens relataram problemas sociais e de violência doméstica.
Meu pai foi bater na minha mãe e minha mãe cortou a mão do meu pai. (M, 13)
O fator social influencia ativamente na vida dos jovens. Sendo assim, o trabalho por uma formação
de indivíduos responsáveis, que serão cidadãos conscientes e que têm total condição de autocuidado
deve abranger não só a temas específicos, mas, sim, esforços para que socialmente estes jovens tenham
uma vida melhor (TRAVERSO-YEPEZ, 2002). Todos os trabalhos de educação em saúde devem
considerar a realidade na qual o público alvo está inserido. Muitas vezes, o desequilíbrio familiar,
a pobreza e as dificuldades do dia-a-dia influenciam atitudes de risco, como o sexo desprotegido, a
promiscuidade, o uso de drogas, alcoolismo, e a violência.
Conclusão
Apesar dos avanços nos estudos e pesquisas sobre essa etapa do desenvolvimento humano que é a
adolescência, ainda se evidencia uma imagem um pouco distorcida do adolescente perante a sociedade,
isto se deve, principalmente, ao fato de tratar-se de uma fase de intensas transformações no qual se dá,
simultaneamente, um processo de desconstrução e reconstrução. Este estudo aponta o instrumento
lúdico como uma possibilidade de estabelecer uma comunicação efetiva com o adolescente, permitindo
que os temas transversais da adolescência permeiem as iniciativas de educação em saúde desse grupo
populacional.
A realização deste estudo evidenciou o quão presente é, no cotidiano dos adolescentes, o fator
violência e como é constante a manifestação desse comportamento deletério no âmbito escolar. Tal
realidade se traduz pelo bullying, violência velada muitas vezes por motivos diversos. Por outro lado,
discorrer sobre esse assunto levanta um agravante sério, o bullying é um problema social e de saúde pública,
de fato, um ato violento disseminador de mais violência, inclusive violências futuras. Por vez, existem
ainda as correlações desse tipo de violência com o uso de drogas, prostituição ou mesmo transtornos
mentais e sociais relevantes na faixa etária da adolescência, estendendo suas consequências à fase adulta.
Consoante os resultados alcançados neste estudo reforçam o conceito de complexidade para
promover a saúde e a formação dos adolescentes, o que demanda a participação da família, dos
profissionais da saúde, da educação, da sociedade e do Estado na elaboração de ações voltadas para um
atendimento de qualidade que promova a saúde dos mesmos. Neste processo, o emprego do lúdico se
configura como uma importante estratégia de abordagem, em especial para a Enfermagem que atua
com esse adolescente, tanto em âmbito do cuidar assistencial como educativo.
O jogo Adolescer propiciou a criação de espaços de discussão e compreensão sobre saúde sexual e
reprodutiva, autocuidado e conhecimento do próprio corpo pelos adolescentes que dele participaram.
A escola, enquanto espaço social, se mostrou um cenário propício para a educação em saúde, pois
além de ser um local onde os estudantes passam grande parte da vida, é um espaço de descobertas
individuais e relacionais, inclusive referentes à sexualidade e às atitudes que os colocam vulneráveis às
infecções sexualmente transmissíveis e sobre como preveni-las. Ficou claro que o combate às IST não
deve ser uma ação isolada, já que a vulnerabilidade do jovem envolve questões de cunho familiar, social
e econômico.
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ADOLESCER NURSING BY EDUCATING AND PROMOTING
HEALTH: INTERVENTION POSSIBILITIES ON THE PHENOMENON
OF BULLYING AND VULNERABILITY TO SEXUALLY TRANSMITTED
DISEASES
Abstract
Descriptive study of qualitative nature, developed together with adolescents participants of a
project of University extension com interface in the survey called. This project started from
the creation of a board game where the adolescent health issues could be discussed and investigated. The objectives of our study were: describe a playful instrument created to subsidize
health education activities carried out in the Adolescer Project, to understand the implications
of bullying in school adolescents’ everyday life, understand the vulnerability of adolescents to
sexually transmitted infections. The data were collected using participant observation and focal
group technique to achieve the first and second objectives and the method of free association of
ideas targeted to the third goal. Data analysis was based on the technique of thematic or categorical analysis used by Bardin, being built three categories of analysis. The studies developed in
this project enabled us to ratify the importance of playful, represented by the application of the
game such as a possibility of establishing effective communication with teenagers. Bullying as a
form of violence, is present in the lives of students, although most often it appears subtly in the
testimonies of the subjects that the experience. In the interpretation of the discourses identify
the educational model developed by them, is not enlightening on the subject of sexual and reproductive health in adolescence. Thus, one can see how necessary the integration between the
education and health sectors in the contribution of adolescent health at school.
Keywords: Nursing. Teenager. Playful. Bullying. vulnerability
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GRANDES PROJETOS URBANOS EM JUIZ DE FORA:
MAPEAMENTO E ESTUDO COMPARATIVO
Luciane Tasca1
Nicole Andrade da Rocha2
RESUMO
Este artigo é um recorte de um Relatório Técnico-Científico da pesquisa Grandes Projetos Urbanos Em Juiz De Fora: Mapeamento E Estudo Comparativo, em que analisou 4 grande projetos
na cidade. A administração municipal busca através dos chamados grandes projetos urbanos,
aumentar a competitividade em relação a outros municípios e consolidar-se como pólo da Zona
da Mata Mineira. Podemos notar que esse processo reflete um quadro no qual as leis urbanas
encontram-se defasadas e os planos elaborados pontualmente, levaram à valorização da terra e
expansão das fronteiras urbanas, sem um real entendimento de planejamento urbano. A presente
pesquisa buscou avaliar os impactos objetivos e simbólicos dos GPU’s no município num momento de inflexão na produção de políticas urbanas e a adoção de políticas competitivas (de 1992
a 2006). Através de uma metodologia baseada em análises multidimensionais e na observação
de pontos de ruptura em diferentes dimensões do espaço, objetivou-se um melhor entendimento
do processo em pauta e de sua contribuição para o debate sobre a teoria e os métodos do planejamento urbano e regional.
Palavras-chave: Grandes projetos urbanos. Planejamento por projetos. Planejamento urbano
Introdução
Os chamados Grandes Projetos Urbanos (GPU’s) constituem-se em uma das tendências do
empresariamento urbano (HARVEY, 1996), evidenciando uma maneira de conceber a cidade através
da ação pública-privada e do marketing urbano (SÁNCHEZ, 1997). A partir dos anos 90 com o
processo de globalização tomando conta do cenário mundial, observou-se a disseminação das regras de
livre mercado, passando a economia a ser progressivamente isenta do controle político.
1
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Professora orientadora do Departamento de Arquitetura e Urbanismo da Faculdade de Engenharia - UFJF. Av. José Lourenço
Kelmer s/n. Campus Universitário da UFJF. Bairro Martelos. Faculdade de Engenharia. Galpão 4. Arquitetura e Urbanismo.
Sala 221.
Bolsista do Programa PROBIC/FAPEMIG/UFJF.
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Juiz de Fora, MG, acompanha essa lógica refletindo um quadro no qual as leis urbanas
encontram-se defasadas e os planos elaborados pontualmente, levaram à valorização da terra e expansão
das fronteiras urbanas, sem um real entendimento de planejamento urbano.
Nessa cidade, no que diz respeito às ações de planejamento urbano, desde 1977 a Prefeitura
contava com um órgão específico, o Instituto de Pesquisa e Planejamento (IPPLAN/JF). Em
1996, o IPPLAN/JF será responsável pela elaboração de uma proposta para o Plano Diretor de
Desenvolvimento Urbano, que contava com a revisão das Leis Urbanísticas de 1986. Este processo
não se concretizará, pois a partir de uma reforma administrativa em 2000, as ações e políticas urbanas
passaram a ser geridas pela Secretaria de Planejamento e Gestão Estratégica (SPGE), sendo o órgão
IPPLAN extinto e passando-se o encargo da elaboração e aprovação do Plano Diretor à SPGE, que o
fará em 2000 (TASCA, 2010). Recentemente, em 2008, foram feitas novas mudanças e a SPGE foi
extinta, passando suas atribuições para a Secretaria de Desenvolvimento Econômico que agregou o
termo Planejamento.
O processo de elaboração e aprovação do Plano Diretor (PDDU, 2000), baseado nos princípios
constitucionais de cidadania, participação e equilibrado ordenamento do solo urbano, refletindo ainda
a função social da cidade, apresenta-se em Juiz de Fora marcado por contradições, principalmente no
que cabe à aprovação do mesmo sem o conteúdo das leis urbanas de uso e ocupação do solo.
Ao longo do tempo, os projetos propostos e, aqueles que foram colocados em prática, demonstram
a política pública focada na melhoria dos acessos à cidade, requalificação de sua estrutura urbana,
priorizando os eixos de entrada e saída e as áreas elitizadas.
Durante o ano de 1997 (sobrepondo-se à elaboração do PDDU, 2000), outra equipe da PJF
passou a elaborar o chamado Plano Estratégico de Juiz de Fora (PlanoJF), contando com parcerias
público-privadas como forma de alavancar projetos específicos que fossem capazes de desenvolver
atividades produtivas diversificadas, como a indústria do conhecimento e do agronegócio (TASCA,
2010).
Buscando potencializar a centralidade de Juiz de Fora e aumentar a competitividade diante de
outros municípios, tanto no âmbito econômico como na prestação de serviços, o PlanoJF abrangia
projetos para o desenvolvimento econômico e profissional, através da expansão do acesso a educação
básica, ao emprego, promovendo a inserção social.
Sem a visão, ou a compreensão clara dessas realidades, que permanecem obscurecidas para a
maioria, os cidadãos inseridos nos processos econômicos que estruturam o meio urbano, constróem
e reconstróem a cidade a partir das leis de mercado, fundamentadas na lógica fundiária e na renda da
terra.
Metodologia
Os projetos urbanos de grande porte implicam em reestruturações nas diversas dimensões do
espaço social, desencadeando a mobilização de atores diversos. Além disso, são capazes de redesenhar
os espaços urbanos, atingindo efeitos para além de sua circunscrição imediata, implicando ainda, em
uma reafirmação ou produção de novas centralidades.
O trabalho tem por princípio uma análise multidimensional que supõe a observação de pontos
de ruptura em diferentes dimensões do espaço, permitindo, ainda, a sistematização e comparação de
dados em futuras pesquisas com outros projetos urbanos.
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Num primeiro momento, trabalhou-se com a dimensão política, relacionada ao contexto sóciopolítico (município, estado) da emergência e/ou da implantação do projeto, procurando identificar as
coalizões políticas locais e aquelas formadas a partir do mesmo.
A segunda dimensão foi a institucional, relacionada aos processos decisórios e de controle social
na montagem e na implementação do projeto, aos atores e parcerias, aos dispositivos legais e inovações
institucionais implementadas e às relações entre esferas governamentais. Nesta análise buscou-se
identificar as mudanças nas instituições vigentes para acomodar os projetos estudados.
A seguir, a dimensão simbólica aparece relacionada à economia simbólica dos projetos, sua
ordem de justificação, referências conceituais, matrizes, valores e representações acionados para
fundamentar, justificar e orientar sua implementação, além das retóricas, discursos em disputa e
linguagens empregadas.
Consecutivamente, a dimensão arquitetônico-urbanística-regional foi relacionada aos agentes
e às referências urbanísticas para o projeto. Abordou-se também, a concepção do programa, o partido
arquitetônico/urbanístico, a linguagem arquitetônica adotada, as obras de infra-estrutura planejadas
e executadas e, por fim, os instrumentos urbanístico/fundiários associados ao uso e ocupação do solo.
Relacionada às mais-valias imobiliárias mobilizadas a dimensão fundiária se ateve ao modo
como aquelas foram geradas, apropriadas e utilizadas, bem como à transformação na estrutura fundiária
e aos processos de incorporação de terra.
Pauta de debates atuais abordou-se também a dimensão sócio-ambiental-territorial, relacionada
à distribuição pelo território dos impactos econômicos (geração de emprego e renda), ao acesso social
e controle público dos equipamentos, além dos impactos ambientais.
Por fim, relacionada às modalidades de financiamento, aos modos de exploração econômica dos
empreendimentos e aos seus impactos do ponto de vista fiscal, aborda-se a dimensão econômicofinanceira, procurando-se identificar o montante de investimento público para viabilizar o projeto e
seus possíveis efeitos multiplicadores.
Resultados e discussão
O mapeamento compreendeu a identificação e caracterização de experiências que permitiram
uma visão panorâmica das principais práticas e tipos de GPUs no município de Juiz de Fora. Baseados
em informações secundárias, o mapeamento foi enriquecido com estudos de casos aprofundados,
selecionados com base nos seguintes critérios:
• Situação geográfica;
• Atendimento de um amplo espectro de objetivos que o projeto;
• Análise de um amplo espectro de tipologias
• Visibilidade do empreendimento
• Verificação preliminar das fontes de informação disponíveis.
Preliminarmente foram considerados relevantes para estudo os casos do Independência Shopping,
o Hospital Monte Sinai, o Loteamento Estrela Sul e a Duplicação da Av. Deusdedith Salgado, por estarem
localizados na Zona Oeste, área por onde se dá a ligação do município à BR-040, principal eixo de
entrada/saída da cidade.
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Todas as informações conseguidas foram distribuídas em uma planilha – esboço da atividade
comparativa – que constituiu o primeiro produto da pesquisa.
Fig. 1 - Localização dos 4 projetos analisados na Região Oeste.
Fonte: Mapa base Google Earth. Disponível em <http://earth.google.com> Arte Final: Thiago da Silva Andrade
Estudo comparativo
GPU’S
DIMENSÕES
Duplicação da
Av. Deusdedith Salgado
Hospital
Monte Sinai
Loteamento
Estrela Sul
- Parceria público-privada.
- Associado à imagem da
gestão “promotora de desenvolvimento”.
- Parcerias entre diferentes
níveis de governo.
- Investimentos públicos e
retornos exclusivamente privados.
- Parceria público-privada.
- Parceria público-privada.
- Envolvimento do poder
publico e da iniciativa privada, através de medidas
compensatórias.
- Gestão do projeto ficou
para o Estado de Minas Gerais, cabendo à Prefeitura de
Juiz de Fora as negociações
para as desapropriações das
áreas.
- Dependência dos recursos
federal e estadual e do capital privado, particularmente
do setor imobiliário.
- Envolvimento do
poder publico e da
iniciativa privada,
através de medidas
compensatórias.
- Envolvimento do poder público e da iniciativa privada, através de
medidas compensatórias.
Independência Shopping
Sóciopolítica
Institucional
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Simbólica
Arquitetônico-Urbanístico-Regional
Fundiária
Sócio-Ambiental-Territorial
Econômico-Financeira
- Demanda não só local,
mas também regional.
- O shopping seria um dinamizador econômico.
- Maior competitividade
no âmbito da globalização, em relação às demais
cidades.
- Justificou- se pela ação de
melhoria dos acessos a cidade presente no Plano Estratégico de Juiz de Fora.
- Geração de oportunidades
de empreendimentos, empregos e crescimento municipal
- Maior competitividade no
âmbito da globalização, em
relação às demais cidades.
- Como justificativa a carência de
novos leitos hospitalares.
- O empreendimento visa o atendimento a uma
parcela mais abastarda da população.
- Maior competitividade no âmbito
da
globalização,
em relação às demais cidades.
- Como justificativa um
novo conceito de condomínio para Juiz de
Fora, onde coexistem
os usos residencial e comercial.
- Voltado para classes
média e alta.
- Atribuição de um status social.
- Maior competitividade
no âmbito da globalização, em relação às demais cidades.
- Promoção de uma nova
centralidade na cidade.
- Uma vontade de articular
uma avenida à região, muito
mais do que a cidade.
- Instalação de equipamentos de uso periódico.
- Necessidade de
alterar o zoneamento da área do
projeto.
