New bicompartmental model: an application for the production of gases using the in vitro technique / Novo modelo bicompartimental: uma aplicação para a produção de gases pela técnica in vitro

The purpose of this study was to propose a bicompartmental nonlinear model and to identify the best-performing model between the proposed model and the bicompartmental logistic (BL) mode regarding the quality of fit to the curve of cumulative gas production (CGP) using corn silage, sunflower, and their mixtures. Gas production was measured 2, 3, 4, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 19, 24, 30, 36, 48, 72, and 96 h after beginning the in vitro fermentation process. The generated data were used to generate the parameters of each model tested using the stats package of the R computational tool version 4.0.4. The mathematical models were subjected to the following selection criteria: the adjusted coefficient of determination (Raj.), residual mean square (RMS), mean absolute deviation (MAD), and Akaike information criterion (AIC). It was demonstrated that the proposed model had better performance with a high Raj., and lower values of RMS, AIC, and MAD than the bicompartmental logistic model for the prediction of the parameters of cumulative gas production (CGP), per to present a superior fit in the set of criteria according to the methodology and conditions in which the present study was developed.(AU)

No presente trabalho, com silagem de milho, girassol e suas misturas, objetivou-se propor um modelo não linear bicompartimental e identificar entre o modelo proposto e Logístico Bicompartimental (LB), aquele que apresenta maior qualidade de ajuste à curva de cinética de produção cumulativa de gases (PCG). A leitura da produção de gás foi realizada nos tempos 2, 3, 4, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 19, 24, 30, 36, 48, 72 e 96 horas, após o início do processo de fermentação in vitro. Os dados gerados foram utilizados para geração dos parâmetros de cada modelo testado com auxílio do pacote stats da ferramenta computacional R versão 4.0.4. Os modelos matemáticos foram submetidos aos seguintes critérios de seleção o coeficiente de determinação ajustado (Raj.), quadrado médio do resíduo (QMR), desvio médio absoluto (DMA) e o critério de informação de Akaike (AIC). Foi demonstrado que o modelo proposto teve melhor desempenho com altos Raj., e menores valores de QMR, AIC e DMA, por apresentar um ajustamento superior no conjunto dos critérios em comparação com o modelo logístico bicompartimental para a predição dos parâmetros de produção cumulativa de gases (PCG) de acordo com a metodologia e condições em que foi desenvolvido o presente estudo.(AU)

A mathematical description for the nutrition therapy ecosystem / Una descripción matemática del ecosistema de terapia nutricional

Background: nutrition therapy is a complex area of healthcare systems that encompasses patient characteristics, medical decision making, nutritional formula characteristics, and costs, composing a complex ecosystem. The integration of these different domains is actualized in medical prescription in a heuristic and iterative way, taking into account patient characteristics and formulas, with a limited capacity for in-scale calculations and inclusion of factors involved in the prescription of nutritional formulas and other ecosystem elements. From a practical standpoint, depicting the four areas as equalities could provide the necessary equivalence to study dependence and consequence from left- and right-side terms. Objectives: the objective of this theoretical study is to provide a mathematical model that describes and integrates different aspects of nutrition therapy. Methods: in this theoretical study, we deducted a mathematical representation for nutrition therapy using first-grade equations and simple calculus techniques. Results: a formula that coordinates four elements of the nutrition therapy ecosystem was found: cashflow, compliance adherence, patient, and macronutrient mass, formula density and unitary cost. Conclusion factors involving decision-making in nutrition therapy can be unified in a mathematical model (AU)

Antecedentes: la terapia nutricional es un área compleja de los sistemas de salud que abarca las características del paciente, la toma de decisiones médicas, las características de la fórmula nutricional y los costos, componiendo un ecosistema complejo. La integración de estos diferentes dominios se actualiza en la prescripción médica de forma heurística e iterativa, teniendo en cuenta las características y fórmulas del paciente, con una capacidad limitada para cálculos a escala e inclusión de otros factores relacionados con la prescripción de la terapia nutricional y los elementos del ecosistema. Desde un punto de vista práctico, describir las cuatro áreas como igualdades podría proporcionar la equivalencia necesaria para estudiar la dependencia y la consecuencia de los términos del lado izquierdo y derecho. Objetivos: el objetivo de este estudio teórico es brindar un modelo matemático que describa e integre diferentes aspectos de la terapia nutricional. Métodos: en este estudio teórico se dedujo una representación matemática para la terapia nutricional utilizando ecuaciones de primer grado y técnicas de cálculo simple. Resultados: se encontró una fórmula que coordina cuatro elementos del ecosistema de la terapia nutricional: flujo de caja, adherencia al cumplimiento, masa del paciente y macronutrientes, densidad de la fórmula y costo unitario. Conclusión: los factores que involucran la toma de decisiones en la terapia nutricional se pueden unificar en un modelo matemático (AU)

A mathematical description for the nutrition therapy ecosystem.

Introduction: Background: nutrition therapy is a complex area of healthcare systems that encompasses patient characteristics, medical decision making, nutritional formula characteristics, and costs, composing a complex ecosystem. The integration of these different domains is actualized in medical prescription in a heuristic and iterative way, taking into account patient characteristics and formulas, with a limited capacity for in-scale calculations and inclusion of factors involved in the prescription of nutritional formulas and other ecosystem elements. From a practical standpoint, depicting the four areas as equalities could provide the necessary equivalence to study dependence and consequence from left- and right-side terms. Objectives: the objective of this theoretical study is to provide a mathematical model that describes and integrates different aspects of nutrition therapy. Methods: in this theoretical study, we deducted a mathematical representation for nutrition therapy using first-grade equations and simple calculus techniques. Results: a formula that coordinates four elements of the nutrition therapy ecosystem was found: cashflow, compliance adherence, patient, and macronutrient mass, formula density and unitary cost. Conclusion: factors involving decision-making in nutrition therapy can be unified in a mathematical model.