- Houve uma valorização dos terrenos no entorno.
- Tráfego viário aumentado consideravelmente
no entorno.
- Negação do entorno
de classe baixa.
- Empresários do ramo
imobiliário de Juiz de Fora
como principais atores.
- Aumento considerável na
valorização imobiliária na
região.
- Intensa produção do espaço urbano.
- Área formada por um
terreno.
- Políticos das esferas federal, estadual e municipal
como principais atores.
- Não houve nenhuma avaliação na área - para fins
de re-cálculo do Imposto
Predial e Territorial Urbano
(IPTU).
- Área formada a partir de
desapropriações, com indenização dos proprietários,
da ordem de mais de 47.000
m².
- Empresários do
ramo imobiliário
de Juiz de Fora
como
principais
atores.
- Área formada
inicialmente por
um terreno e, posteriormente, com
o aumento da demanda, pela aquisição de outros
terrenos.
- Empresários do ramo
imobiliário de Juiz de
Fora como principais
atores.
- Aumento no custo da
terra ao longo dos anos.
- Área formada por
aquisições de terrenos
de diversos donos diferentes.
- Permuta para regularização viária no Estrela
Sul.
- Processo de segregação
social da população dos
bairros no entorno.
- Isenção cedida aos lojistas por dez anos, diminui
neste período, a possibilidade de gerar melhorias
urbanas na região.
- Foi necessário intervenção
em APP devidamente licenciada pelos órgãos competentes.
- Processo de segregação social da população dos bairros
no entorno.
- Processo de segregação
social da população dos
bairros no entorno.
- Existência de algumas
encostas desprovidas de
vegetação.
- Investimento de caráter
privado.
- Auxílio do poder público
apenas de maneira indireta, através de permutas e
isenções fiscais.
- Dificuldades de liberação
de recursos por parte do Estado.
- Houve paralizações por
falta de verbas ao longo do
processo de duplicação da
via.
- Investimento de
caráter privado.
- Auxílio do poder
público apenas de
maneira indireta,
através de permutas e isenções fiscais.
- Investimento de caráter privado.
- Auxílio do poder público apenas de maneira
indireta, através de permutas e isenções fiscais.
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Grandes projetos urbanos em Juiz de Fora: uma conclusão
De acordo com Villaça (1999) o plano-discurso cumpre um papel ideológico, ocultando os reais
motivos que comandam os investimentos urbanos, representando assim, a fragilidade da legislação
urbana e se constituindo num instrumento para o exercício arbitrário do poder, favorecendo interesses
particulares.
Dentro desse panorama podemos localizar a dinâmica da produção do espaço urbano no
Município de Juiz de Fora, MG, envolta por ações fragmentadas sobre a legislação urbana e sobre os
planos e projetos.
Os Grandes Projetos Urbanos que foram objeto desta pesquisa localizam-se em uma das principais
regiões da cidade (oeste), com proximidade ao eixo de entrada/saída de Juiz de Fora, possuindo também,
grande visibilidade nas cidades do entorno.
Buscando apenas sinalizar um importante caminho de pesquisa e apontar para o início de
uma conclusão sobre o assunto, pode-se entender que sob a lógica do modo de produção capitalista,
as cidades de médio porte, como Juiz de Fora, tendem a repetir o esquema produtivo especulativo
baseado na relação público-privada e no marketing urbano entendidos como caminho prioritário para
o desenvolvimento urbano.
Ao desenhar o mapa de localização dos projetos selecionados obtivemos algumas respostas que
apontam aspectos comuns entre os projetos analisados, como a concentração nas regiões sul e oeste,
próximas ao eixo de ligação da cidade com a BR-040.
Ao analisar o quadro comparativo, percebemos que dos quatro projetos de relevância para cidade
no período da pesquisa, três são de parceria publico- privado, confirmando a interferência desse setor
na iniciativa publica, que favorece apenas uma parcela pequena da população. O projeto, que teve
por iniciativa o setor publico, trouxe mais retorno também ao setor privado. Assim concluímos a há
uma falta de distribuição de investimentos que alcancem todas as parcelas da população, na busca de
equilibrar a distribuição de renda no município e as oportunidades que ela dispõe aos seus cidadãos.
LARGE URBAN PROJECTS: MAPPING AND COMPARATIVE STUDDY
ABSTRACT
This article is an excerpt from a report of the Scientific and Technical Research MAJOR PROJECTS IN MUNICIPAL JUDGE OUT: MAPPING AND COMPARATIVE STUDY, they
analyzed four major projects in the city. The local government in large urban projects the rationale for increasing competitiveness in relation to other municipalities and consolidate itself as
a center of Zona da Mata Mineira. We can note this process through laws and plans prepared,
which provided over its history the requalification of the city, leading consequently to the valuation of the land and the expansion of urban boundaries. This study sought to evaluate the
impact and symbolic goals of GPU’s in the city at a moment of inflection in the production of
urban policies and the adoption of competitive policies (1992 to 2006). Through a methodology based on multidimensional analysis and observation of breakpoints in different dimensions
of space, aimed to a better understanding of the process in question and its contribution to the
debate about the theory and methods of urban and regional planning.
Keywords: Large urban projects. Planning for projects. Urban planning
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Referências
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Investigando práticas inclusivas:
alunos surdos e oportunidades de
aprendizagem e participação em
diferentes salas de aula
Luanda Cardoso Rampinelli1
Carlos Henrique Rodrigues2
Resumo
Neste artigo, apresenta-se uma pesquisa sobre o que é dito ou acontece entre alunos ouvintes e
surdos, intérprete de língua de sinais e professores. Para tanto, analisou-se a organização espacial
e a interação ocorrida na sala de aula. Os dados para este artigo provêm da observação participante em duas diferentes turmas: (1) uma turma com surdos de uma Escola Pública em Juiz de
Fora, Minas Gerais, durante o primeiro semestre de 2011 e (2) uma turma de surdos em uma Escola Particular em São Paulo, São Paulo, durante o primeiro semestre de 2012. Percebeu-se que
um fator central na interação em sala de aula é a língua de sinais. Portanto, algumas discussões
são feitas com relação à organização espacial da sala de aula e as oportunidades de aprendizagem
e participação de alunos surdos em diferentes salas de aula.
Palavras-chave: Surdos. Sala de aula. Intérprete. Língua de sinais.
Introdução
“Os surdos e a surdez, sujeitos e temática, ignorados por séculos, atualmente constituem e
expressam um campo específico de saber, o qual tem sido significado e caracterizado por dimensões
e aspectos culturais, antes improváveis e impensáveis” (RODRIGUES, 2011, p.30). Hoje, os surdos
têm conquistado reconhecimento político e acadêmico na medida em que as concepções sociais e
antropológicas da surdez ganham visibilidade e se propagam (SKLIAR et al., 1995; SKLIAR, 1998).
Ao contrário da visão clínica – na qual que se propõe a medicalização, o tratamento terapêutico,
a reabilitação da pessoa com surdez –, na visão sócio-antropológica, compreende-se a surdez como
1
2
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Bolsista do Programa BIC/UFJF e do Programa PROVOQUE/UFJF.
Professor Orientador da Faculdade de Educação. Faculdade de Educação. Rua José Lourenço Kelmer, s/n – Campus Universitário.
Bairro São Pedro. CEP: 36036-900, Juiz de Fora, MG. Telefone: 32 2102-3667. E-mails: nú[email protected]; carlos.
[email protected]
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uma experiência visual, ou seja, como uma maneira específica de se construir a realidade histórica,
política, social e cultural. Nessa perspectiva, o termo surdo passa a se referir àqueles que se identificam
culturalmente, integram a Comunidade Surda e são falantes da língua de sinais; e o termo pessoas
com deficiência auditiva àqueles que não são falantes de língua de sinais, não se identificam com a
Comunidade Surda e que buscam resgatar a experiência auditiva por meio de próteses e implantes
(RODRIGUES, 2011).
Com o reconhecimento do status linguístico das línguas de sinais e com a consolidação da visão
sócio-antropológica da surdez – pilares fundamentais da concepção dos surdos como minoria linguística
e cultural –, mudanças conceituais, sociais e atitudinais em relação à Educação de Surdos têm se
intensificado. Além disso, os redimensionamentos legais e políticos, sustentados fundamentalmente
pela Lei 10.436/02 e pelo Decreto 5.626/05, têm fortalecido o Movimento Surdo em prol de uma
educação de qualidade, nesse caso uma educação bilíngue.
O reconhecimento da surdez como diferença, e não como mera deficiência sensorial, impacta
significativamente a realidade escolar, visto que a diferença “como significação política, é constituída
histórica e socialmente; é um processo e um produto de conflitos e movimentos sociais, de resistências
às assimetrias de poder e saber, de uma outra interpretação sobre a alteridade e sobre o significado
dos outros no discurso dominante” (SKLIAR, 1998, p.6). Nesse sentido, a escola vivencia mudanças,
tanto no campo das ideias quanto no das ações, proporcionadas pela presença da língua de sinais e pela
significativa participação de surdos, não só como alunos, mas, também, como professores e pesquisadores.
Considerando-se esse novo contexto social contemporâneo, neste artigo, tecemos reflexões sobre
duas práticas inclusivas presentes na educação de surdos: a formação de turmas com surdos e de turmas
de surdos. A investigação do que acontece nessas turmas visou à identificação, ao entendimento e à
análise da organização, das ações e das interações nesses dois espaços com o intuito de se conhecer o
processo de construção e de apropriação de oportunidades de aprendizagem e de participação em salas
de aula marcadas por questões linguísticas e culturais.
Trajetórias de investigação
Na pesquisa que resultou neste artigo, adotamos a lógica da abordagem etnográfica em educação
(GREEN et al., 2001), apoiada pelas perspectivas da sociolinguística interacional (GUMPERZ,
1982). Ancorados na observação participante (SPRADLEY, 1980) e direcionados pela perspectiva
interpretativista (CASTANHEIRA, 2004), integramos, durante determinado período, o cotidiano de
duas turmas específicas: uma turma com surdos e outra de surdos, com o intuito de compreender as
linguagens e as práticas presentes nesses espaços e, assim, entender a vida dessas diferentes salas de aula.
As pesquisas fundamentadas numa lógica etnográfica consideram que o processo de ensinoaprendizagem, situado no espaço interacional da sala de aula, permeado por uma multiplicidade de
contextos, constitui-se por meio de processos discursivos e interpretativos dinâmicos que se desenvolvem
e sofrem alterações, à medida que os participantes desse contexto interagem. Assim, o contexto seria
construído através de processos discursivos e interpretativos estabelecidos entre os participantes da sala
de aula. Nessa perspectiva, entende-se que o processo de ensino-aprendizagem “não é simplesmente
um processo individual ou psíquico, mas também um processo coletivo e social que influencia o que
os estudantes têm oportunidade de aprender e como eles participam nos eventos cotidianos da sala de
aula” (GREEN & DIXON, 1994, p.1075, tradução nossa).
Consideramos que, na medida em que os participantes da sala de aula relacionam-se e convivem,
eles desenvolvem seu próprio modelo de cooperação e de interação criando, dessa forma, modos
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específicos de agir e interagir, de avaliar o que é significativo, de atribuir significados e interpretar
as ações e as práticas dos participantes da turma (GREEN & DIXON, 1994; GREEN et al., 2001).
Assim, para conhecer a dinâmica de funcionamento das salas de aula, suas regularidades e princípios,
observou-se, durante o período de imersão e coleta de dados: (i) quem são os participantes de cada
turma (identidade, trajetória e posicionamento); (ii) como se dá a interação entre eles; (iii) como se
organiza(m) o(s) espaço(s) interacional(is) e (iv) como o cotidiano da turma constitui oportunidades
de aprendizagem e participação. Para tanto, estabelecemos algumas perguntas: o que os participantes
da sala de aula estão fazendo; quem pode fazer ou dizer o quê; com quem ou para quem; quando fazem
o que fazem; onde e por que o fazem; com quais propósitos o fazem; sob quais condições e com que
resultados (ERICKSON & SCHULTZ, 1981; CASTANHEIRA, 2004).
Os dados coletados foram registrados através de (1) filmagens e (2) anotações de campo. As
filmagens foram feitas com o intuito de garantir as releituras sucessivas do cotidiano da sala de aula, a
segurança na análise interpretativa dos dados e o maior entendimento da complexidade que constitui
a turma com surdos e a de surdos. E as notas de campo tiveram como objetivo registrar as situações
vividas na turma e as conversas informais, assim como as percepções, inferências e comentários dos
pesquisadores, para posteriores consultas.
Para amparar nossas reflexões, realizamos entrevistas semi-estruturadas com professores, alunos e
gestores. Destacamos que as entrevistas e os diálogos com os professores surdos e com os alunos surdos
foram realizados em Língua de Sinais Brasileira (Libras). O uso da Libras favoreceu a relação entre os
professores e alunos entrevistados e os pesquisadores, contribuindo com a identificação dos surdos com
os pesquisadores e reduzindo uma possível artificialidade na entrevista. Para este artigo, utilizaremos
alguns excertos que fazem referência à interação em sala de aula com o intuito de refletir sobre as
características de turmas com surdos e de turmas de surdos, bem como a respeito das oportunidades
de aprender e de participar proporcionadas aos integrantes dessas salas de aula.
Acreditamos que as escolhas discursivas que os professores, alunos e gestores fizeram ao responder
às questões da entrevista dizem acerca de sua posição em relação aos surdos e sua língua, assim como
da maneira como se concebe a surdez e a interação (CASTANHEIRA, 2004). É importante esclarecer
que a transcrição das entrevistas semi-estruturadas foi realizada considerando-se que, como afirma
Marcuschi (2000, p.9), “não existe a melhor transcrição. Todas são mais ou menos boas. O essencial
é que o analista saiba quais os seus objetivos e não deixe de assinalar o que lhe convém. De um modo
geral, a transcrição deve ser limpa e legível, sem sobrecarga de símbolos complicados”.
Vale destacar que o objetivo da transcrição foi o de apenas permitir ao leitor o contato com a
fala dos entrevistados. Nesse sentido, suprimimos os símbolos, visto que algumas das falas apresentadas
aqui são traduções da Libras para o Português escrito. Portanto, não serão usadas as convenções de
transcrição.
Reflexões sobre Contextos Inclusivos Contemporâneos
O processo de escolarização dos alunos com surdez tem sido caracterizado por pelo menos dois
espaços distintos de produção e apropriação de conhecimentos: as turmas de surdos e as turmas com
surdos. Rodrigues (2008; 2010a) e Rodrigues e Miranda (2012) distinguem esses espaços com base
em sua constituição, organização e características. Nesse sentido, as turmas com surdos são turmas
mistas, com surdos e ouvintes, e as turmas de surdos são aquelas compostas somente por alunos
surdos. Portanto, esses espaços diferenciam-se não somente pelos sujeitos que os compõem, mas pelos
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impactos de fatores linguísticos e culturais na maneira por meio da qual são constituídas e apropriadas
as oportunidades de aprendizagem e de participação.
A Turma de Surdos
A turma de surdos, observada em 2012, faz parte de uma escola privada e bilíngue na cidade de São
Paulo, São Paulo, onde todos os alunos da turma são surdos e fluentes em Libras, sendo que as demais
turmas da instituição também são compostas somente por alunos surdos. Essa turma, do primeiro ano
do Ensino Médio, é composta por 25 alunos e não demanda a presença de intérpretes educacionais de
Libras-Português para o estabelecimento da interação entre os participantes da sala de aula.
Percebemos que os professores apresentam um conhecimento relevante sobre a Educação de Surdos,
alguns deles com mais de vinte anos de experiência na área. Todos os professores, inclusive dois deles
surdos, são falantes de Libras e reconhecem sua importância como língua de instrução e não simplesmente
como um recurso para o ensino do Português e/ ou para o acesso aos conteúdos escolares. Desse modo, a
interação dos professores com os alunos ocorre de forma significativa já que partilham uma mesma língua.
Além disso, os funcionários da escola também utilizam a Libras para se comunicarem com os alunos.
Vale destacar que, por se sentarem em semicírculo, os alunos dessa turma interagem não só com
aqueles colegas que se sentam próximos, mas também com outros alunos da sala da aula, independente de
sua localização nesse espaço, visto que todos se mantêm no campo de visão uns dos outros. É importante
dizer que os alunos assumem, de certa maneira, uma posição contrária à convivência com ouvintes
numa mesma turma, por questões relativas ao contato estabelecido em Libras e à identificação cultural.
Durante o período de observação, vimos que a turma se comunica bem em Libras, sendo que a
identificação linguística e a cultural favorece significativamente a interação. Os alunos compreendem
bem e, consequentemente, participam das atividades coletivas e individuais propostas e explicadas em
sua língua, a Libras. Na mesma perspectiva apresentada por Rodrigues (2008, p.122, grifos do autor),
também notamos “uma língua na sala de aula e uma língua da sala de aula”, visto que alguns sinais
pareciam ter significados somente no interior do grupo, além de, em alguns momentos, os alunos
utilizarem um híbrido do Português com a Libras.
Vale mencionar que ao interagirem entre si, os participantes de um grupo constituem modos de
agir, avaliar e entender que direcionam suas atitudes e orientam suas ações, assim como a sua forma
de interpretar as ações dos demais participantes do grupo (COLLINS & GREEN, 1992; GREEN
& DIXON, 1994). Essas regularidades assumem certos padrões, os quais, segundo Corsaro (1981),
constituiriam padrões interacionais. Estes, além de alimentar determinadas posturas e direcionar certas
ações, tornam-se centrais nas relações estabelecidas no interior do grupo, sendo (trans)formados e (re)
significados de acordo com a consolidação de novas configurações, proporcionadas pela mudança das
condições de organização do grupo e de seus membros.
Encontramos na turma de surdos os seguintes padrões interacionais: (i) organização espacial da
sala em semicírculo como forma de viabilização da interação; (ii) uso da Libras como central para a
participação na turma, servindo como base para a interação e identificação cultural dos membros do
grupo; (iii) resistência a convivência com alunos ouvintes não-falantes de Libras na mesma turma, como
forma de afirmação linguística e cultural dos alunos. Ao abordar outras turmas de surdos, Rodrigues
(2008; 2010a; 2010b) e Rodrigues e Miranda (2012), encontram padrões similares, os quais concedem
à língua de sinais um lugar central na produção e na apropriação de oportunidades de aprender e
participar em turmas de surdos.
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As entrevistas também evidenciaram a importância do uso da língua de sinais em uma turma
somente de alunos surdos.
Entrevista (excertos)
Comentários
Coordenadora – “Ah, eu acho que são ótimas [as interações]. É
um grupo onde a gente consegue ter uma comunicação, onde a
gente consegue construir bem positivamente o nosso trabalho”.
A coordenadora aponta que a interação realiza-se satisfatoriamente. Com a interação estabelecida, ela consegue construir
um bom trabalho com os alunos. Vale notar que essa interação
realiza-se em Libras.
Professora de Português – “Perfeita, interação perfeita […] o
contato, a comunicação, flui de uma forma bem significativa, né?
Então a interação ao meu modo de ver é a mais perfeita mesmo”.
A professora qualifica a interação, realizada em Libras, como
perfeita. Essa interação flui e é central à comunicação.
Professor de Matemática (surdo) – “A interação com os alunos é muito boa! Às vezes, lanço desafios para pensarem. E
quando um deles vence o desafio, logo apóia os outros. Há uma
reciprocidade nessa interação, ao ponto de não demandar minha intervenção”.
O professor surdo considera significativa a interação aluno-aluno. Destaca, inclusive, que os alunos interagem sem a necessidade de nenhuma mediação ou intervenção. Isso só é possível
porque os alunos, assim como o professor, falam a mesma língua,
nesse caso a Libras.
Aluno (surdo) – “Sim, eu gosto, aqui as aulas […] são minis- O aluno surdo deixa claro que o uso da Libras e a perspectiva de
tradas em Língua de Sinais, numa perspectiva bilíngue, sendo Educação Bilíngue de Surdos são aspectos importantes à interareconhecida a importância da Língua de Sinais. Então, por exem- ção. O uso e a livre circulação da Libras na escola viabilizam a
plo, a diretora, os professores, as freiras, interagem com os surdos interação e favorecem a identificação dos alunos entre si e com
em Língua de Sinais como uma forma de respeito às propostas os demais participantes do contexto escolar.
bilíngues. Eu gosto”.
Quadro 1 – Excertos da entrevista com participantes da turma de surdos
Atribuímos o caráter positivo da interação, destacado pelos participantes entrevistados, ao uso
constante da Libras, tanto na turma quanto nos demais espaços escolares. Nesse sentido, as oportunidades
de aprender e participar, nas quais a Libras é a língua da interação, tornam-se centrais e acessíveis aos
alunos surdos. Considerando as especificidades do uso de uma língua de modalidade gesto-visual, na
dinâmica da sala de aula, o visual e o espaço devem ser explorados de forma que todos possam se ver e,
por sua vez, interagir. Sendo assim, além do uso da Libras, faz-se essencial, por exemplo, a disposição
das carteiras em semicírculo. Tal disposição favorece essa interação na sala de aula, proporcionando
uma melhor participação dos alunos durante as aulas, como foi observado nas filmagens.
A Turma com Surdos
A turma com surdos, observada em 2011, localiza-se em uma escola pública e comum na cidade
de Juiz de Fora, Minas Gerais. É uma turma do PAV II (Projeto de Aceleração da Aprendizagem –
Acelerar para Vencer), no turno da tarde de uma escola estadual, composta por 37 alunos com idades
próximas a 15 anos. Desses alunos, dois são surdos sinalizadores – fluentes em Libras – denominados
aqui de Y e W, com 14 e 15 anos, respectivamente. A turma conta com um intérprete educacional
de Libras-Português e sete professores ouvintes, os quais evidenciaram possuir um conhecimento
superficial da Libras e da Educação de Surdos. É importante destacar que o aluno Y usa aparelhos
auditivos e é bem oralizado, conseguindo comunicar-se também, mesmo que precariamente, em
português falado. Em contraposição, o aluno W usa somente a Libras e não oraliza.
Durante o período de observação, notou-se que, embora haja uma comunicação dos surdos
com os ouvintes, ela é superficial. Os alunos ouvintes só se dirigem aos surdos de forma rápida e
pontualmente, sendo que o diálogo fica restrito a simples cumprimentos, pedidos e comentários
breves. Verificou-se que isso se dá pelo fato de os alunos surdos e ouvintes da turma não partilharem
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de uma mesma língua, o que os obriga a usar formas alternativas no estabelecimento da comunicação:
fala apoiada por gestos, mímica, escrita, etc. Tais formas alternativas não dão conta de estabelecer uma
comunicação satisfatória, da forma como o uso de uma língua o faz.
Não observamos na turma com surdos nenhum dos padrões interacionais que encontramos na
turma de surdos. Observamos nessa turma, os seguintes padrões: (i) organização espacial da sala em
fileiras, restringindo os surdos à interação com o tradutor-intérprete, e posicionamento do tradutorintérprete ao fundo da sala e ao lado dos alunos surdos, limitando o espaço interacional dos surdos; (ii)
ênfase no uso do Português como central para a participação na turma, sendo que o aluno W, por não
dominar o Português oral, só conseguia interagir com os demais alunos e com os professores por meio
do intérprete, ou com o apoio do aluno Y; (iii) segregação da turma em dois grupos: o dos surdos e o
dos ouvintes, devido a não-identificação linguística e cultural.
Entrevista (excertos)
Comentários
Professora de Matemática – “Muito boa! Eles se adaptaram muito bem. Eles se interagem muito bem, nem parece que se alguém
de fora chegar na sala de aula e vê, fala que tem aluno com deficiência ali. Eles se comunicam com todos os demais alunos”.
A professora considera que há uma boa comunicação, ao
ponto de não se notar a “deficiência”. A professora concebe
a surdez como deficiência e não como diferença linguística
e cultural. Notamos, durante a observação, que tal “comunicação com todos os demais alunos” limita-se à solicitação
de materiais e/ ou pedidos e comentários simples e precários.
Professora de Português – “Tranquilíssima, eles têm uma relação
tranquilíssima. São respeitados, são amigos, absolutamente normal a relação deles, como qualquer outro aluno”.
A fala da professora evidencia certa visão da surdez como deficiência, já que os alunos estabelecem (apesar da surdez) uma
relação “normal” como qualquer outro aluno. Reiteramos que
a interação “tranquilíssima” a que a professora se refere é precária e limitada, visto que se “estabelece” por meio de gestos e
mímicas, sem uso de uma língua.
Intérprete Educacional – “Todos não, tem alunos que zombam
deles, tem alunos que ficam prometendo briga, imitam, todos
não, cem por cento não, mas oitenta por cento são amigos, demanda minha intervenção”.
O intérprete educacional destaca que a interação dos alunos
ouvintes com os alunos surdos não ocorre de forma satisfatória. Além disso, tal interação demanda a sua intervenção,
visto que os alunos, por não falarem a mesma língua, não se
compreendem bem.
Aluno (ouvinte) – “Na relação, pra eles, eu acho que não deve
ser tão bom assim não. Quase ninguém conversa com eles direito,
ninguém sabe conversar direito, eles só conversam com o V. [aluno ouvinte] e a M. [intérprete]”.
O aluno destaca que a interação em sala de aula não é satisfatória. Percebe-se na fala do aluno que a interação na turma
está centrada no português falado, já que os demais alunos
não dominam a Libras, não “sabem conversar direito”. Assim,
sem a intérprete não há interação de ouvintes com surdos, a
não ser que os alunos surdos falem português e leiam lábios
(como o aluno Y faz) ou os alunos ouvintes saibam Libras
(como é o caso de V., citado pelo aluno entrevistado).
Aluno (surdo Y.) – “Entre si os surdos conversam melhor, mas
para o surdo conversar com um ouvinte é mais difícil, porque,
por exemplo, os ouvintes me chamam e falam muito rápido, fica
desorganizado, eu não consigo entender, mas com os surdos conseguimos bater papo. Ás vezes, eu interpreto para o W., pois ele
só sabe bem Libras. Quando um ouvinte tenta falar com ele, eu
o chamo e explico que ele só entende Libras. Daí ele fala e eu
explico para o W. o que ele está falando”.
Percebemos que, embora o aluno domine a fala, ele também
têm dificuldades de estabelecer uma comunicação plena com
os ouvintes, já que, às vezes, ele não consegue conversar com
os ouvintes: “fica desorganizado, eu não consigo entender”.
Por isso, ele prefere os surdos, ou seja, pessoas que falam a sua
língua, com as quais pode conversar livre e fluentemente. Vemos que ele, também, atua como um mediador na interação
entre os ouvintes da sala e o outro aluno surdo não-oralizado.
Aluno (surdo W.) – “Na turma o contato com os ouvintes não é
muito bom. Ás vezes, eles ficam me pedindo para ensinar Libras.
Ai eu ensino algumas coisas: sinais, alfabeto manual. E é só”.
O aluno aponta superficialidade da interação entre ele e os
demais ouvintes da sala, pelo fato deles não saberem Libras.
Vemos que o interesse dos ouvintes em aprender a Libras limita-se à aprendizagem de alguns poucos sinais e do alfabeto
manual. Isso não é o bastante para o estabelecimento de uma
comunicação efetiva.
Quadro 2 – Excertos da entrevista com participantes da turma com surdos
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Percebe-se que Y, por ser oralizado, estabelece uma interação melhor e mais frequente com
os demais alunos e, até mesmo, com os professores, sendo que em alguns momentos viabiliza a
comunicação de W com os outros alunos da turma. Nesses momentos, o aluno Y age como mediador
da comunicação entre W e os alunos ouvintes, servindo como intérprete de Libras-Português.
Em relação à interação dos professores com os alunos surdos, pode-se notar que ela se dava de
diferentes formas. A maioria dos professores parecia ignorar a presença dos alunos surdos na turma.
Todavia, alguns demonstraram interessar-se pelo que os alunos faziam, entendiam e falavam. Vale
destacar que os professores que evidenciavam preocupação com os alunos surdos mantinham mais um
contato direto com o intérprete educacional do que, propriamente, com os alunos surdos. Na maioria
das vezes, perguntavam ao intérprete o que estava acontecendo e não aos alunos.
Percebeu-se que a professora de matemática tenta estabelecer contato direto com os alunos
surdos. Já a professora de português não se preocupa em estabelecer uma relação direta com os alunos
surdos durante as aulas, pois, segundo ela, seria muito complicado conseguir um retorno diretamente
dos alunos surdos. Notou-se que existe um acordo previamente estabelecido entre as professoras e o
intérprete. Esse acordo faz com que, muitas vezes, os alunos surdos não tenham acesso às atividades
realizadas pelos demais alunos da turma. Existem momentos em que o tradutor-intérprete aplica outras
atividades aos surdos. Segundo ele, isso se justifica pelo fato de que os surdos “precisam ser alfabetizados
para depois aprender as matérias” (Nota de campo do dia 15/04/2011).
É possível afirmar, com base na observação e nas entrevistas, que os surdos, motivados por
questões linguísticas e culturais, preferem estudar somente com surdos e que acham melhor terem
professores que usam a língua de sinais e que se comunicam diretamente com eles, ao invés de ter um
intérprete de Libras-Português. É interessante notar que o aluno Y, mesmo sendo oralizado/ sinalizador
e se comunicando razoavelmente em Português com os alunos ouvintes da turma, afirma que estudar
em uma turma de surdos seria melhor para a sua interação e aprendizado. Tal fato evidencia que, para
que a sala de aula se constitua como um espaço interacional profícuo na construção e apropriação de
conhecimentos, é fundamental que todos os seus participantes partilhem uma mesma língua.
Em nenhum momento, os alunos colocaram-se como deficientes, anormais ou coitadinhos. Ao
contrário, lidam com a surdez com muita naturalidade, como parte constituinte de si mesmos. Em
alguns momentos, pode-se inclusive perceber nitidamente o orgulho em ser surdo. Eles se vêem como
quaisquer outros alunos e se identificam diretamente com seus pares. A única diferença que ressaltam,
em relação aos ouvintes, está ligada ao fato de que ainda não dominam plenamente o Português.
Enfim, ao contrário da turma com surdos, o ponto central de destaque na turma de surdos foi
a possibilidade de os alunos interagirem numa língua que podiam compartilhar. Além disso, os alunos
da turma de surdos tiveram o contato com surdos adultos sinalizadores como professores, o acesso ao
aprendizado da Libras como disciplina curricular e ao ensino do Português como segunda língua.
Considerações
Ao contrário do que se pode pensar, a turma de surdos reúne condições favoráveis ao processo
de ensino-aprendizagem de falantes de Libras e favorece o processo educacional desses alunos, ao se
apresentar como um espaço inclusivo que respeita a especificidade linguística e cultural, ao mesmo
tempo em que congrega a diferença e a diversidade, já que cada surdo é único. Todos os alunos têm a
possibilidade de interagir na língua de sinais entre si e, inclusive, com professores e demais membros
da comunidade escolar. Segundo Capovilla (2008, p.8),
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a persistir a política de inclusão mandatária ampla, geral e irrestrita, espera-se
um aumento da taxa de reprovação e evasão por parte dos surdos, a menos que
a política de inclusão seja efetivamente de inclusão, com a ampla distribuição
de materiais instrucionais em Libras e o fomento da aprendizagem e uso dessa
língua como parte das atividades culturais e acadêmicas das escolas que abrigam
surdos. A inclusão só será verdadeira quando houver investimentos que assegurem que os alunos surdos sejam vistos como membros de uma preciosa cultura
genuinamente brasileira (a cultura de sinais em Libras) a ser valorizada, aprendida e disseminada entre todos os brasileiros.