Introducción: Antecedentes: la terapia nutricional es un área compleja de los sistemas de salud que abarca las características del paciente, la toma de decisiones médicas, las características de la fórmula nutricional y los costos, componiendo un ecosistema complejo. La integración de estos diferentes dominios se actualiza en la prescripción médica de forma heurística e iterativa, teniendo en cuenta las características y fórmulas del paciente, con una capacidad limitada para cálculos a escala e inclusión de otros factores relacionados con la prescripción de la terapia nutricional y los elementos del ecosistema. Desde un punto de vista práctico, describir las cuatro áreas como igualdades podría proporcionar la equivalencia necesaria para estudiar la dependencia y la consecuencia de los términos del lado izquierdo y derecho. Objetivos: el objetivo de este estudio teórico es brindar un modelo matemático que describa e integre diferentes aspectos de la terapia nutricional. Métodos: en este estudio teórico se dedujo una representación matemática para la terapia nutricional utilizando ecuaciones de primer grado y técnicas de cálculo simple. Resultados: se encontró una fórmula que coordina cuatro elementos del ecosistema de la terapia nutricional: flujo de caja, adherencia al cumplimiento, masa del paciente y macronutrientes, densidad de la fórmula y costo unitario. Conclusión: los factores que involucran la toma de decisiones en la terapia nutricional se pueden unificar en un modelo matemático.

Estimación del impacto de la vacunación frente a la COVID-19 en la población infantil de 5-11 años / Impact of vaccination against COVID-19 in children aged 5-11 years: a mathematical model

El 25 de noviembre de 2021 la Agencia Europea del Medicamento (EMA) autorizó la vacuna Comirnaty (Pfizer-Biontech) en su presentación infantil para la población entre 5 y 11 años de edad. En nuestro país esta campaña se inició el 15 de diciembre, tras su aprobación por la Comisión de Salud Pública. Se ha desarrollado un modelo matemático para evaluar el posible impacto de la vacunación en esta población y contribuir a evaluar el balance riesgo-beneficio. Se ajustaron los parámetros del modelo original incluyendo todas aquellas características que pueden influir en el impacto de la vacunación infantil. Los resultados indican que vacunar a esta población supone una reducción destacable en el número de infecciones, y en menor medida, en el número de hospitalizaciones y fallecimientos. Esta reducción será más importante en una onda epidémica futura, cuando la población infantil ya esté vacunada con la pauta completa. Los modelos matemáticos pueden ser herramientas muy potentes para predecir el impacto de la vacunación en diferentes situaciones epidemiológicas, y ayudar a ajustar los programas de vacunación para que sean más eficientes.(AU)

On November 25, 2021, the European Medicines Agency (EMA) authorized the presentation of Comirnaty vaccine (PfizerBiontech) for children between 5 and 11 years of age. In our country, this vaccination began on December 15, after it was approved by the Public Health Commission. A mathematical model has been developed to evaluate the possible impact of this vaccination and contribute to assessing the risk-benefit balance. The model parameters were adjusted including all those characteristics that may influence the impact of childhood vaccination. The results indicate this vaccination involves a significant reduction in the number of infections, and to a lesser extent in the number of hospitalizations and deaths. This reduction will be more important in a future epidemic wave, when this population has been fully vaccinated. Mathematical models can be very powerful tools to predict the impact of vaccination in different epidemiological situations, and help to adjust vaccination programs to be more efficient.(AU)

Predicciones de tres modelos matemáticos en relación a la estrategia de vacunación frente a la COVID-19 en España. Junio de 2021 / Predictions of three mathematical models related with the COVID-19 Vaccination Strategy in Spain. June 2021

El Ministerio de Sanidad ha coordinado tres estudios que han estimado el impacto de la Estrategia de Vacunación frente a COVID-19 en España. El objetivo era que los modelos ayudaran a establecer los grupos de población prioritarios para la vacunación, en un contexto inicial de limitación de dosis. A partir de la misma información epidemiológica y de vacunas se han elaborado tres modelos matemáticos distintos cuyos resultados apuntan en la misma dirección: combinada con el distanciamiento físico, la vacunación escalonada, empezando por los grupos de mayor riesgo de complicaciones, evitaría el 60% de las infecciones, el 42% de las hospitalizaciones y el60% de la mortalidad en la población. Estos modelos, que pueden adaptarse a la nueva evidencia científica disponible, son herramientasdinámicas y potentes para la evaluación y el ajuste de los programas de vacunación, impulsando el desarrollo de este campo de investigación, y ayudando a lograr resultados más eficientes en salud.(AU)

The Ministry of Health has coordinated three studies that have estimated the impact of the COVID-19 Vaccination Strategy in Spain. The models aim to help how to establish priority population groups for vaccination, in aninitial context of dose limitation. With the same epidemiological and vaccine information, the results of this three different mathematical models point in the same direction: combined with physical distancing, staggered vaccination, starting with the high risk groups, would prevent 60% of infections, 42% of hospitalizations and 60% of mortality in the population. These models, which can be adapted to the new available scientific evidence, are dynamic and powerful tools for the evaluation and adjustment of immunization programs, promoting research on this field, and helping to achieve more efficient results in health.(AU)

Perspectiva del tiempo para alcanzar la inmunidad de rebaño para COVID-19 a nivel mundial / Estimated time to reach global herd immunity against COVID-19

Introducción: la humanidad enfrenta la mayor campaña de vacunación de la historia. El proceso de inmunización contra el COVID-19 que comenzó a principios de diciembre 2020 en Estados Unidos, Reino Unido, Rusia y China, está en marcha en todo el mundo y se destaca en la mayoría de los países más ricos. Objetivo: calcular el tiempo para alcanzar la inmunidad de rebaño para COVID-19 a nivel mundial, a partir de la información de vacunación de Johns Hopkins University. Metodología: la información sobre vacunación diaria a nivel mundial se obtuvo de Johns Hopkins University. Se tomó el período hasta el 30 de junio 2021. Resultados: se determinó que para el 19 de enero 2022 se logrará obtener la inmunidad de rebaño, para esta fecha se habrán aplicado 11.034.357.235 dosis para inmunizar a la población mundial. Conclusión: se infiere el significativo papel que logran los modelos matemáticos a la hora de representar los procesos de vacunación y de esta manera se trazarán en el futuro vías de investigación en la modelización matemática para lograr la inmunidad de rebaño de cualquier proceso infeccioso.