É evidente que somente a turma de surdos e o uso da língua de sinais não dão conta da atual
proposta de Educação Bilíngue de/para/com Surdos, visto que para a efetivação da mesma não basta
apenas colocar os surdos no mesmo espaço físico. Faz-se necessário distinguir, assim como Fernandes
(2003, p.54), a diferença entre uma perspectiva bilíngue de “apenas incluir a língua de sinais brasileira
como agente redentor do processo educacional do surdo” e outra que “englobe a totalidade do indivíduo
em seu meio psicossociocultural”, ou seja, que considere o “bilinguismo na educação como um todo
nunca dissociado de um projeto educacional”.
Nesse sentido, uma educação bilíngue pressupõe uma profunda mudança nas organizações,
conceitos, diretrizes, metodologias, posturas e concepções educacionais (RODRIGUES & SILVA,
2010). Assim, para que a Educação de Surdos tenha sucesso, é importante que haja todo um projeto
educacional, fundamentado na diferença linguística e cultural desses alunos. Além disso, é importante
que se considere a heterogeneidade das pessoas com surdez e as diferenças entre os surdos, no sentido
cultural do termo, e as pessoas com deficiência auditiva, já que cada grupo exigirá uma estruturação
própria do processo educacional.
Algumas propostas inclusivas atuais de Atendimento Educacional Especializado, por exemplo,
podem se ajustar bem às demandas das pessoas com deficiência auditiva que têm o português como
língua materna e não são falantes de língua de sinais. Tais pessoas conseguem habituar-se melhor às
salas de ouvintes, embora também demandem adaptações para a acessibilidade. Entretanto, observase que tal atendimento não se ajusta à Educação de Surdos, falantes de língua de sinais, os quais, em
condições similares às apresentadas na proposta educacional da escola bilíngue e da turma de surdos
desta reflexão, têm ampliadas suas possibilidades de sucesso escolar.
Em suma, os embates teóricos travados em cima de concepções e conceitos de educação especial
e/ ou inclusiva precisam ser superados em prol da construção de uma educação de qualidade acessível a
todos. Visões reducionistas que veem a turma de surdos limitada à antiga noção de educação especial,
colocando-a na contramão do atual movimento de inclusão e desconsiderando a realidade dos sujeitos
surdos em nome da mera imposição de crenças e concepções, estão cada vez mais ultrapassadas e devem
ser substituídas. Portanto, as políticas precisam tratar os alunos ouvintes como ouvintes, os surdos
como surdos e os com deficiência auditiva como alunos com deficiência auditiva, considerando as
especificidades do indivíduo e visando ao pleno desenvolvimento de suas potencialidades.
Agradecemos às escolas, aos gestores, aos professores e aos alunos que, durante o período de
imersão e coleta de dados, nos acolheram como parte de sua vida cotidiana; e, também, à Universidade
Federal de Juiz de Fora, à Faculdade de Educação e ao Núcleo de Estudos e Pesquisas em Educação e
Diversidade pelo apoio concedido à realização da pesquisa.
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Investigating Inclusive Practices:
deaf students and opportunities for learning and
participation in different classroom settings
Abstract
This article presents a research about what is said or happens among hearing and deaf students,
sign language interpreter and teachers in the classroom setting. For this, the organization of
classroom space and the interaction that took place in classroom are analyzed. The data for this
article is generated through participant-observation of two different classrooms: (1) Classroom
with Deaf Students in a Public School in Juiz de Fora, Minas Gerais, during the first semester of
2011, and (2) Classroom for Deaf Students in a Private School in São Paulo, São Paulo, during
first semester of 2012. The analysis carried out evidenced that a central factor for classroom
interaction is the sign language. Therefore, some discussions are raised with respect to the organization of classroom space and to opportunities for learning and participation for deaf students
in different classroom settings.
Keywords: Deaf. Classroom. Interpreter. Sign language.
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Estudo e tradução dos originais em
sânscrito dos Upanisads
Bruno Silva de Carvalho1
Pedro Jehle de Araújo Gouvêa1
Dilip Loundo2
Resumo
O foco desta abordagem centra-se, de forma mais intensa, sobre dois aspectos: em primeiro
lugar, salienta e auxilia a necessidade de se criar uma postura crítica frente aos textos filosóficos
da cultura indiana, os Upanisads, e, por esta via, elaborar um estudo que ofereça maior embasamento acerca da temática aí desenvolvida; em segundo lugar, por sua vez, pretende auxiliar
na elaboração de uma tradução com mais qualidade, além de oferecer a fundamentação para
a expansão de um campo ainda pouco explorado no meio acadêmico brasileiro. Além disso,
nesta perspectiva, esta análise estabelece a possibilidade de comparar o pensamento contido nos
Upanisads com as sistematizações elaboradas pela filosofia grega durante a antiguidade e, consequentemente, aponta que houve no subcontinente indiano uma genuína e sistematizada postura
filosófica.
Palavras-chave: Postura crítica. Upanisádicos. Tradução. Cultura indiana. Filosofia grega.
“Se me perguntassem sob qual céu a mente humana (...) tem ponderado mais
profundamente acerca dos grandes problemas da vida e encontrado soluções
para alguns deles, que bem merecem atenção de quem estudou Platão e Kant
– eu apontaria para a Índia. E se eu perguntasse a mim mesmo de qual literatura poderíamos nós (que viemos nos alimentando quase que exclusivamente do
pensamento grego e romano, e de uma única raça semítica, a judaica) extrair o
corretivo que se faz necessário para tornar nossa vida interior mais perfeita, mais
abrangente, mais universal, na verdade, mais decididamente humana (...) eu
novamente apontaria para a Índia”
Friedrich Max Müller
1
2
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Bolsista do Programa BIC/UFJF.
Professor orientador do Departamento de Ciência da Religião – ICH. Universidade Federal de Juiz de Fora. Campus Universitário,
Martelos. CEP 36036-330, Juiz de Fora – Minas Gerais – Brasil. Telefone: (32) 2102 – 3116. E-mail: [email protected]
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Introdução
Atualmente, a filosofia no meio acadêmico brasileiro encontra-se fortemente influenciada
pelo ponto de vista eurocêntrico, ou seja, uma visão que fez com que os mais diversos pensamentos
desenvolvidos na Índia e no Oriente, de modo geral, fossem tratados como um discurso de pouca
originalidade, rigor e valor racional. Na verdade, o preconceito com relação à tradição indiana fez com
que o mundo ocidental enxergasse tal tradição, mais especificamente a cultura hindu, como aquela
que ceifa a possibilidade de uma vida prazerosa; isto é, difundiu-se uma errônea noção de ascetismo
exagerado e, além disso, de uma constante fuga em relação àquilo que é ofertado pelo mundo. De fato,
ao posicionar-se criticamente perante a milenar civilização indiana, verifica-se que “se tomássemos
o hinduísmo como um todo – sua grande literatura, seus rituais complexos, sua difundida cultura
popular, sua arte opulenta – e o comprimíssemos numa única afirmação, veríamos que ele diz: você
pode ter aquilo que deseja” (SMITH, 2001, p. 30).
Apesar da característica negativa apresentada, houve um momento em que o próprio Ocidente,
de modo especial a Europa e os Estados Unidos, passou a interessar-se pela temática desenvolvida no
subcontinente indiano. Ora, esse crescente interesse manifestou-se num fascínio pelo esoterismo e
folclore indianos como um todo que até os dias de hoje mostra-se perceptível nas grandes cidades, mas
não só isso, revelou-se também nas tradições filosóficas indianas que aos poucos vem ganhando voz em
um ambiente outrora viciado. Deste modo, seria correto afirmar que com o desenvolvimento crítico
ocorrido no século XX, foi grande o aumento no número de traduções dos Upanisads, textos que
podem ser compreendidos como conhecimentos intimamente relacionados com a espiritualidade e
estritamente ligados às antigas especulações filosóficas dos Vedas3, tendo em vista à natureza do mundo
e da humanidade.4 Por outro lado, no que diz respeito à língua portuguesa, observa-se traduções que,
infelizmente, não seguem um determinado rigor acadêmico. Sendo assim, faz-se necessário estabelecer,
o mais rápido possível, um estudo crítico e hermenêutico acerca dos textos upanisádicos, uma vez que
as edições encontradas em português podem ser vistas como resultados de surtos esotéricos.
A necessidade de um estudo prévio que viabilize condições para a existência de uma boa tradução
direta o sânscrito para o português mostra-se evidente a partir de dificuldades lingúisticas que, na
maioria das vezes, causam grandes equívocos e possíveis inconsistências interpretativas. Por esta razão,
é tão necessário quanto justo que o estudo da filosofia e das ciências da religião de língua portuguesa
sejam contemplados com uma tradução segura e correta destes textos que não são apenas marcos de
uma linha de pensamento metafísico inovadora, mas também belíssimas obras literárias. O trabalho
aqui desenvolvido preocupou-se a todo momento com a manutenção do real significado das palavras
dos Upanisads e o respeito aos contextos, períodos e objetivos de suas composições, sem deixar que
algum tipo de esoterismo ou misticismo encobrisse seu valor metafísico, racional e argumentativo.
Metodologia
A temática referente à tradução e estudo dos Upanisads consiste num projeto pioneiro e, por este
motivo, é sinônimo de dificuldades. Em primeiro lugar, não existe em português uma tradução dos
3
4
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Termo originário do idioma sânscrito utilizado para se referir aos quatro conjuntos de tradições religioso-filosóficas
predominantemente orais e cujos mais antigos registros escritos datam de aproximadamente 1.500 a.C e correspondem ao
embasamento das escrituras consideradas sagradas para o hinduísmo, sendo avaliados como os mais antigos registros literários
dos povos indo-europeus. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Vedas>. Acesso em: 23 de janeiro de 2012.
WITZEL, Michael. Vedas and Upanisads. In: FLOOD, Gavin (ed.). The Blackwell Companion to Hinduism. Oxford:
Blackwell Publishing, 2003, cap. 3, p. 83.
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textos upanisádicos elaborada diretamente do sânscrito e sim empreendida a partir de outros idiomas,
principalmente europeus, apresentando, portanto, maiores chances de desgaste da originalidade da
mensagem transmitida pelo texto original. Com base nisto, no âmbito da presente pesquisa, optouse por aderir às obras redigidas em inglês e que constituem traduções oriundas do próprio sânscrito,
contudo, algumas referências bibliográficas em português foram utilizadas no intuito de servirem como
introdução ao tema investigado.
Com a intenção de ampliar o contato com a cultura do subcontinente indiano de uma forma mais
ampla e, consequentemente, auxiliar e facilitar a abordagem filosófica dos textos upanisádicos, optouse por inserir os pesquisadores no Núcleo de Estudos em Religiões e Filosofias da Índia (NERFI/UFJFCNPQ). Nesta perspectiva, a iniciativa de inserção num núcleo investigativo faz com que se mantenha,
necessariamente, contato com integrantes de outros níveis acadêmicos e acarreta, sucessivamente, em
um aumento da capacidade em lidar com temas ligados de forma direta e indireta com o assunto
abordado. Ressalta-se a participação dos bolsistas no minicurso sobre filosofias da Índia ministrado
pelo professor Dr. Purushottama Bilimoria, especialista com enfoque na tradição hindu e membro
do corpo docente da Universidade da Califórnia (Estados Unidos) e Universidade de Melbourne
(Austrália). Neste minicurso, a abordagem do professor Bilimoria centrou-se especificamente na análise
e explanação acerca das escolas filosóficas da Índia, são elas: Nyaya (escola filosófica cuja abordagem
é a lógica), Mimansa (escola filosófica cuja abordagem é a hermenêutica) e Vedanta (escola filosófica
cuja abordagem é a metafísica).
Sendo a Índia uma abordagem acadêmica ainda em florescimento no panorama brasileiro, o
levantamento bibliográfico solicitado pelo orientador surtiu pouco efeito quando houve consultas em
acervos de bibliotecas locais, como é o caso da Biblioteca Central da Universidade Federal de Juiz de
Fora e da que se encontra sob administração dos Redentoristas junto à igreja Nossa Senhora da Glória.
Diante de tal dificuldade, foi necessário repensar o método até então usado e, deste modo, optou-se
por fazer o levantamento através de uma ferramenta com maior territorialidade e, neste caso, o objeto
de escolha foi a internet. Dessa forma, houve a possibilidade da aquisição de um maior número de
informações não apenas em caráter nacional, como também em sites estrangeiros.
O trabalho em questão pode ser compreendido, até certo ponto, como uma atividade teórica
fundamentada na análise e interpretação de textos, visto que o projeto não se baseia totalmente no
levantamento de dados. Todavia, abarca também uma reflexão que visa à compreensão da própria
filosofia desenvolvida nos principais textos da tradição upanisádica, tais como: Isa, Kena, Svetasvatara,
Katha, Prasna, Mundaka, Taittiriya, Aitareya, Chandogya e Brhadaranyaka. Além disso, tal fato não exclui
o papel de destaque exercido pelo convívio entre o orientador e os bolsistas. Em suma, a metodologia
pode, desta maneira, ser resumida do seguinte modo: análise textual, atividades de extensão, pesquisas
através da internet e encontros entre o orientador e ambos os bolsistas.
Discussão e resultados
Os Upanisads foram redigidos em sânscrito, a língua do conhecimento na Índia, e suas composições
podem variar entre alguns parágrafos, dezenas ou centenas de páginas. Diante de tal afirmação, podem
se apresentar tanto na forma prosaica quanto em versos ou em ambas as modalidades. A palavra
Upanisad denota uma característica marcante dos textos. Ela aponta para o caráter pedagógico que,
por sua vez, é muito semelhante ao modelo socrático da maiêutica tão difundido por Platão em seus
inúmeros diálogos; em acréscimo a esta característica, não se deve colocar de lado o caráter instrucional
do processo de aprendizagem aí ministrado. Trata-se de um diálogo instrutivo entre mestre e discípulo
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que pode ser expresso numa relação entre homens, entre deuses e homens, entre marido e mulher,
entre pai e filho, ou outros, e que visa transmitir gradualmente a mensagem profunda a respeiro da
não-diferença fundamental entre atman (modo de ser da totalidade) e brahman (totalidade). Diante
das afirmações aqui constatadas, observe o trecho a seguir e a preocupação nele contida acerca da
necessidade filosófica de se reduzir os aspectos da multiplicidade tendo em vista a unidade:
No início havia a existência, apenas Um, sem segundo. Alguns dizem que no
início havia apenas a não existência, e que dela nasceu o universo. Porém, como
poderia ser tal coisa? Como poderia a existência nascer da não existência? Não,
meu filho, no início havia apenas a existência (ser) – somente um, sem que houvesse outro. Ele, o Uno, pensou: Serei muitos, expandir-me-ei. Assim, projetou
o universo a partir de si mesmo, e entrou em cada ser, em tudo. Tudo o que
existe possui o seu ser somente nele. Ele é a verdade. Ele é a essência sutil de tudo
(...) (CHANDOGYA-UPANISAD, 1987, p. 46).
A palavras Upanisad é composta de três partes: o prefixo upa significa “junto a”, -ni- transmite
a ideia de “abaixo” e a raiz verbal sad significa “sentar” – literalmente, “sentar-se junto a” um mestre,
alguém acima de sua posição, a fim de aprender. É importante levar-se em conta o caráter didático dos
Upanisads: neles há um tema claro a ser tratado (a eliminação dos erros sobre a natureza de si mesmo e
a postulação da não-dualidade entre o micro e o macrocosmo); e uma metodologia própria para tratá-lo.
A matéria-prima da investigaçã upanisádica é, como já mencionado, a relação atman-brahman,
o Eu individual e o Eu Universal, a força imperecível e verdadeira por trás do mundo fenomênico e a
sua manifestação individual, oculta nas profundezas do coração humano. A versão escrita dos textos
subordina-se ao diálogo oral que contém, de forma definitiva, os ensinamentos a serem transmitidos. É
relevante que o leitor ocidental dos Upanisads tenha em mente que neles não se encontram esquemas
filosófico-racionais nos moldes iluministas ocidentais, mas, ao invés, reflexões que o impelem, num
sistema que promove a faculdade da intuição e a realização do que pertence ou não à realidade, do
permanente e do transitório, a uma transformação espiritual visando uma melhor condição da vida
e de felicidade. Esta perspectiva indiana de busca da felicidade como condição inerente à condição
humana é igualmente constatada na filosofia aristotélica. Por um lado, o autor grego ressalta que “se a
felicidade consiste na atividade conforme a virtude, será razoável que ela seja também uma atividade
em consonância com a mais alta virtude” (razão) (ARISTÓTELES, 2004, p. 228). Por outro, a tradição
filosófica indiana também postula que “com a ajuda da mente e do intelecto, impede que os sentidos
se apeguem aos objetos do prazer” (SVETASVATARA-UPANISAD, 1987, p. 72). Portanto, a Índia
não deve ser concebida como aquela que é em si mesma a estraga prazeres, o que ela propõe é uma
caminhada em concordância com as diretrizes do intelecto e, acima de tudo, a vivência do prazer a
partir do desapego e da emancipação da natureza humana em relação ao mundo no qual o homem
encontra-se localizado.
A inserção do intelecto no plano prático não consiste em afastar do indivíduo aquilo que lhe é
causa de prazer, seu objetivo é resolver o problema referente à causa do sofrimento, o apego excessivo.
Deste modo, ressalta-se que a proposta central é conhecer melhor as coisas que envolvem o ser humano
no decorrer de sua existência, de modo que, a partir do momento em que se inicia um processo
de compreensão mais intenso, passa-se a avaliar o mundo de forma mais profunda. Seria correto
afirmar que neste processo surge o conhecimento das essencialidades das coisas, a razão não deve ser
compreendida como aquela que afasta os objetos prazerosos, mas, sim, como a responsável por ensinar
acerca da natureza de cada um.
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O presente projeto de pesquisa abarcou em si uma gama de tendências que são responsáveis por
delinear a importância e originalidade dos textos upanisádicos enquanto construção filosófica; além
disso, contribui no sentido de reafirmar a necessidade do meio acadêmico brasileiro posicionar-se de
forma mais clara a favor do reconhecimento da tradição indiana como um discurso que vai além de
meras práticas religiosas. Sendo assim, destaca-se, em primeiro lugar, a necessidade de se criar um suporte
para acompanhar a elaboração de uma edição crítica dos principais textos da tradição upanisádica em
língua portuguesa. Em segundo lugar, a análise a respeito da tradição racional indiana abriu espaço
para a consolidação de um estudo comparativo entre o aspecto religioso-filosófico hindu e as religiões
e filosofias desenvolvidas em outros contextos civilizacionais, de modo especial, como constatado,
a Grécia. Ainda nesta perspectiva, pretende auxiliar na compreeensão das peculiaridades do idioma
sânscrito como uma língua sagrada e de filiação indo-europeia. Por fim, esta pesquisa possibilitou a
percepção de uma distinção temática no interior dos Vedas, em outras palavras, clarificou que há em
tais textos práticas religiosas com ênfase ritualística e reflexões filosóficas com vistas à soteriologia. Em
consequência disso, a investigação empreendida permite verificar que existe na tradição upanisádica
condições de apontar dado encaminhamento soteriológico fundamentado numa postura racional, ou
seja, a razão adquire papel indispensável no ato de suprimir a ignorância e os entraves que dificultam
o vislumbre do mundo a partir de uma perspectiva clarificadora.
Conclusão
Tendo em vista o momento em que se trata da semelhança filosófica entre a Índia e a Grécia,
observa-se, consequentemente, por causa das convenções estabelecidas no decorrer da história,
justapostos frente a frente partes integrantes tanto do Oriente (Índia) quanto do Ocidente (Grécia).
Embora a relação ocidental-oriental seja marcada por uma herança conflituosa, ambas constituem
realidades muito próximas, tal como se observou no que tange ao aspecto racional. Contudo,
nesta perspectiva, é muito interessante evidenciar que o Oriente não é algo simplesmente situado
no espaço, muito pelo contrário, ele deve ser compreendido como algo que possui historicidade e
tradição de pensamento. É evidente que tanto a Grécia como a Índia não são capazes de traduzir em
si mesmas todas as manifestações culturais ocidentais e orientais, mas evidenciam o quão similar e não
antagônica pode ser tal relação. Além disso, a existência de uma porção geográfica ocidental só pode
ser reconhecida como tal tendo em vista a ocasião em que o Oriente passa a existir, ou seja, nessas
condições nota-se uma espécie de completude mútua. É nesta perspectiva que Edward Said constrói
a seguinte afirmação:
O oriente não é um fato inerte na natureza. Não está simplesmente lá, assim
como o próprio ocidente não está apenas lá. Devemos levar em consideração
a notável observação de Vico, segundo a qual os homens fazem a sua própria
história e que só podem conhecer o que fizeram e aplicá-la à geografia: como
entidades geográficas e culturais – para não falar em entidades históricas -, os
lugares, regiões e setores geográficos tais como o “oriente” e o “ocidente” são
feitos pelo próprio homem. Portanto, assim como o próprio ocidente, o oriente
é uma ideia que tem uma história e uma tradição de pensamento e imagística
e vocabulário que lhe deram realidade e presença no e para o ocidente. As duas
entidades geográficas, desse modo, apoiam e, em certa medida, refletem uma a
outra (SAID, 1990, p. 16-17).
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Este artigo não pretende retirar do povo grego o mérito por ter iniciado o pensamento filosófico
tal como é concebido tradicionalmente, ou seja, falar em “milagre grego” não é atribuir o surgimento
da filosofia na Grécia como algo inexplicável, mas como um evento histórico que lá ocorre e se estende
para além das próprias fronteiras gregas e de suas colônias. Além do mais, a demonstração de que na
Índia houve um pensamento racional serve para expurgar, principalmente do meio acadêmico, o lema
de que o pensamento oriental não se enquadra no rigor filosófico do ocidente.
Agradecimentos
A consolidação do presente projeto tornou-se realidade não por causa das facticidades que
compõem a existência humana, mas por razões que não poderiam deixar de ser ressaltadas. Diante
deste fato, gostaríamos de demonstrar nossos mais sinceros agradecimentos à PROPESQ (UFJF), ao
Conselho Nacional de Pesquisa (CNPQ) e, além disso, à Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas
Gerais (FAPEMIG). Cabe também gratidão àqueles que direta ou indiretamente contribuíram para
que este trabalho fosse concluído, de modo especial rendemos graças ao Professor e amigo Dilip
Loundo, aos doutorandos José Abílio Pérez e Gisele Lemos, uma vez que sempre estiveram presentes
no decorrer das atividades.
Study and translation of the original in Sanskrit
of the Upanisads
Abstract
The purpose of this article focuses more intensely on two aspects: firstly, it underlines and deals
with the necessity of creating a critical view about the philosophical texts of Indian culture, the
Upanisads. In this way, the research provides greater background knowledge about the theme
developed in this cultural context. Secondly, in turn, this study aims to highlight the development of a better translation into Portuguese; in addition to that, it offers the foundations for the
expansion of an unexplored field in Brazilian academy. Furthermore, the perspective of the current analysis makes it possible to compare some thoughts contained in the Upanisads texts with
systematizations by Greek philosophers during the ancient times and, consequently, it indicates
that Indian Subcontinent was able to produce a genuine philosophical posture.
Keywords: Philosophical posture. Upanisads. Translation. Indian culture. Greek philosophers
Referências
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ANALISE COMPARATIVA ENTRE OS SISTEMAS
NACIONAIS DE SAÚDE DO BRASIL E DA ARGENTINA
Ignacio José Godinho Delgado1
Ana Cléa Souza dos Santos2
Maedison de Souza3
Resumo
O presente artigo tem por objetivo apresentar os resultados parciais da pesquisa intitulada “Bem
Estar Social, Saúde e Indústria Farmacêutica”. O estudo pretende analisar as relações entre a
indústria farmacêutica e o sistema de saúde, em países selecionados, com foco no impacto produzido pelas alterações no ambiente regulatório internacional, a partir da instituição do TRIPS.
Neste trabalho são expostos os resultados do levantamento sobre os sistemas de saúde do Brasil
e da Argentina em perspectiva comparada.
Palavras-chave: Sistemas de saúde. Proteção social.Brasil. Argentina
1. Introdução
Este artigo apresenta os resultados parciais da pesquisa coordenada pelo professor Ignacio José
Godinho Delgado, intitulada “Bem Estar Social, Saúde e Indústria Farmacêutica”. O projeto tem como
objetivo geral investigar as relações entre Sistemas de Saúde e a Indústria Farmacêutica no contexto
que se abre com a fixação, em 1994, do marco regulatório internacional TRIPS (Agreement on TradeRelated Aspects of Intellectual Property Rights), que estabeleceu regras mais rígidas sobre propriedade
intelectual. A pesquisa investiga os casos do Brasil, Argentina e Inglaterra. Identificar os formatos
dos sistemas de saúde desses países é primordial para compreender as relações que estabelecem com
a indústria farmacêutica. Neste artigo, nos atemos apenas aos casos de Brasil e Argentina, esboçando
uma análise comparativa entre os sistemas de saúde dos dois países.
1
2
3
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Professor orientador do Departamento de História da Universidade Federal de Juiz de Fora. Juiz de Fora, Minas Gerais, Brasil.
Bolsista do Programa PIBIC/CNPq/UFJF.
Bolsista do Programa BIC/UFJF.
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2. Metodologia
A metodologia da pesquisa tem envolvido o levantamento das características dos sistemas de
saúde dos países selecionados, enfatizando as mudanças nos mecanismos de financiamento, gestão e
acesso definidos desde a década de 1980 até hoje, assim como a busca de informações sobre o setor
farmacêutico dos três países. Também tem buscado identificar os temas da agenda da política de saúde
de cada país, desde a década de 1980 até hoje, a fim de verificar os temas que afetam cada um dos atores
sociais relacionados à operação do sistema de saúde, em especial os assuntos que interessam a indústria
farmacêutica. O posicionamento do setor farmacêutico tem sido pesquisado a partir de documentos das
associações representativas da indústria farmacêutica. Para o Brasil tem destaque a Associação Brasileira
das Indústrias de Química Fina, Biotecnologia e suas Especialidades (ABIFINA) e a Associação da
Indústria Farmacêutica de Pesquisa (INTERFARMA), para a Argentina a Cámara Industrial de
Laboratorios Farmacéuticos Argentinos (CILFA) e a Cámara Argentina de Especialidades Medicinales
(CAEMe). As informações sobre os sistemas de saúde foram buscadas nas fontes disponibilizadas pelas
agências governamentais responsáveis pela direção dos sistemas nacionais de saúde e pela Organização
Mundial da Saúde.
3. Resultados e discussão
Numa perspectiva sintética de diferentes formulações, os sistemas de proteção social podem
ser classificados como universais, corporativos e liberais (Esping-Anderson, 1990; Rimlinger, 1977;
Titmus, 1958). Nos primeiros, predomina o acesso pleno dos cidadãos aos diferentes benefícios
e serviços, custeados por impostos gerais. Nos segundos, tem destaque a presença de mecanismos
ocupacionais na definição do acesso, com o custeio realizado através de contribuições compulsórias
de trabalhadores e empresários. Por fim, nos sistemas liberais, têm destaque os testes de meios para o
acesso da população mais carente ao sistema público, custeado por impostos, ao lado de significativa
oferta privada de diversos serviços. Na caracterização dos sistemas de saúde, os mecanismos de acesso
e a propriedade dos “fatores médicos de produção” têm sido considerados como elementos centrais
(Albuquerque & Cassiolato, 2000). Num extremo, aparecem os casos em que prevalece a rede hospitalar
pública, custeada por impostos, com garantia de acesso universal ao atendimento. Noutro, prevalece
a medicina liberal e os seguros privados, com predomínio da rede hospitalar privada. Numa posição
intermediária, aparecem sistemas em que o acesso aos serviços de saúde efetua-se através de seguros
de perfil predominantemente ocupacional, combinados à presença, maior ou menor, da propriedade
privada dos fatores de produção.
Os sistemas de saúde do Brasil e da Argentina surgiram com configurações similares, de acesso
definido por perfil ocupacional e custeio garantido por contribuições compulsórias de empregadores
e empregados (Delgado, 2001; Menicucci, 2007; Piola & Cavalcanti, 2006; Obras Sociales, S.D.) Os
institutos de previdência social brasileiros, criados na década de 1930, e os de obras sociais argentinas,
impulsionadas a partir da criação da Comision de Servicio Social na década de 1940, asseguravam
aos seus associados o atendimento à saúde segundo critérios diferenciados, conforme a categoria
profissional que representavam.
No caso brasileiro, contudo, uma série de mudanças foi definindo a construção de um sistema
público e universal, franqueado a todos os cidadãos, embora segmentos de renda média e alta prefiram
a utilização da medicina liberal e dos planos de saúde para o acesso à rede hospitalar privada, cujo peso
é superior à sua congênere argentina. Vale registrar a instituição da Lei Orgânica da Previdência Social
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(LOPS) em 1960, que uniformizou benefícios e serviços no âmbito dos diferentes institutos de previdência
brasileiros; a criação do INPS em 1966, que unificou administrativamente o sistema, e a Constituição de
1988, que instaurou o acesso universal aos serviços públicos de saúde, com a criação do Sistema Único
de Saúde (SUS). Nos termos da Carta de 1988, recursos advindos de outras fontes seriam agregados às
contribuições de trabalhadores e empresários para o custeio da seguridade social, proclamada como uma
ordenação a agrupar saúde, previdência social e assistência num mesmo arranjo institucional. Todavia,
não foi efetivamente criada uma agência unificada para a gestão da Seguridade Social. Assim, na área
de saúde, a condução do sistema permaneceu sob a direção do Ministério da Saúde, criado em 1953,
formalmente secundado pelo Conselho Nacional de Saúde e pelas Conferências de Saúde. O Ministério
da Saúde, por seu turno, atribui aos Estados e municípios a gestão dos recursos e da rede de serviços,
segundo critérios de credenciamento definidos nacionalmente. Na Carta de 1988, os serviços prestados
pela rede hospitalar privada foram definidos como componentes da saúde suplementar. Entretanto, uma
vez que os hospitais públicos representam uma parcela minoritária na oferta de leitos no conjunto do
sistema, o SUS vale-se permanentemente da contratação de serviços fornecidos pela rede privada.
As dificuldades fiscais da previdência social, as restrições orçamentárias derivadas das políticas
macroeconômicas levadas a efeito pelos diferentes governos brasileiros desde 1990 e a ambiguidade na
definição das fontes de custeio erodiram a perspectiva de um orçamento unificado da seguridade social,
além de favorecer a operação cada vez mais segmentada da saúde pública e da saúde suplementar (Ugá
& Marques, 2005; Bahia, 2005; Menicucci, 2007). A criação da Agência Nacional de Saúde em 1998
consagra a dissociação entre os dois sistemas, ao erigir uma arena regulatória distinta do Conselho
Nacional de Saúde, até então a instância unificada de deliberação em torno da agenda do sistema de
saúde brasileiro (Menicucci, 2007). Por seu turno, o custeio do sistema público apresentou trajetória
marcada pela incerteza. A criação da Contribuição Provisória sobre Movimentação Financeira (CPMF)
em 1997 definiu uma fonte de recursos específica para a área, distinta do que deveria ser o orçamento
da seguridade social e, em 2000, a Emenda Constitucional nº 29 definiu que 10% dos tributos federais
e 12% dos tributos estaduais deveriam ser destinados à saúde. A CPMF, contudo, foi extinta em 2008
e a Emenda Constitucional nº 29 ainda não foi regulamentada.