Introduction: humanity faces the greatest vaccination campaign in history. The immunization process against COVID-19, which started in early December 2020 in the United States, United Kingdom, Russia and China, is underway worldwide and is emphasized in most of the wealthiest countries. Objective: to estimate the time to reach global herd immunity against COVID-19, relying on the vaccination data released by Johns Hopkins University. Methodology: global daily vaccination data was obtained from Johns Hopkins University. The period as to June 30 2021 was reviewed. Results: it was determined that herd immunity will be achieved by January 19 2022. As of this date 11.034.357.235 doses will have been administered to immunize the world ́s population. Conclusion: from this research we infer the significant role that mathematical models play when simulating vaccination processes, thus, future research avenues based on mathematical modeling to achieve herd immunity for any infectious process, will be designed.

Proyección del tiempo para alcanzar la inmunidad de rebaño para COVID-19 en Bogotá / Tiime projection to reach herd immunity for COVID-19 in Bogotá

Introducción: el 17 de febrero de 2021 comenzó el proceso de inmunización en el país basados en el Plan Nacional de Vacunación estructurado por el gobierno nacional, el cual establece dos fases y cinco etapas. Las vacunas que se aplicarán en Colombia son: Pfizer, AstraZeneca, Janssen, Moderna y Sinovac. Objetivo: calcular el tiempo para alcanzar la inmunidad de rebaño para COVID-19 en Bogotá. Metodología: la información de vacunación diaria se obtuvo de la Secretaría Distrital de Salud. Se tomó el período completo (21 de febrero 2021 al 11 de julio 2021) correspondiente a 140 días del inicio de la vacunación en Bogotá. Resultados: se determinó que, para el 6 de diciembre 2021, se logrará obtener la inmunidad de rebaño, para esta fecha se habrán aplicado 11'041.306 dosis para inmunizar a la población en Bogotá. Conclusión: de esta investigación se infiere el significativo papel que adquieren los modelos matemáticos a la hora de simular los procesos de vacunación y de esta manera, se esbozan a futuro vías de investigación en la modelización matemática para lograr la inmunidad de rebaño en cualquier proceso infeccioso.

Introduction: : the immunization process in the country started on February 17 2021, based on the National Vaccination Plan structured by the National Government, which establishes two phases and five stages. The vaccines to be applied in Colombia are: Pfizer, AstraZeneca, Janssen, Moderna and Sinovac. Objective: to estimate the time to achieve herd immunity for COVID-19 in Bogota. Methodology: daily vaccination information was obtained from the Bogota District Health Authority. The full 140-day period from February 21 2021 to July 11 2021 corresponding to the vaccination rollout in Bogota, was reviewed. Results: it was determined that herd immunity will be reached by December 6 2021. As of this date 11'041.306 doses will have been administered to immunize the population in Bogota. Conclusion: from this research we infer the significant role that mathematical models play when simulating vaccination processes, thus, future research avenues based on mathematical modeling to achieve herd immunity for any infectious process, will be outlined

Leaf area estimation of Burley tobacco / Estimativa da área foliar de tabaco do tipo Burley

ABSTRACT: Leaf area is an important growth variable in agricultural crops and the leaf is the main variable of interest in the tobacco industry. So, the aim of this scientific research was to estimate the Burley tobacco leaf area by linear dimensions of the leaves and to determine which mathematical model is more adequate for this purpose. Two experiments were carried out with Burley tobacco, cultivar DBH 2252, in 2016/2017 and 2018/2019 agricultural years, respectively, in the municipalities of Itaqui and Vanini - RS - Brazil. In 600 leaves were measured length (L), width (W), length×width product (LW), length/width ratio (L/W) and determined the real leaf area (LA). Four hundred and fifty leaves were separated to generate models of the leaf area as a function of linear dimension and the other 150 leaves were used for model's validation. The power model LA = 0.5037LW1.04435 (R² = 0.9960) is the most adequate for Burley tobacco 'DBH 2252' leaf area estimation. Alternatively, the models LA=2.0369W1.8619 (R²=0.9796) and LA=0.1222L2.2771 (R²=0.9738) based on width and length, respectively, can be used when only one leaf dimension is measured.

RESUMO: A área foliar é uma importante variável de crescimento em culturas agrícolas, sendo a folha a principal variável de interesse na indústria do tabaco. Assim, o objetivo deste estudo científico foi determinar a área foliar de tabaco tipo Burley por meio de dimensões lineares da folha e determinar qual modelo matemático é mais adequado para essa finalidade. Dois experimentos foram conduzidos com tabaco tipo Burley, cultivar DBH 2252, nos anos agrícolas de 2016/2017 e 2018/2019, respectivamente, nos municípios de Itaqui e Vanini, RS, Brasil. Em 600 folhas foram medidos o comprimento (L), a largura (W), o produto comprimento×largura (LW), a razão comprimento/largura (L/W) e determinada a área foliar real (LA). Foram separadas 450 folhas para a geração de modelos de estimativa de área foliar em função da dimensão linear e 150 folhas foram utilizadas para a validação dos modelos. O modelo LA = 0,5037LW1,04435 (R² = 0,9960) é adequado para a estimação da área foliar de tabaco Burley cultivar DBH 2252. Alternativamente, os modelos LA=2,0369W1,8619 (R²=0,9796) e LA=0,1222L2,2771 (R²=0,9738) baseados na largura e comprimento, respectivamente, podem ser utilizados quando apenas uma dimensão da folha é medida.