Não obstante as dificuldades apontadas acima, a criação do SUS operou positivamente na
melhoria das condições de saúde da população brasileira. Ampliou-se consideravelmente a atenção
primária à saúde e universalizou-se o acesso à atenção secundária e terciária, embora permaneçam
gargalos em sua operação, por força do predomínio da oferta privada de leitos e exames laboratoriais,
acarretando, com frequência, disputas judiciais envolvendo o SUS e os hospitais particulares. Por
seu turno, o sistema público tem garantido o acesso gratuito a medicamentos e a tratamentos mais
complexos, estes com disposição positiva da rede privada, uma vez que na atenção quaternária o SUS
remunera os hospitais com valores elevados. Em boa medida, os resultados da operação do sistema de
saúde brasileiro aparecem na melhoria de diversos indicadores nos últimos anos.
Na Argentina, tal como no Brasil, o sistema público de saúde convive com um importante setor
privado, com a presença de hospitais particulares e planos de saúde (medicina pré-paga). Todavia,
permanecem com peso expressivo nos sistema de saúde as obras sociais, nacionais e provinciais,
gerenciadas pelos sindicatos, que em sua maior parte contratam serviços ao setor privado (tab.I.). As
obras sociais dão continuidade às experiências mutualistas presentes no país até a década de 1940,
sendo formalmente integradas ao sistema de saúde em 1944 (Obras Sociales, S.D). Na década de 1950
e 1960 conhecem grande impulso, embora em 1960 fossem responsáveis pela cobertura de menos de
30% da população argentina.
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Tab. I
Cobertura em Saúde conforme natureza do prestador (%)
Argentina
Brasil
Setor Público
38
74
Setor Privado
12
26
Obras Sociais
50
-
Total
100
100
Fonte: OPAS/OMS, 2006
Na Argentina não se processou a unificação administrativa das obras sociais, tal como ocorreu no
Brasil com o INPS, apesar de esforços nesta direção terem sido verificados durante os governos militares
na década de 1980. Tampouco foi instituído um sistema público de acesso universal, embora a criação do
Instituto Nacional de Obras Sociales (INOS) e do Fondo de Redistribuicion, em 1970, tenham logrado elevar
a cobertura no atendimento à saúde a mais de 70% da população, sem, contudo, eliminar as desigualdades
derivadas dos recursos diferenciados de que dispõem as diversas obras sociais (Piola & Cavalcanti, 2006).
O atendimento no setor público, custeado por impostos, é uma atribuição precípua das províncias,
conquanto o governo central esteja presente com as delegacias e superintendências do Ministério de La
Salud, criado em 1949, além de outros organismos descentralizados e do Instituto Nacional de Serviços
Sociais para Aposentados e Pensionistas, cujo orçamento foi incorporado ao orçamento nacional. O setor
privado integra-se ao sistema através dos seguros médicos individuais, assim como do gerenciamento ou
prestação de serviços complementares oferecidos por algumas obras sociais.
Além das dificuldades financeiras das obras sociais, o grande dilema do sistema de saúde na
Argentina tem sido sua reduzida capacidade de coordenação (Maceira, 2003; Maceira & Cintia y
Olaviaga, 2010). Na ausência de um sistema efetivamente unificado, diversas iniciativas têm sido
tomadas para conferir certa homogeneidade ao atendimento, além do Fondo de Redistribuicion,
apontado acima. Pode-se nomear, dentre outros, o Programa Medico Obligatorio e o programa Remediar,
de 2002. O primeiro estabelece um patamar mínimo para o atendimento conferido pelas obras sociais,
enquanto o segundo objetiva garantir a provisão básica de medicamentos para a população mais
carente (Argentina, S.D.; BDO, 2008). De todo modo, a Argentina, em que pese a deterioração geral
das condições sociais desde o final da década de 1990, especialmente após a crise de 2001, apresenta
indicadores de saúde superiores à maior parte dos países latino-americanos.
No que toca à relação do sistema de saúde com a indústria farmacêutica, as agências mais
importantes nos dois países são a Agencia Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) e a Administración
Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica (ANMAT). A primeira é responsável pela
avaliação, autorização e registro dos medicamentos lançados no mercado brasileiro, mas tem atribuições
muito mais amplas que suas congêneres em outros países. Ela é responsável, também, pela fiscalização
da rede de distribuição e venda de medicamentos e participa do controle de preços destes, uma vez
que dirige a Câmara de Regulação do Mercado de Medicamentos, organismo interministerial criado
em 2004 para definição de normas relativas à fixação dos preços dos medicamentos. Além disto, desde
1999, participa do processo de registro de patentes, atribuição precípua do Instituto Nacional de
Propriedade Industrial (INPI). O dispositivo que regula esta última atribuição é a “licença prévia”,
regulada pela Medida Provisória nº 2.006/1999 e, posteriormente, pela Lei nº 10.196, de 2001, que
criam a exigência de autorização preliminar da ANVISA às patentes de produtos relacionados à área de
saúde que buscam registro no INPI.
A ANMAT, por seu turno, é responsável apenas pela avaliação, autorização e registro dos
medicamentos lançados na Argentina. O registro de patentes é feito no Instituto Nacional de La Propriedad
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Industrial (INPI), a fiscalização da rede de distribuição é atribuição da Dirección de Fiscalización
Sanitaria del Ministerio de Salud y Ambiente de la Nación e o controle de preços de medicamentos cabe
à Secretaría de Comercio del Ministerio de Economía de la Nación. De fato, entretanto, os preços dos
medicamentos na Argentina não são objeto de controle regular.
4. Conclusão
Os sistemas de saúde do Brasil e da Argentina surgiram com configurações semelhantes, porém
a trajetória histórica de cada um levou à formação de modelos diferenciados de atendimento a saúde,
mas que ainda guardam algumas semelhanças entre si. A participação dos provedores privados ao lado
do setor público aproxima o sistema de saúde brasileiro do argentino. Eles distinguem-se, contudo, no
acesso (universal no Brasil, ocupacional na Argentina), na coordenação (acentuada no Brasil, reduzida
na Argentina), na composição da oferta de serviços (no Brasil, não há um rede de seguros de perfil
ocupacional) e na estrutura do gasto com saúde, embora, neste caso, haja uma tendência à relativa
aproximação.
COMPARATIVE ANALYSIS OF THE NATIONAL HEALTH SYSTEMS
OF BRAZIL AND ARGENTINA
Abstract
The following article intends to present partial results of the research named “Social Welfare, Health and Pharmaceutical Industry”. The study aims to analyze the relationships between
the pharmaceutical industry and the health system, in selected countries, focusing on the impact produced by changes in the international regulatory environment, since the imposition of
TRIPS. This paper sets out the results of the survey on the health systems of Brazil and Argentina in comparative perspective.
Keywords: Health systems. Social protection. Brazil. Argentina
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LETRAMENTO LITERÁRIO:
O ENEM E A FORMAÇÃO ESCOLAR DO
LEITOR DE LITERATURA
Alessandra Alevato Leal1
João Victor Gama Silva1
Begma Tavares Barbosa2
RESUMO
Principal forma de acesso ao ensino superior, o Exame Nacional do Ensino Médio – ENEM –
modela os currículos do Ensino Médio, forjando não só os conteúdos, mas as práticas a serem
desenvolvidas na escola. Este trabalho investiga a adequação entre as práticas de letramento
literário escolar presumidas pela prova do ENEM e as orientações dos documentos oficiais para
a formação do leitor de literatura. Os dados foram recolhidos de todas as provas do ENEM –
aplicadas entre 1998 e 2011 – das quais foram selecionadas as questões relativas ao campo da
literatura. Procedeu-se à análise qualitativa e quantitativa dos dados que aponta para o seguinte
resultado parcial: a predominância de questões focadas na atividade interpretativa sinaliza a possibilidade de superação de um modelo de trabalho com a literatura voltado mais para o estudo
teórico e histórico do texto literário que para o desenvolvimento de habilidades de leitura e contato efetivo e subjetivo com o texto. Por outro lado, há ainda equívocos na abordagem do texto
literário no referido exame, dentre os quais destacamos a persistente existência de questões que
desconsideram o texto selecionado para análise. São questões que atuam em prejuízo da compreensão de que o texto deve estar no centro de qualquer prática de letramento literário e de que os
conhecimentos teóricos sobre o campo da literatura devem subsidiar as práticas de leitura. Outros tipos de questões que podem atuar em prejuízo do objetivo principal da literatura na escola
são aquelas que requerem a mera identificação de recursos do literário ou, ainda pior, aquelas
focadas na aferição de conhecimentos sobre a linguagem, permitindo-se que o texto literário
torne-se pretexto para a avaliação de habilidades gerais de leitura.
Palavras-chave: Letramento. Literatura. ENEM.
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2
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Bolsista do Programa PROBIC JÚNIOR FAPEMIG/UFJF.
Professora orientadora. Colégio de Aplicação João XXIII / UFJF. Departamento de Letras e Artes. Rua Visconde de Mauá, 300.
Telefone: 3229-7607. E-mail: [email protected]
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Introdução
O trabalho com a literatura, na escola, segundo as Orientações Curriculares Nacionais para o
Ensino Médio (BRASIL/MEC, 2006), afeta, sobretudo, um dos principais objetivos dessa etapa da
escolarização, qual seja: “o aprimoramento do educando como pessoa humana, incluindo a formação
ética e o desenvolvimento da autonomia intelectual e do pensamento crítico” (LDBEN, 1996, Art.35).
Esse aspecto da formação do jovem estudante seria garantido, segundo as Orientações Curriculares,
mediante o cumprimento do objetivo “prioritário” da disciplina no currículo do Ensino Médio: “
“letrar” literariamente o aluno, fazendo-o apropriar-se daquilo a que tem direito” (BRASIL/MEC
2006, p. 54). Para cumprir com esses objetivos, as Orientações Curriculares sinalizam, ainda, que
“não se deve sobrecarregar o aluno com informações sobre épocas, estilos, características das escolas
literárias” (BRASIL/MEC 2006, p. 54).
O que aqui estamos chamando “letramento literário” pode assim definir-se:
“o termo “letramento literário” aponta para a necessidade de se conceber uma
expressão que dê conta dos usos sociais da leitura literária, principalmente, mas
também desse tipo de escrita. O letramento literário pressupõe a formação de
leitores capazes de escolher autonomamente os livros literários que desejam ler,
que transitem conscientemente pela literatura e até mesmo por outras formas
de manifestações artístico-culturais intrinsecamente ligadas à literatura (...)”.
(CORREA 2013:03)
Os programas oficiais para o ensino da literatura têm caminhado numa direção interessante na
medida em que assumem a centralidade da leitura do texto literário nas aulas de literatura3. Embora
nos pareça bastante óbvio que para formar o leitor de literatura é preciso, principalmente, que se leia
literatura na escola, esse não tem sido o projeto assumido pelos professores. Algumas investigações
no campo do letramento literário têm sinalizado a persistência, na escola, de práticas centradas no
“estudo teórico da literatura” (GRIJÓ & PAULINO, 2005) e não exatamente na formação de leitores,
compreendida como o aprendizado de habilidades para ler e para gostar de ler literatura (BARBOSA,
2011). Por outro lado, o debate sobre o modelo de leitor de literatura “presumido” pelas provas do
Enem já ganhou espaço, inclusive, em jornais e revistas.
A compreensão do valor da Literatura, entendida como expressão artística, e o reconhecimento
de que o acesso a ela é um direito de todo cidadão (CÂNDIDO, 2004) parece-nos fundamental para
que se altere o trabalho com a Literatura hoje desenvolvido nas escolas. Enquanto representação da
experiência humana, a literatura, “nos permite entender quem somos e aonde chegamos” (CALVINO,
2004, p. 16). Cândido (2004), em texto que trata do tema “direitos humanos e literatura”, argumenta
também sobre o poder formador dos textos que trazem “livremente em si o que chamamos de bem e o
que chamamos de mal” (CÂNDIDO, 2004, p. 176) e, por isso, “humanizam”.
Ante o pragmatismo da escola, a Literatura tem a oferecer espaços formativos de reflexão e
exercício do pensamento e também espaços de fruição e experiência estética. Haverá, além disso, outros
motivos para ler literatura na escola: conhecer parte de nosso patrimônio cultural e artístico, conhecer a
história de nossa literatura, conhecer nossos grandes autores, refletir sobre um tempo histórico a partir
de suas manifestações artísticas e literárias... Alguns deles mais, outros menos justificáveis, dependendo
3
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Estamos nos referindo aos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Fundamental e para o Ensino Médio, bem como a
documentos complementares aos Parâmetros: os PCN+ (Ensino Médio) e as Orientações Curriculares Nacionais para o Ensino
Médio.
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de “com quem” o professor lê literatura ou “para quê/quem” prepara suas aulas. No entanto, alguns
“desvios” operados pelo processo de escolarização – como a precedência de estudos teóricos sobre
a leitura de literatura – devem ser contornados, de modo a se consolidarem práticas centradas no
letramento literário, até mesmo para que o trabalho em torno dos “outros objetivos” da disciplina
obtenha sucesso ou faça sentido.
O trabalho de pesquisa cujos resultados parciais apresentamos neste artigo insere-se nos estudos do
Letramento (SOARES 2006) e do Letramento Literário (PAULINO: 2001) e investiga a consonância
entre o objetivo da Literatura no currículo do E.M. – qual seja, a promoção do letramento literário dos
alunos – e a abordagem do literário no ENEM, avaliação que, como sabemos, tem o poder de modelar
o currículo escolar, indicando conteúdos e práticas de ensino.
A consideração da matriz de referência do ENEM4 revela a possibilidade de impactar positivamente
as práticas tradicionais, centradas em estudos sobre literatura e não exatamente na promoção do
letramento literário. Isso principalmente porque as competências aferidas pelo exame parecem valorizar
a atividade interpretativa, e os conhecimentos sobre literatura, tidos como secundários, atuariam nessa
atividade5.
No entanto, a análise dos dados deste trabalho de pesquisa revela, tendo em vista o projeto de
letrar literariamente os alunos, alguns desvios. É o que discutiremos nas seções seguintes.
Metodologia
Para analisarmos a adequação dos itens6 (ou questões) do Enem ao objetivo do trabalho com
a literatura no Ensino Médio, selecionamos todas as “questões de literatura” de todos os exames
aplicados7. Foram consideradas questões de literatura aquelas que envolviam: i) a seleção de gêneros
literários (poemas, contos, romances, crônicas, etc.); ii) a seleção de textos de autores de literatura; ii)
a aferição de habilidades associadas ao domínio de recursos e estratégias do literário8.
Os dados foram organizados em cinco categorias, considerando-se o tipo de habilidade ou
domínio de conhecimento avaliado pelo item. Os itens foram, então, categorizados a partir dos
seguintes critérios:
i) Aferição da habilidade de compreensão textual – itens que envolvem, centralmente, a avaliação da
capacidade de construir sentido do texto, como um todo, ou de parte dele.
ii) Aferição da habilidade de compreensão textual apoiada em conhecimento teórico – itens que
envolvem a avaliação da capacidade de construção de sentido do texto e, ao mesmo tempo, o domínio
de algum conhecimento sobre literatura que deve ser mobilizado na atividade interpretativa.
4
5
6
7
8
A matriz pode ser acessada em: <http://portal.mec.gov.br/index.php?Itemid=310>
Ao afirmarmos que a matriz “parece valorizar” a atividade interpretativa estamos assumindo que, em vários tópicos, ela nos
parece vaga na indicação do tipo de habilidade/competência que está sendo aferida. Sua análise mais detida é objeto da presente
pesquisa.
Um “item” é cada uma das questões de múltipla escolha que compõem as avaliações em larga escala, como o ENEM. Cada item
deve avaliar uma única habilidade.