Mathematical model and COVID-19 / Modelos matemáticos y el COVID-19

Abstract Currently, there are several mathematical models that have been developed to understand the dynamics of COVID-19 infection. However, the difference in the sociocultural contexts between countries requires the specific adjustment of these estimates to each scenario. This article analyses the main elements used for the construction of models from epidemiological patterns, to describe the interaction, explain the dynamics of infection and recovery, and to predict possible scenarios that may arise with the introduction of public health measures such as social distancing and quarantines, specifically in the case of the pandemic unleashed by the new SARS-CoV-2/COVID-19 virus. Comment: Mathematical models are highly relevant for making objective and effective decisions to control and eradicate the disease. These models used for COVID-19 have supported and will continue to provide information for the selection and implementation of programs and public policies that prevent associated complications, reduce the speed of the virus spread and minimize the occurrence of severe cases of the disease that may collapse health systems.

Resumen En la actualidad existen varios modelos matemáticos que han sido desarrollados para entender la dinámica de la infección por COVID-19. Sin embargo, la diferencia en los contextos socioculturales entre países hace necesario el ajuste específico de estas estimaciones a cada escenario. Este artículo analiza los principales elementos usados para la construcción de los modelos a partir de patrones epidemiológicos, para lograr describir la interacción, explicar la dinámica de infección y recuperación, así como para predecir posibles escenarios que pueden presentarse con la introducción de medidas en salud pública como el distanciamiento social y cuarentenas, específicamente para el caso de la pandemia desatada por el nuevo virus SARS-CoV-2/COVID-19. Comentario: Los modelos matemáticos son de gran relevancia para la toma de decisiones objetivas y eficaces para controlar y erradicar la enfermedad. Estos modelos usados para el COVID-19, han apoyado y seguirán aportando información para la selección e implementación de programas y políticas públicas que prevengan complicaciones asociadas, disminuyan la velocidad de propagación del virus y minimicen la aparición de casos severos de enfermedad que puedan colapsar los sistemas de salud.

Control de Aedes (Stegomyia) aegypti utilizando Bacillus thuringiensis var. israelensis en Armenia, Quindío, Colombia / Control of Aedes (Stegomyia) aegypti using Bacillus thuringiensis var. israelensis in Armenia, Quindío, Colombia

RESUMEN En Colombia, Aedes aegypti es resistente a la mayoría de insecticidas utilizados. Debido al lento desarrollo de resistencia a Bacillus thuringiensis var. israelensis (Bti), así como su alta especificidad e inocuidad ambiental, el uso de este larvicida, se torna una alternativa en el manejo de este vector. En este trabajo, se evaluó experimentalmente y describió por medio de un modelo matemático, la dinámica del control de poblaciones naturales de A. aegypti, utilizando Bti. Se determinó el perfil de susceptibilidad, a través de bioensayos dosis-respuesta con larvas colectadas de Armenia (Quindío, Colombia). Adicionalmente, con los datos de mortalidad de las localidades analizadas, un nuevo análisis fue realizado, para estimar el perfil de susceptibilidad del municipio de Armenia. Los datos de mortalidad fueron utilizados para calcular las concentraciones letales 50 y 95. Con éstas, se realizaron simulaciones hipotéticas del comportamiento del vector, obtenidas a partir de un modelo matemático, que describe la dinámica poblacional, usando aplicaciones sucesivas de Bti y diferentes intervalos de tiempo. Los bioensayos dosis-respuesta indican que las poblaciones del vector analizadas son susceptibles al Bti, por presentar una respuesta biológica similar a la obtenida en la cepa de referencia Rockefeller. Las simulaciones aplicando un control periódico sostenido, sugieren que el Bti es efectivo para controlar el vector; sin embargo, su eficiencia a largo plazo depende de la relación entre concentración letal y frecuencia de aplicación. Se concluye que la aplicación sostenida de Bti constituye una alternativa viable para el control de poblaciones de A. aegypti, a largo plazo.

ABSTRACT In Colombia, Aedes aegypti is resistant to most used insecticides. Due to the slow development of resistance to Bacillus thuringiensis var. israelensis (Bti) as well as its high specificity and environmental safety, the use of this larvicide becomes an alternative in the management of this vector. In this work, we evaluated experimentally and describe by a mathematical model the dyamics of control of natural populations of A. aegypti using Bti. The susceptibility profile to Bti was determined through dose-response bioassays with larvae collected in Armenia (Quindío, Colombia). In addition, in order to estimate the susceptibility profile, an analysis was carried out using the mortality data obtained from the four localities analyzed. The mortality data were used to estimate the lethal concentrations (LC50 and 95) from each locality. Using these LC, hypothetical simulations of vector behavior were carried out, obtained from a mathematical model that describes the population dynamics, using successive applications of Bti at different time intervals. The dose-response bioassays indicate tha the analyzed vector populations are susceptible to Bti since they present a biological response similar to the one obtained from A. aegypti Rockefeller strain. Computer simulations using sustained periodic inspection indicate Bti is effective for the vector control. Nevertheless, its long-term efficiency depends on relation between the LC and the frequency of application. It is concluded that the sustained application of Bti represents a long-term viable alternative for the control of A. aegypti populations.