O exame institui-se em 1998. Foram analisadas as provas de 1998 a 2011, inclusive a prova anulada no ano de 2009. É
importante que se esclareça que não há no ENEM uma Prova de Literatura, o que colocou dificuldades à seleção dos dados. De
feição interdisciplinar, as provas organizam-se por área de conhecimento. As competências associadas ao literário são aferidas na
prova de Linguagens, Códigos e suas Tecnologias.
Para tornar mais claro este critério podemos considerar, por exemplo, um item que selecione para análise uma letra de música e
proponha a interpretação de uma metáfora textual.
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iii) Aferição de domínio de conhecimento teórico – itens que envolvem centralmente o domínio de
conhecimento sobre literatura.
iv) Aferição de habilidades e domínio de conhecimentos relativos a recursos e estratégias de elaboração
do texto literário – itens que envolvem a capacidade de lidar com recursos e estratégias bastante
mobilizados pela literatura (como as figuras de linguagem, o narrador, etc.), ora avaliando-se a
mera identificação desses recursos e estratégias, ora avaliando-se a capacidade de construir sentido
deles ou de identificar seu efeito discursivo, sua função no texto.
v) Aferição de conhecimentos linguísticos e metalinguísticos menos relevantes à abordagem do
literário – itens que envolvem um tipo de conhecimento que, embora possa auxiliar a atividade
de construção de sentido – como o conhecimento sobre os conectores oracionais e seus valores
semânticos, ou sobre a questão da variação linguística – não se relaciona, estritamente, à capacidade
de leitura e conhecimento do literário. Tais itens poderiam ser elaborados utilizando-se quaisquer
textos que não os literários.
Apresentamos, a seguir, a discussão dos resultados da pesquisa.
resultados e dIsCussão
Considerando-se que o objetivo principal da Literatura no EM é o letramento literário dos
jovens e que, portanto, as práticas escolares devem centrar-se na leitura de textos e não em estudos
teóricos, os dados da pesquisa permitem avaliar positivamente, com algumas ressalvas, o tratamento
do literário no ENEM, como demonstra o gráfico I:
Gráfico 1
Grande parte das questões (43,36%) está voltada para a aferição da capacidade de compreensão
textual, ou seja, para a avaliação de habilidades de construção de sentido do texto em questão. As
principais habilidades aferidas referem-se à: i) produção do sentido global do texto; ii) produção de
uma inferência informacional: iii) relação entre partes do texto; iv) relação de sentido entre textos.
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Um segundo grupo de itens (16,81%) afere, segundo nossa análise, tanto a capacidade de
compreensão textual quanto o domínio de conhecimento sobre literatura. Conhecimentos sobre
o contexto histórico, social e político de produção do texto, sobre a estética a que costuma estar
vinculado, sobre seu autor, por exemplo, estão implicados em questões que avaliam, como as anteriores,
habilidades de leitura.
Um percentual mínimo de itens (1,77%) avalia centralmente o domínio de conhecimento
teórico referente ao campo da literatura, particularmente o conhecimento sobre as estéticas literárias
e seus traços característicos. A resolução desse tipo de questão costuma prescindir da leitura do texto
literário que a acompanha.
Considerando-se esses três grupos de itens, podemos afirmar que o ENEM tende a valorizar a
capacidade de ler literatura mais que o domínio de conhecimentos teóricos. Portanto, conhecimentos
sobre literatura – como indicado na Matriz de Referência do ENEM – não estão ausentes do exame,
embora tenham nele um valor secundário9.
Um outro grupo de itens merece atenção por sua relevância: aqueles que consideram os
procedimentos de construção do texto literário (19, 47%). Nesse grupo, distribuem-se as subcategorias
apresentadas no gráfico 2.
Gráfico 2
Habilidade e domínio de conhecimentos
relativos a recursos de elaboração do texto
literário
Identificação de recurso/figura de
linguagem
18,18%
31,82%
Construção de sentido de
expressões da linguagem
figurativa
Identificação de uma estratégia
textual: narrador,
intertextualidade etc
22,73%
Reconhecimento do efeito
discursivo de recurso do literário
27,27%
A capacidade de interpretar construções figurativas – metáforas, metonímias, personificações,
etc. – altamente elaboradas nos textos poéticos, por exemplo, ou a capacidade de lidar com estratégias
narrativas, como a escolha do narrador – fazem parte do processo de formação do leitor de literatura.
No ENEM, há itens que exigem, por exemplo, a mera identificação ou nomeação de um recurso da
linguagem figurativa – os quais nos parecem menos importantes – e outros que aferem a habilidade de
interpretar uma metáfora ou de reconhecer a função de um recurso ou estratégia discursiva. Esses nos
parecem mais relevantes.
Conforme ilustrado no Gráfico 1, um último conjunto de dados revela a presença, no exame,
de itens que, segundo nossa análise, não se relacionam diretamente ao campo da literatura, embora
selecionem, para análise, um texto literário (18,58%). Dentro dessa categoria, conforme demonstra o
Gráfico 3, identificamos quatro subconjuntos de itens.
9
A forma como esse conhecimento teórico atua na resolução do item deverá ser objeto de novas investigações.
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Gráfico 3
Outros conhecimentos linguísticos e
metalinguísticos (menos relevantes à abordagem
do literário)
Funções da linguagem
19,05%
19,05%
14,29%
Tipologia/ gênero textual
Conector oracional (valor
semântico)
Variante linguística
28,57%
19,05%
Outras
Um desses conjuntos avalia conhecimentos linguísticos – como o reconhecimento do valor
semântico de um conector oracional (19,05%) – sem dúvida implicados na atividade de compreensão
de qualquer tipo de texto, fato que poderia justificar sua relevância num exame que afere competências
leitoras. Dois outros grupos envolvem conhecimentos linguísticos e metalinguísticos: sobre os tipos e
gêneros textuais (14,29%), e sobre a variante linguística do texto em questão (29,57%). Há ainda um
grupo de itens que envolve conhecimentos sobre as “funções da linguagem” (conativa, metalinguística,
emotiva, etc.), pautando-se num construto teórico específico.
Essas categorias de questões são, em nossa análise, menos relevantes, pois nelas o texto literário
parece tornar-se pretexto para a avaliação de habilidades gerais de leitura, ou, pior ainda, para o domínio
de conhecimentos sobre a linguagem que pouco diriam sobre a capacidade de ler e, principalmente,
de ler literatura.
Conclusão
Os resultados apresentados permitem assumir que o ENEM adequa-se aos objetivos da Literatura
no currículo do E. M., na medida em que predominam no exame questões focadas em atividades de
compreensão textual. A maior parte dessas questões não exige que os alunos dominem conhecimentos
complexos sobre a história de nossa literatura ou sobre teoria literária, mas espera que sejam bons
leitores. Outra parte situa os textos historicamente, valorizando a Literatura como produto cultural
socialmente determinado, ou aproxima o aluno da crítica literária, colocando-o em contato com
textos sobre literatura, sem prejuízo do foco na compreensão, num movimento que valoriza, mas não
superestima o conhecimento teórico nas aulas de literatura. Esse é um bom resultado, que sinaliza a
possibilidade de superação de um modelo de trabalho, de forte tradição no Brasil, voltado mais para
o estudo histórico do texto literário que para o desenvolvimento de habilidades de leitura e contato
efetivo e subjetivo com o texto.
Por outro lado, há equívocos que devem ser apontados. Um primeiro deles é a persistência de
questões que, envolvendo conhecimentos teóricos, chegam a desconsiderar o texto selecionado para
análise. Parece-nos, ainda, pouco relevante, para os propósitos da formação do leitor de literatura,
a elaboração de questões que avaliam a mera capacidade de identificação ou nomeação de recursos
da linguagem ou de conhecimentos sobre a linguagem (sobre gêneros textuais; sobre teoria da
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comunicação, por exemplo). Essas questões estão presentes no exame e deveriam ser substituídas por
outras que abordassem a função discursiva de tais recursos, habilidade importante, particularmente em
se tratando da leitura literária.
Boas práticas escolares de formação do leitor de literatura exigem que professores e mediadores de
leitura deem centralidade à leitura, promovendo um contato subjetivo com o texto e, ao mesmo tempo,
garantindo aos alunos o aprendizado da leitura de literatura. Esse aprendizado inclui a capacidade de
lidar com os procedimentos de construção do literário, ou seja, exige atenção à forma, às escolhas
linguísticas e às estratégias textuais. Nossa análise reconheceu que 19,5% das questões do exame
estão voltadas para esse aprendizado, ora focadas na identificação de recursos e estratégias relevantes à
construção textual, ora focadas no reconhecimento de sua função discursiva. Esses resultados deverão
somar-se à análise – em curso – do tipo de prática “modelada” pelo livro didático, para que se chegue
a uma compreensão das possibilidades de fazer avançar a formação de leitores de literatura na escola.
Agradecimentos
Agradeço à Universidade Federal de Juiz de Fora e à FAPEMIG pelo investimento nesta pesquisa,
cujo propósito é oferecer uma contribuição à discussão em torno da formação para a leitura.
LITERARY LITERACY: THE NATIONAL EXAMINATION OF
SECONDARY SCHOOL – ENEM – AND THE SCHOOL FORMATION
OF READERS OF LITERATURE
ABSTRACT
Being the main access to higher education, the national examination of secondary school –
ENEM – models the syllabuses of secondary schools, forging not only the contents, but also the
pedagogical practices to be developed in schools. This paper investigates the adequacy between
the school literary literacy practices presumed by ENEM and the orientations in official documents designed for the formation of readers of literature. The material was collected from all
the examinations of ENEM – between 1988 and 2011 – from which we selected the questions
related to literature. We carried out a quantitative and qualitative analysis of data which points
to the following partial result: the predominance of questions focusing on interpretations may
mean that a model of working with literature dealing with theoretical and historical studies of
the texts is becoming out of date compared to the development of reading skills and a more
effective and subjective contact with the text. On the other hand, there are still mistakes on the
approach to literary texts in the examination. Among them we point out the existence of questions which did not consider the text which was selected for the analyses. They are questions
which hinder the understanding that the text should be in the center of any practice of literary
literacy and that theoretical knowledge about literary field should support reading practices.
Other kinds of questions that may be harmful to the main goal of literature in school are those
which require a mere identification of literary resources, or worse, the ones focused on the checking of knowledge about language. In this way they allow the literary text to become a way of
assessing general reading skills.
Keywords: Literacy. Literary. The national examination of secondary school – ENEM.
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Referências
BRASIL/MEC. Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDBEN). Brasília: MEC, 1996.
_. Secretaria de Educação Básica. Orientações curriculares nacionais para o ensino médio:
linguagens, códigos e suas tecnologias/Secretaria de Educação Básica. Brasília: MEC/SEB, 2006.
BARBOSA, B. T. Letramento literário: sobre a formação escolar do jovem leitor. Revista Educação
em Foco. Juiz de Fora. V.16, n. 1, p. 145- 167, 2011.
CÂNDIDO, A. Vários escritos. 3. ed. São Paulo: Duas Cidades, 2004.
CALVINO, I. Por que ler os clássicos. 2. ed. São Paulo: Companhia das Letras, 2004.
CORREA, H. T. Entrevista sobre letramento literário. Juiz de Fora, 2013. Disponível em http://
www.ufjf.br/praticasdelinguagem/files/2013/01/90-99-Entrevista-com-Prof-H%C3%A9rcules1.
pdf. Acesso em 22-jan-2013.
GRIJÓ, A.A.; PAULINO, M. G. R.. Letramento literário: mediações configuradas pelos livros didáticos. Revista da Faced/UFBA, Salvador, n.9, p.103, 2005.
PAULINO, M. G. R. Letramento literário: por vielas e alamedas. Revista da Faced/UFBA, Salvador, n.5, p.56, 2001.
SOARES, MAGDA B. Letramento: um tema em três gêneros. 2. ed. Belo Horizonte: Autêntica,
2006.
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AS CONSTRUÇÕES DE QUANTIFICAÇÃO INDEFINIDA
NO PORTUGUÊS DO BRASIL
Davidson dos Santos1
Tatiane Silva Tavares2
Élida Ramos Costa3
Fátima Bittar Oliveira e Souza3
Thais Fernandes Sampaio4
RESUMO
Tendo como pilares teóricos a Semântica de Frames (FILLMORE, 1982) e a Gramática das
Construções (GOLDBERG, 1995), este projeto tem por objeto a Construção de Quantificação
Indefinida com Determinantes Polilexêmicos no PB; uma construção que pode ser ilustrada por
instanciações do tipo: uma enxurrada de críticas, um mar de problemas, uma floresta de pincéis, uma enchente de mentiras, uma galáxia de gênios. A estrutura dessa Construção pode
ser assim esquematizada: UM(A) N1 DE N2; sendo N1 o núcleo da construção e N2 o objeto
quantificado. Este projeto é desenvolvido no âmbito da FrameNet Brasil, que vem construindo
(desde 2007) uma fonte de pesquisa lexical para o Português do Brasil (PB) baseada em frames
e sustentada por evidências de corpus. Uma das frentes de trabalho da FN-Br é a implementação de um Constructicon, que seria, simplificadamente, um repertório de construções do PB.
Pretende-se, portanto, que a rede de Construções de Quantificação Indefinida possa ser incluída
nesse repertório, a partir da pesquisa em curso.
Palavras-chave: Construções. Frames. Quantificação Nominal Indefinida
1. Introdução
Pouco trabalhada nas Gramáticas Tradicionais, a quantificação nominal indefinida no Português
do Brasil (PB) revela-se um campo frutífero para pesquisas. Isso porque, por um lado, existe um
1
2
3
4
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Aluno do Programa de iniciação cientifíca PROVOQUE/UFJF.
Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Linguística da UFJF.
Estudantes colaboradores do curso de Graduação em Letras da UFJF.
Professora Orientadora. Faculdade de Letras. Universidade Federal de Juiz de Fora. Campus Universitário, Martelos. CEP
36036-330 Juiz de Fora – Minas Gerais – Brasil. Telefone/Fax: (32) 2102-3153. Email: [email protected]
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conjunto de quantificadores indefinidos (algum, nenhum, muitos, todo, pouco, bastante, etc.), que
são apenas listados nas Gramáticas Normativas e que começam a ter suas propriedades sintáticas,
semânticas e discursivas investigadas em Gramáticas Descritivas da língua (CASTILHO, 2010;
PERINI, 2010). Por outro lado, um olhar mais atento constatará que a quantificação indefinida no PB
não se faz apenas por meio desses quantificadores/pronomes indefinidos, mas também por uma rede
de Construções de Quantificação Indefinida com Determinantes Polilexêmicos, que encontra-se quase
que totalmente descoberta por estudos específicos. As sentenças abaixo ilustram instanciações dessas
construções.
1. Aos 40, 45, a maioria dos homens tem duas ou três ex-mulheres, um bando de filhos e vários anos de
divã.
2. Um protesto solitário já me teria satisfeito. Vi apenas uma penca de sorrisos.
3. Abriga em suas fileiras um punhado de tendências de posições francamente inconciliáveis.
4. Participam em Bringing it all Back Home uma galáxia de músicos e grupos importantes.
5. Desmoralizado por uma enxurrada de denúncias de corrupção.
6. Tinha uma montanha de papéis para assinar.
O projeto de pesquisa ora apresentado, está vinculado ao projeto Frames e Construções, que,
por sua vez, é uma das frentes do macroprojeto FrameNet Brasil (FN-Br). O Frames e Construções tem
o objetivo de implementar um Constructicon do Português do Brasil, o que, em termos simplificado,
representaria um repertório de construções do PB, eletronicamente acessível. A ideia central é, portanto,
descrever e analisar a rede de Construções de Quantificação Indefinida no PB, de modo que nossos
resultados possam ser usados para viabilizar a implementação do Constructicon, em parceria com os
outros pesquisadores do referido projeto, que investigam outras redes construcionais do PB.
Essa rede de Construções começou a ser desvelada por Regina Célia Brodbeck (2010), com a
análise do processo de gramaticalização das estruturas UM MONTE DE e UMA CHUVA DE. A
pesquisa realizada tem como fundamentação teórica central a Gramática das Construções (1995) e a
Semântica de Frames (1982), cujos pressupostos básicos são delineados nas duas subseções a seguir.