Prediction of soil organic matter and clay contents by near-infrared spectroscopy - NIRS / Predição dos teores de matéria orgânica e argila do solo por espectroscopia no infravermelho próximo - NIRS

ABSTRACT: Among the soil constituents, special attention is given to soil organic matter (SOM) and clay contents, since, among other aspects, they are key factors to nutrient retention and soil aggregates formation, which directly affect the crop production potential. The methods commonly used for the quantification of these constituents have some disadvantages, such as the use of chemical reactants and waste generation. An alternative to these methods is the near-infrared spectroscopy (NIRS) technique. The aim of this research is to evaluate models for SOM and clay quantification in soil samples using spectral data by NIRS. A set (n = 400) of soil samples previously analyzed by traditional methods were used to generate a NIRS calibration curve. The clay content was determined by the hydrometer method while SOM content was determined by sulfochromic solution. For calibration, we used the original spectra (absorbance) and spectral pretreatment (Savitzky-Golay smoothing derivative) in the following models: multiple linear regression (MLR), partial last squares regression (PLSR), support vector machine (SVM) and Gaussian process regression (GPR). The curve validation was performed with the SVM model (best performance in the calibration based on R² and RMSE) in two ways: with 40 random samples from the calibration set and another set with 200 new unknown samples. The soil clay content affects the predictive ability of the calibration curve to estimate SOM content by NIRS. Validation curves showed poorer performance (lower R² and higher RMSE) when generated from unknown samples, where the model tends to overestimate the lower levels and to underestimate the higher levels of clay and SOM. Despite the potential of NIRS technique to predict these attributes, further calibration studies are still needed to use this technique in soil analysis laboratories.

RESUMO: Dentre os constituintes do solo, especial atenção é voltada aos teores de argila e de matéria orgânica do solo (MOS), pois, entre outros aspectos, são determinantes para retenção de nutrientes e a formação de agregados no solo, os quais afetam diretamente o potencial produtivo das culturas. Os métodos mais comumente utilizados para quantificação destes constituintes apresentam algumas desvantagens, como o uso de reagentes químicos e a geração de resíduos. Uma alternativa a estes métodos é o uso da espectroscopia no infravermelho próximo (near infrared spectroscopy - NIRS). O objetivo deste trabalho é avaliar modelos de quantificação dos teores de argila e de MOS em amostras de solo utilizando dados espectrais por meio da técnica NIRS. Foram utilizadas 400 amostras de solos com amplitude nos teores de MOS e argila para geração de uma curva de calibração. A argila foi determinada pelo método do densímetro e a MOS por meio da solução sulfocrômica. Para calibração, utilizou-se os espectros originais (absorbância) e com pré-tratamento espectral (Savitzky-Golay derivative) das 400 amostras nos seguintes modelos: multiple linear regression (MLR), partial last squares regression (PLSR), support vector machine (SVM) e Gaussian process regression (GPR). A validação da curva foi realizada com o modelo que apresentou melhor desempenho na calibração (SVM) de duas maneiras: com 40 amostras aleatórias oriundas daquelas utilizadas na calibração e com outras 200 novas amostras desconhecidas. O teor de argila das amostras de solo afeta a capacidade preditiva da curva de calibração da estimativa do teor de MOS pelo NIRS. A validação das curvas apresentou pior desempenho (menor R² e maior RMSE) quando feita a partir de amostras desconhecidas, cujo modelo tende a superestimar os teores mais baixos e subestimar os teores mais elevados de argila e MOS com a curva gerada. Apesar do potencial de predição destes atributos via NIRS, outros estudos de calibração ainda são necessários para que esta técnica possa ser utilizada em laboratórios de análises de solos.

Modelos epidemiológicos en la pandemia por SARS-CoV-2: concepto, aplicaciones y alcance / Epidemiological models in the SARS-CoV-2 pandemic: concept, applications and scope / Modelos epidemiológicos na pandemia de SARS-CoV-2: conceito, aplicações e escopo

Resumen: La pandemia por SARS-CoV-2, un nuevo coronavirus surgido en 2019, ha determinado una emergencia sanitaria y social mundial. Cada país optó por tomar acciones teniendo en cuenta su experiencia, analizando el impacto en las áreas de la salud, en lo económico y social, y aprendiendo de las experiencias comunicadas por otros países. El desarrollo de modelos epidemiológicos para obtener curvas estimativas de la situación de la enfermedad en la población y poder proyectar su evolución, adquiere especial importancia en un contexto de extrema incertidumbre, complejidad y dinamismo.

Abstract: The SARS-CoV-2 pandemic, a new coronavirus that emerged in 2019, has led to a global health and social emergency. Each country chose to take actions taking into account their experience, analyzing the impact in the areas of health, economically and socially, and learning from the experiences reported by other countries. The development of epidemiological models to obtain estimating curves of the disease situation in the population and to project its evolution, acquires special importance in a context of extreme uncertainty, complexity and dynamism.

Resumo: A pandemia de SARS-CoV-2, um novo coronavírus que surgiu em 2019, levou a uma emergência social e de saúde global. Cada país optou por tomar ações levando em consideração sua experiência, analisando o impacto nas áreas da saúde, econômica e socialmente, e aprendendo com as experiências relatadas por outros países. O desenvolvimento de modelos epidemiológicos para obter curvas de estimativa da situação da doença na população e projetar sua evolução, adquire importância especial em um contexto de extrema incerteza, complexidade e dinamismo.

El modelo SIR básico y políticas antiepidémicas de salud pública para la COVID-19 en Cuba / The Basic SIR Model and Antiepidemic Policies in Public Health against COVID-19 in Cuba

El modelo básico SIR (Susceptibles-Infectados-Recuperados) de Kermack y McKendrick, es un modelo de compartimentos donde la población bajo estudio se divide en clases epidemiológicas y se describe un flujo entre ellas. Un sistema sanitario robusto que proporcione al modelo datos confiables y aunados a políticas públicas de salud coherentes, contribuye a controlar los impactos de contingencias epidémicas. De ahí que el objetivo del presente estudio sea aplicar el modelo SIR, sin profundizar en el aparato matemático que lo acompaña, para conocer el impacto de la COVID-19 en Cuba, con énfasis en La Habana, como centro de la epidemia en el país en el período del 11 de marzo al 16 de julio de 2020. Para ello se muestra el modelo con coeficientes variables en el tiempo y su utilidad como modelo dinámico para hacer proyecciones en situaciones epidémicas; se aplica a regiones locales específicas y se manifiestan sus potencialidades para analizar rebrotes por la aparición de eventos locales que se alejan de las predicciones previstas. Este trabajo es parte de los esfuerzos que, en todos los órdenes, ha desarrollado el Ministerio de Salud Pública de Cuba para enfrentar la pandemia de la COVID-19(AU)

The basic SIR (Susceptible-Infected-Recovered) model of Kermack-McKendrick is a compartmental model in which the population under study is divided into epidemiological classes, in between which a flow is described. A robust health system that provides reliable data to the model and combined with coherent public health policies contributes to controlling the impacts of epidemic contingencies. Hence, the objective of this study is to apply the SIR model, without delving into the mathematical apparatus that accompanies it, to know the impact of COVID-19 in Cuba, with an emphasis on Havana, as the center of the epidemic in the country in the period from March 11 to July 16, 2020. To do this, the model is shown with variable coefficients over time, together with its usefulness as a dynamic model to make projections in epidemic situations. It is applied to specific local regions and its potentialities to analyze outbreaks are manifested by the onset of local events that are far from the foreseen predictions. This work is part of the efforts that, in all orders, the Cuban Ministry of Public Health has developed to confront the COVID-19 pandemic(AU)

Modelamiento matemático de la cinética de secado de espagueti enriquecido con pulpa de zapallo deshidratada ( Cucurbita moschata ) / Mathematical modeling of spaghetti drying kinetics enriched with dehydrated squash pulp ( Cucurbita moschata )

RESUMEN A pesar que diversos estudios se han llevado a cabo sobre modelamiento matemático de las cinéticas de secado de espagueti, no se han desarrollado para espaguetis con sustitución de sémola de trigo Triticum durum por pulpa de zapallo deshidratada (PZD), por lo tanto, el objetivo de esta investigación fue modelar las cinéticas de secado de espagueti sustituido parcialmente con PZD (5 y 10g/100g harina), evaluar el efecto de la sustitución y la temperatura (50 y 60°C), sobre el tiempo de secado (contenido de humedad final = 0,13g/g b.s.), la difusividad efectiva (De) y algunas características que definen la calidad del producto (contenido de humedad, calidad de cocción y contenido de carotenoides totales). Para ello, se emplearon modelos matemáticos reportados en la literatura, como también la segunda ley de Fick, para un cilindro infinito. Los resultados mostraron que los modelos Henderson & Pabis y el Logarítmico presentaron mayor ajuste (R2 ≥ 0,90) a las cinéticas de secado experimentales; por el contrario, el modelo de Lewis presentó el menor ajuste. Se obtuvieron tiempos de secado de 5,00-4,10h, para las cinéticas realizadas a 50°C y tiempos de secado de 3,40-2,80h (aproximadamente), para las cinéticas a 60°C. De varió desde 1,50 hasta 2,50 x 10-7 cm2s-1, la cual, aumentó con la temperatura. En definitiva, la calidad del espagueti se afectó negativamente con el aumento de PZD y positivamente con el aumento de la temperatura de secado.

ABSTRACT Although several studies have been carried out on mathematical modeling of the spaghetti drying kinetics, they have not been developed for spaghetti with an incorporation of Triticum durum wheat semolina by dehydrated squash pulp (DSP). Therefore, the objective of this investigation was to model the kinetics of spaghetti drying partially substituted with DSP (5 and 10g/100g flour), to evaluate the effect of substitution and temperature (50 and 60°C), on the time of drying (final moisture content = 0.13g/g d.b.), the effective diffusivity (De) and some characteristics that define the quality of the product (moisture content, cooking quality and total carotenoid content). For this, mathematical models reported in the literature were used, as well as the second law of Fick for an infinite cylinder. The results showed that the Henderson & Pabis and the Logarithmic models presented greater adjustment (R2 ≥ 0.90) to the experimental drying kinetics. On the contrary, the Lewis model presented the smallest adjustment. Drying times of 5.00-4.10h were obtained for the kinetics carried out at 50°C and drying times of 3.40-2.80h (approximately) for the kinetics at 60°C. It varied from 1.50 to 2.50 x 10-7cm2s-1, which increased with temperature. Finally, the spaghetti quality was negatively affected with the increase in PZD and positively with the increase in the drying temperature.

Leaf area estimation of squash 'Brasileirinha' by leaf dimensions / Estimação da área foliar de abobrinha 'Brasileirinha' por dimensões foliares

ABSTRACT: The objectives of this work were estimate the leaf area of squash 'Brasileirinha' by linear dimensions of the leaves and check models available in the literature. An experiment was conducted in the 2015/16 sowing season. Were collected 500 leaves and in each one, were measured the length (L), width (W) and length×width product (LW) and determined the real leaf area (LA). Then, 400 leaves were separated to generate models of the leaf area (LA) as a function of linear dimension (L, W or LW) of squash. The remaining 100 leaves were used for the validation of models. A second experiment was conducted in the 2016/17 sowing season. Were collected 250 leaves, used only for the validation of the models of the first experiment. There is collinearity between L and W and, therefore, models using the LW product are not recommended. The model LA=0.5482W2 + 0.0680W (R²=0.9867) is adequate for leaf area estimation of squash 'Brasileirinha'.