1.1 A Gramática das Construções
A Gramática das Construções (doravante GC) é um empreendimento teórico que assume a
existência de um continuum entre léxico e sintaxe, de modo que a Gramática de uma língua é vista
como uma rede de construções que exibem diferentes graus de complexidade. Um dos fundamentos
da CG é a busca por um tratamento igualitário a expressões consagradas na língua, conhecidas como
core grammar, bem como àquelas ditas periféricas. Vejam-se pelos exemplos:
7. O carcereiro acompanhou o prisioneiro até sua cela.5
8. Me dá dois cafés.
9. Quem com ferro fere, com ferro será ferido.
5
174
Exemplo retirado de BRODBECK, R. C. M. S. Um monte de problemas gera uma chuva de respostas: um estudo de caso
de desencontro na quantificação nominal em português. 2010. Tese (Doutorado em Linguística) – Faculdade de Letras,
Universidade Federal de Juiz de Fora.
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Todas as construções acima instanciam algum tipo de fenômeno linguístico: seja a derivação de
palavras, exemplo (1); uma estrutura de quantificação nominal, vista em (2); ou ainda, um provérbio,
exemplo (3). Segundo a abordagem construcionista, todas as construções merecem o mesmo tipo de
tratamento, pois, independentemente de sua realização formal, “mesclam condições particulares de
enunciação a esquemas conceptuais genéricos” (BRODBECK, p.11, 2010).
Nessa proposta, construções são entendidas como pareamentos entre forma-sentido, sendo
as unidades básicas do conhecimento linguístico (GOLDBERG, 1995). Aliás, este é um ponto
convergente nas diferentes versões da GC (GC Radical, GC Corporificada, GC Baseada no Uso etc.).
É dentro dessa perspectiva que o estudo realizado assume que palavras ou expressões como as
destacadas em: Ele tem muito amor pra dar, Jonas gostaria de ter várias namoradas, muitas crianças
esperam por adoção, muitos sapatos, uma enxurrada de ações, uma porrada de gente, um grão de
vontade, um pingo de vergonha, configuram construções, que, no PB, evocam quantificação indefinida.
1.2 A semântica de Frames
A Semântica de Frames é um empreendimento teórico em semântica empírica desenvolvido por
Charles Fillmore, que trata as estruturas semânticas de itens lexicais através de estruturas complexas,
denominadas frames. Nos termos de Fillmore, frame é “qualquer sistema de conceitos relacionados de
tal forma que, para entender um deles, é necessário entender toda a estrutura na qual ele se encaixa”
(FILLMORE, 1982, p. 111).
Os frames são evocados por Unidades Lexicais (UL’s), pareamento de forma e sentido, que podem
ser verbos, nomes, adjetivos ou preposições. A Semântica de Frames torna-se, portanto, um aparato
importante na compreensão do significado, pois relativiza as Unidades Lexicais a frames específicos,
explicitando as relações semânticas entre os participantes de uma dada cena.
Um fruto concreto dessa abordagem teórica é a FrameNet, um projeto lexicográfico
computacional, desenvolvido por Charles Fillmore e colaboradores, que busca identificar e descrever
frames a partir das UL’s. O resultado deste trabalho culmina no site em que se pode visualizar estas
estruturas esquemáticas online. Pode-se hoje acompanhar o desenvolvimento deste projeto em diversos
países. A FrameNet Brasil (FN-Br) está sendo implantada por pesquisadores da Universidade Federal
de Juiz de Fora, sob coordenação de Margarida Salomão, desde 2007.
Além das descrições de frames, este aparato teórico analisa sintaticamente as estruturas,
descrevendo as valências dessas unidades lexicais, delineando, então, relações entre sintaxe e semântica.
A valência das ULs é descrita por um tripé de informações, quais sejam, o tipo sintagmático, a função
gramatical e o elemento de frame. Estes últimos, por sua vez, correspondem aos papéis semânticos dos
itens que integram a valência de dada UL.
Na pesquisa em curso, a utilização deste arcabouço teórico se justifica por entendermos os frames
como um dos principais recursos de registro de informação semântica, e a abordagem construcionista
acrescenta a tal empreendimento descrições de padrões sintáticos e de suas condições de uso (SAMPAIO,
2010).
2. metodologia
Nossa investigação parte da análise de dados reais de uso linguístico, tendo em vista, inclusive,
que um dos produtos do projeto ao qual estamos vinculados será um conjunto de sentenças anotadas
que represente os contextos de uso da Construção. Assim, seguimos uma tendência contemporânea
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da Linguística Cognitiva, qual seja a adoção de uma Metodologia de Linguística de Corpus. Nesse
enquadre metodológico trabalhamos com o Modelo Baseado no Uso (BYBEE, 1985, 1995 apud
CROFT; CRUSE, 2004). As Teorias Linguística Baseadas no Uso são representadas, segundo Tomasello:
pelo grupo de teorias mais comumente chamado de lingüística cognitivo-funcional, mas também conhecido como lingüística baseada no uso, o que enfatiza
sua máxima do processamento central que afirma que as estruturas da língua
emergem dos usos da língua. (...) As teorias baseadas no uso defendem que
a essência da linguagem é a sua dimensão simbólica, enquanto a gramática é
derivada desta. A habilidade de nos comunicarmos com outros indivíduos da
espécie é uma adaptação biológica específica da espécie. Porém, em contraste
com a gramática gerativa e com as outras abordagens formalistas, nas abordagens baseadas no uso, a dimensão gramatical da língua é um produto de um
conjunto de processos históricos e ontogenéticos chamados, coletivamente, de
gramaticalização (TOMASELLO, 2003, p. 5 apud. TIMPONI, 2007).
As ocorrências analisadas foram coletadas no corpus da FN-Br, através do SketchEngine (www.
sketchengine.co.uk/). Nesta primeira fase da pesquisa, buscamos instanciações da construção que
evocavam quantificação indefinida de grande quantidade. O processo de coleta de dados foi iniciado
com um conjunto de treze unidades lexicais que podem ocorrer na Construção de Quantificação
Indefinida, a saber: um oceano de, uma galáxia de, uma floresta de, um mar de, uma enxurrada de,
uma enchente de, uma avalanche de, uma vendaval de, um montão de, uma porrada de, um caminhão
de, uma pilha de e uma montanha de. Depois de identificados os itens, foi realizada a busca no corpus,
que resultou no levantamento de 969 ocorrências da construção, em suas diversas instanciações.
3. Resultado e discussão
A análise das ocorrências encontradas confirmou a produtividade do padrão sintático UM N1
de N2, instanciando uma Construção de Quantificação Indefinida. Nesse padrão, o elemento N1 é,
sintaticamente, o núcleo do sintagma nominal e, semanticamente, o quantificador. Já o N2 corresponde
ao objeto quantificado, conforme pode ser ilustrado pelos exemplos abaixo:
10. E todas abarrotadas de ouro. Doze! Era um mar de riqueza
11. Libertar o mercado da ação do Banco Central quanto se tem uma enxurrada de dólares entrando no país
é um lance de ousadia política.
12. Uma porrada de gente viu o filme.
13. Recebemos aqui uma avalanche de gente que não precisaria estar fazendo dieta por nenhum critério.
14. Bem, há uma vasta amplitude... - Um oceano de possibilidades.
Todas as expressões marcadas em negrito quantificam uma entidade, seja ela massiva, (10) e (14),
ou individual (11), (12), (13).
Nesta fase inicial do estudo, foram registrados treze subtipos desta construção, além de uma
chuva de e um monte de, já analisados por Brodbeck (2010), atestando que esta é uma construção
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altamente produtiva no PB e está convencionalizada na língua como uma forma de quantificar os mais
diversos tipos de seres e entidades. De fato, segundo a mencionada autora,:
Essas construções surgiram porque já existiam implicaturas para a Quantificação, (...) a demanda por novas expressões e o crescimento na frequência de seus
usos estão imediatamente relacionados ao fato de que elas são mais econômicas
e mais fáceis para expressão da quantificação. (BRODBECK, 2010, p 133)
Esta facilidade, apontada pela linguista, se dá devido à estrutura sintagmática de quantificação
aceitar qualquer tipo de complemento contável ou massivo, singular ou plural.
15. Israel gosta de ser conhecido como um pequeno país... - cercado por um mar de árabes hostis.
16. A casa já era um mar de fogo
17. No dia anterior, houve uma enxurrada de dinheiro estrangeiro no mercado com a entrada de US$
400 milhões.
18. Ele prevê uma enxurrada de dólares no Brasil
Percebeu-se, ainda, que alguns subtipos da CQN apresentam uma frequência maior de ocorrência,
indicando-nos que existe uma gradação na cristalização destas estruturas: há aquelas que estão mais
convencionalizadas na língua, enquanto outras estão menos cristalizadas, essa diferença de frequência
está representada no gráfico abaixo.
Frequência de Tipo
300
272
250
206
187
200
150
86
100
50
0
38
54
8 15
44
39
6
5
9
um oceano de
uma galáxia de
uma floresta de
um mar de
uma enxurrada de
uma enchente de
uma avalanche de
um vendaval de
um montão de
uma porrada de
um caminhão de
uma pilha de
uma montanha de
Fig. 1 - Gráfico com a frequência de ocorrência de cada subtipo da Construção
Nossa análise mostrou também que existem restrições semânticas atuando na combinação da
instanciação da construção com o elemento que será quantificado:
19. Uma floresta de informações
20. Uma chuva de informações
21. Uma floresta de prédios
22. * Uma chuva de prédios
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Tais restrições se apresentam como um desafio para o projeto desenvolvido, tendo em vista o
objetivo final de oferecer uma descrição formal da Construção para que esta possa ser inserida no
Constructicon do Português do Brasil. Para enfrentar tal desafio, propomos a explicação dessas restrições
via esquemas imagéticos (JOHNSON, 1987), entendendo que as instanciações da construção tendem
a preservar os esquemas das ULs envolvidas.
4. Conclusão
A análise inicial das 969 ocorrências da construção indica a produtividade da Construção e
coloca para os investigadores envolvidos o desafio de compreender e formalizar as restrições semânticas
que definem a combinação de determinado subtipo da construção e o conjunto de elementos que
aquele subtipo pode quantificar. Em outras palavras, como explicar, em termos formais, o porquê de o
falante usar “uma chuva de informações”, mas não usar “uma chuva de prédios”.
Considerando o levantamento de um significativo número de subtipos da Construção e
o trabalho em andamento de descrever e analisar tais ocorrências em termos de suas propriedades
sintáticas, semânticas e discursivas, entendemos que este trabalho ajuda a preencher uma lacuna no que
diz respeito ao estudo da quantificação nominal indefinida no PB.
Além disso, a pesquisa contribui para o desenvolvimento do macroprojeto FrameNet-Br, na
medida em que estabelece as condições necessárias para a criação do frame de quantificação para
o PB, partindo dos frames relativos à quantificação já propostos pela FrameNet, mas respeitando
as particularidades do fenômeno da quantificação no PB. O estudo configura, ainda, importante
contribuição para o projeto de implementação do Constructicon do Português do Brasil, objetivo
maior do projeto Frames e Construções ao qual o projeto ora apresentado se vincula, tendo em vista o
avanço que este estudo representa para a descrição e análise da Construção de Quantificação Indefinida
com Determinantes Polilexêmicos no PB.
Agradecimentos
Agradecemos a toda equipe da FrameNet Brasil, pela colaboração e apoio, a Universidade Federal
de Juiz de Fora pelo apoio institucional, e a FAPEMIG pelo apoio financeiro.
THE INDEFINITE QUANTIFICATION CONSTRUCTION IN
BRAZILIAN PORTUGUESE
ABSTRACT
This project, theorically based on Frame Semantics (FILLMORE, 1982) and Construction
grammar (GOLDBERG, 1995), has as objective the construction of Indefinite Quantification
with polilexemic Determinants in the Brazilian Portuguese language. This construction can be
illustrated by instantiations as: uma enxurrada de críticas, um mar de problemas, uma floresta de pincéis, uma enchente de mentiras, uma galáxia de gênios. The structure of this
construction can be schematized as “A ‘N1’ OF ‘N2’”, where N1 is the core of the construction
and N2 is the object quantified. This project is developed under the FrameNet Brazil (FN-Br), which have built (since 2007) a source of lexical search for the Brazilian Portuguese (BP)
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based on frames and supported by the corpus evidences. One of the work areas of FN-Br is the
implementation of a “Constructicon”, that consists in a repertoire of constructions of the BP.
Therefore, what it is intended is that the chain of constructions of Indefinite Quantification can
be included in this repertoire, from this ongoing research.
Keywords: Constructions. Frames. Indefinite Nominal Quantification
Referências
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BRODBECK, R. C. M. S. Um monte de problemas gera uma chuva de respostas: um estudo de
caso de desencontro na quantificação nominal em português. 2010. Tese (Doutorado em Linguística) – Faculdade de Letras, Universidade Federal de Juiz de Fora.
CROFT, W.; CRUSE, D.A. Cognitive Linguistics. Cambridge: Cambridge University Press, 2004.
SAMPAIO, T. F. A família de construções de argumento cindido no Português do Brasil. 2010.
Tese (Doutorado em Linguística) – Faculdade de Letras, Universidade Federal de Juiz de Fora.
FILLMORE, C. J. Frame Semantics. In: THE LINGUISTIC SOCIETY OF KOREA (Org.). Linguistics in the morning calm. Seoul: Hanshin, 1982.
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GOLDBERG, A. E. Constructions: A Construction Grammar Approach to Argument Structure.
Chicago: University of Chicago Press, 1995.
TORRENT, T. T. A hipótese da dupla origem para a construção de dativo com infinitivo: primeiras
incursões pelo Português Medieval. Abralin, v. 7, n. 2, p. 65-92, jul./dez. 2008.
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INSTRUÇÕES AOS AUTORES
A Revista PRINCIPIA - Caminhos da Iniciação Científica - publica artigos originais, em todas
as áreas do conhecimento, de alunos dos Programas de Iniciação Científica (IC) da Universidade
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Os artigos publicados referem-se aos trabalhos selecionados por consultores externos, pesquisadores
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Pró-Reitoria de Pesquisa.
O professor orientador deverá encaminhar o artigo a ser publicado para o email pesquisa.propesq@
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O artigo deverá ser redigido em português, arquivo em word, formatado com fonte Arial tamanho
12, espaçamento 1,5, margens de 2cm, texto justificado, contendo no máximo 10 páginas, com a
seguinte sequência:
1. Título
2. Nome dos autores por extenso, com número sobrescrito indicando o Programa de IC envolvido,
e endereço profissional completo do professor orientador.
3. Resumo, máximo de 3.000 caracteres
4. Palavras-chave, máximo de cinco
5. Abstract, precedido pelo Título em inglês
6. Keywords
7. Introdução, Metodologia, Resultados, Discussão, Conclusão, Agradecimentos e Referências.
Os itens Resultados e Discussão ou Discussão e Conclusão poderão ser apresentados em
conjunto.
8. Referências (conforme ABNT NBR: 6023:2002)
FIGURAS E TABELAS
Fotos, desenho, gráficos e mapas serão denominados Figuras. As Figuras e Tabelas devem ser
numeradas, respectivamente, em algarismos arábicos, e serem chamadas no texto em ordem crescente,
abreviadas Fig. 1. Tab. I.
CITAÇÕES BIBLIOGRÁFICAS:
No texto, as citações bibliográficas devem ser mencionadas no sistema AUTOR (ano) NBR
10520:2002, no caso de dois autores e et al.
Obs: O et al. só é usado dentro do parênteses.
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REFERÊNCIAS
As citações devem ser apresentadas em ordem alfabética e conforme normas da ABNT - NBR:
6023:2002; espaçamento simples entre as linhas e 1,5 entre elas.
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