RESUMO: Os objetivos deste trabalho foram estimar a área foliar de abobrinha 'Brasileirinha' por dimensões lineares das folhas e testar modelos disponíveis na literatura. Foi conduzido um experimento na safra 2015/16 sendo coletas 500 folhas. Em cada folha foram mensurados comprimento (L), largura (W), calculado produto comprimento×largura (LW) e determinada a área foliar real (LA). Depois, 400 folhas foram separadas para a geração de modelos da área foliar real (LA) em função da dimensão linear (L, W ou LW) de abobrinha. As demais 100 folhas foram utilizadas na validação dos modelos. Um segundo experimento foi conduzido na safra 2016/17, no qual foram coletadas 250 folhas utilizadas na validação dos modelos gerados no primeiro experimento. Existe colinearidade entre L e W e, por isso, os modelos que utilizam o produto LW não são recomendados. O modelo LA=0,5482W2+0,0680W (R²=0,9867) é adequado para a estimação de área foliar de abobrinha 'Brasileirinha'.

Monte Carlo simulation of the radiation transport in chromium compensated gallium arsenide detectors / Simulación por Monte Carlo del transporte de las radiaciones en detectores dearseniuro de galio compensado con cromo

Abstract Some results obtained with the use of Monte Carlo mathematical simulation of radiation transport in Timepix hybrid detectors based on chromium compensated gallium arsenide are presented in this contribution. The MCNPX, GEANT4, SRIM and MCCM code systems were used for this purpose. The in-depth profiles of the deposited energy by the incident photons within the sensor active volume, the shapes and dimensions of the generated charge carriers clouds for different incident energies and specific geometrical conditions were obtained and presented. The 22Ne ions ranges in the target material for two different energies and the contributions of each energy loss channel were also determined. Finally, for a selected detector irradiated with photons of different energies, the displacement cross sections for each chemical element in the active material, as well as the number of displacements per atoms produced for each atomic species were calculated.

Resumen En este trabajo se presentan algunos de los resultados obtenidos con el uso de la modelación matemática por Monte Carlo del transporte de radiación en detectores híbridos Timepix basados en el arseniuro de galio compensado con cromo. Se emplearon para este propósito los sistemas de códigos MCNPX, GEANT4, SRIM y MCCM. Fueron obtenidos los perfiles en profundidad de la energía depositada por la radiación incidente dentro del volumen activo del sensor, las formas y dimensiones de las nubes de portadores de cargas generados por fotones incidentes de diferentes energías y condiciones geométricas específicas. También se determinaron los alcances de los iones de 22Ne de dos energías diferentes en el material blanco y las contribuciones de cada canal de pérdida de energía. Finalmente, para un detector seleccionado irradiado con fotones de diferentes energías se calcularon las secciones eficaces de desplazamiento para cada elemento químico en el material activo, así como el número de desplazamientos por átomos producidos para cada especie atómica.

Energy calibration of GaAs:Cr-based Timepix detector with alpha particles / Calibración energética de un detector Timepix basado en GaAs:Cr con partículas alfa

Abstract The advanced GaAs:Cr material for radiation detection is in the scope of many scientific and technological institutions in the world, as a result of its proved superior properties and economic advantages. The energy calibration of a hybrid GaAs:Cr-based Timepix detector with alpha particles performed in the Dzhelepov Laboratory of Nuclear Problems at Joint Institute for Nuclear Research confirms that the device is able to register these particles in energy range from 3140 to 7687 keV. The mathematical simulation was used to calculate the transmitted energy, making possible the experimental calibration with the use of Mylar as absorbent. By calibrating the detector with characteristic X rays of some target materials and using a two steps fitting procedure was determined the relationship between the photon energies and the registered by the detector TOT counts. The energy calibration with alpha particles was performed according to a linear function and verified with the measurement of the 218Po line of radon in air.

Resumen El GaAs:Cr como material de avanzada para la detección de las radiaciones se encuentra en la mira de muchas instituciones científicas y tecnológicas en el mundo, como consecuencia de sus superiores propiedades y ventajas económicas. Los experimentos hechos en el Laboratorio de Problemas Nucleares Dzhelepov del Instituto Unificado de Investigaciones Nucleares para la calibración energética de un detector hibrido Timepix basado en GaAs:Cr con partículas alfa confirma que este dispositivo es capaz de registrar partículas en el rango energético de 3410 a 7687 keV. Se utilizó la simulación matemática para calcular la energía transmitida, haciendo posible la calibración experimental con el uso de Mylar como absorbente. Utilizando la calibración del detector hecha con los rayos X característicos de algunos materiales blanco y empleando un procedimiento de ajuste en dos pasos fue determinada la relación entre la energía de los fotones y los conteos TOT registrados por el detector. Se realizó la calibración energética con partículas alfa de acuerdo con una función lineal y se verificó con la medición de la línea del 218Po del radón en aire.

Modelos matemáticos de parámetros reológicos y su influencia en el sistema de bombeo de fluidos no newtonianos / Mathematical models of rheological parameters and their influence on the pumping system of non-Newtonian fluids / Modelos matemáticos de parâmetros reológicos e sua influência no sistema de bombeamento de fluidos não-newtonianos

Resumen En la presente investigación se realizó un estudio de la influencia de los parámetros reológicos de las hidromezclas lateríticas con los parámetros energéticos de los sistemas de bombeo que garantizan la productividad en la obtención de sulfuro de níquel. A partir de estudios experimentales como técnicas de difracción de rayos-X, fluorescencia de rayos-X y análisis de tamaño de partículas se modelaron los comportamientos de la viscosidad aparente, el esfuerzo cortante inicial, el índice de consistencia másica y el índice de flujo. Lo anterior, en función de los siguientes factores: temperatura, contenido de sólidos, composición química y granulométrica. Los resultados evidenciaron que las suspensiones lateríticas se comportan como fluidos no newtonianos con plasticidad, debido a su carácter de materiales polidispersos, con un predominio de granulometría fina (partículas menores de 0,045 mm). Esto explica sus comportamientos reológicos, ajustables al modelo de Bulkley-Herschel a valores de temperatura de 28 a 90 °C y concentración de sólidos de 37 a 48 % (p/p). Se concluye que el uso de un modelo matemático que relaciona los parámetros reológicos de la pulpa laterítica y los parámetros energéticos del sistema de bombeo contribuye con la eficiencia energética de la alimentación de la pulpa requerida en el proceso de lixiviación ácida.

Abstract The present paper presents a study of the rheological parameters influence of lateritic hydromixtures with the energetic parameters of the pumping systems, which guarantee productivity when obtaining nickel sulphide. Experimental studies such as X-ray diffraction techniques, X-ray fluorescence and particle size analysis were carried out to model apparent viscosity, initial shear stress, mass consistency index and flow index. The above, based on the following factors: temperature, solids content, chemical and granulometric composition. The results showed that the lateritic suspensions behaved as non-Newtonian fluids with plasticity, due to their character of polydispersed materials, with a predominance of fine granulometry (particles less than 0.045 mm), which explains their rheological behavior, adjustable to the Bulkley - Herschel model at temperature values of 28 to 90 °C and solids concentration of 37 to 48 % (w/w). it is concluded that the use of a mathematical model that relates the rheological parameters of the lateritic pulp and the energy parameters of the pumping system contributes to energy-efficiency of the pulp feeding in the acid leaching process.

Resumo Na presente investigação, apresenta-se a influência dos parâmetros reológicos das hidromisturas lateríticas com os parámetros energéticos dos sistemas de bombeamento que garantem a produtividade na obtenção de sulfato de níquel. A partir de estudos experimentais, tais como técnicas de difracção de raios X, fluorescência de raios X e analise do tamanho de partícula, o comportamento da viscosidade aparente, o esforço de cisalhamento inicial, o índice de consistência de massa e o índice de fluxo são modelados. Acima, com base nos fatores a seguir: temperatura, teor de sólidos, composição química e granulométrica. Os resultados mostraram que as suspensões lateríticas se comportam como fluxos não-newtonianos com plasticidade, devido ao seu caráter de materiais polidispersos, com predominância de granulometria fina (partículas menores do que 0,045 mm), o que explica seu comportamento reológico, ajustável ao modelo de Bulkley - Herschel a valores de temperatura de 28 a 90 °C e concentração de sólidos de 37 a 48 % (p/p). Conclui-se que o uso de um modelo matemático que relaciona os parâmetros reológicos da polpa laterítica e os parâmetros de energia do sistema de bombeamento contribui para a eficiência energética da polpa de alimentação no processo de lixiviação ácida.

APLICACIÓN DE MODELOS MATEMÁTICOS NO LINEALES PARA LA ESTIMACIÓN DE BIOMASA FORRAJERA DE Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray / APPLICATION OF NON-LINEAR MATHEMATICAL MODELS FOR THE ESTIMATION OF FORAGE BIOMASS OF Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray

RESUMEN La determinación de la biomasa forrajera de los arbustos, generalmente, se realiza con métodos destructivos, por ello, la predicción de la biomasa con métodos no destructivos representa una herramienta para los finqueros e investigadores agropecuarios, lo cual, justifica este estudio, dado el ahorro de tiempo y de recursos en los procesos de planificación del recurso forrajero. La construcción de ecuaciones alométricas es una metodología para la estimación de la biomasa de especies leñosas; estos procedimientos son útiles para los investigadores de los recursos agroforestales. El objetivo de este estudio fue formular una ecuación para estimar la biomasa de arbustos de Tithonia diversifolia, usando mediciones lineales; se analizaron estadísticamente, a través de coeficientes de correlación de Pearson, mediante los cuales, se seleccionaron las variables más correlacionadas con la biomasa. El trabajo de campo fue realizado desde noviembre hasta diciembre de 2013, en el Centro Experimental de la Universidad Nacional de Colombia - CEUNP, Palmira, en un área experimental de 880m, con diseño de surcos cada 2m y distancia entre plantas de 1m, para un total de 440 plantas. El volumen de dosel fue estimado mediante la medición de la altura y dos diámetros, para ser incluidos en una fórmula modificada del volumen básico de un elipsoide. La ecuación de Mitcherlich tuvo el mejor ajuste, siendo el modelo Ӯ =15,06 (1-1,06) -0,12X, el que mejor predice la biomasa forrajera.

SUMMARY Determination of the forage biomass of the bushes is usually done with destructive methods, therefore the prediction of biomass with non-destructive methods represents a tool for farmers and agricultural researchers, which justifies this study, given the saving of time and resources in the planning processes of forage resources. The construction of allometrics equations is a methodology for estimating the biomass of woody species; these procedures are useful for researchers of agroforestry resources. The objective of this study was to generate an equation to estimate the biomass of a shrub, Tithonia diversifolia, using linear measurements; which were statistically analyzed by Pearson correlation coefficients, through which the variables most correlated with the biomass were selected. The work field was conducted from November to December 2013 at the Experimental Center of the National University of Colombia - CEUNP, Palmira, in an experimental area of 880 m, with row design every 2 m and distance between plants of 1 m, for a total of 440 plants. The canopy volume was estimated by measuring the height and two diameters to be included in a modified formula of the basic volume of an ellipsoid. A Mitcherlich equation had the best fit, under the model Ӯ = 15,06 (1-1,06) -0,12X. This equation was the best predictor of biomass for this species.