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- Independent Component Analysis for Extended Time Series in Climate DataPublication . Sebastião, Fernando; Oliveira, IreneVarious techniques of multivariate data analysis have been proposed to study time series, including the Multi-channel Singular Spectrum Analysis (MSSA). This technique is a Principal Component Analysis (PCA) of the extended matrix of initial lagged series, also called Extended Empirical Orthogonal Function (EEOF) Analysis in a climatological context. This work uses Independent Component Analysis (ICA) as an alternative to the MSSA method, when studying the extended time series matrix. Often, ICA is more appropriate than PCA to analyse time series, since the extraction of Independent Components (ICs) involves higher-order statistics whereas PCA only uses the second-order statistics to obtain the Principal Components (PCs), which are not correlated and are not necessarily independent. An example of time series for meteorological data and some comparative results between the techniques under study are given. Different methods of ordering ICs are also presented, including a new one, which may influence the quality of the reconstruction of the original data.
- Análise Espectral Singular no estudo do número de vítimas mortais em acidentes de viação em Portugal ContinentalPublication . Sebastião, Fernando; Oliveira, IreneA segurança rodoviária, nas últimas décadas, tem constituído matéria relevante para o acompanhamento constante por parte das autoridades nacionais responsáveis, com vista a uma redução permanente dos níveis de sinistralidade. Os números da mortalidade em acidentes de viação representam um dos aspectos que tem merecido uma análise cuidada por parte das autoridades competentes. Neste trabalho pretende-se explorar os valores mensais do número de vítimas mortais resultantes dos acidentes de viação ocorridos em Portugal Continental, obtidos nos últimos treze anos, através da técnica da Análise Espectral Singular.
- Vítimas mortais em acidentes de viação em Portugal continental : uma abordagem através da Análise Espectral SingularPublication . Sebastião, Fernando; Oliveira, IreneUma das preocupações da política nacional, nas últimas décadas, tem sido a segurança rodoviária, e em particular a intenção de reduzir os níveis de sinistralidade. Um dos agentes envolventes é a mortalidade resultante dos acidentes de viação. Este trabalho tem como objectivo explorar os dados mensais do número de vítimas mortais em acidentes de viação ocorridos em Portugal Continental, durante os últimos doze anos, através da Análise Espectral Singular.
- Wastewater as a nutrient source for hydroponic production of lettuce: Summer and winter growthPublication . Santos, Ounísia; Vaz, Daniela; Sebastião, Fernando; Sousa, Helena; Vieira, JuditeSolutions combining soilless cropping systems with wastewater reuse can offer benefits in the agriculture sector, reducing pressure on water resources, promoting sustainable production, and reclaiming wastewater. However, assessing the sanitary risks associated with wastewater reuse is of utmost importance. This study aimed to investigate the hydroponic growth of lettuce (Lactuca sativa var. crispa L.) in wastewater from an urban treatment plant with different levels of treatment and evaluate potential sanitary risks. Crop growth took place in a greenhouse, during summer and winter periods, using wastewater after primary (PTW) or secondary (STW) treatment, and a nutrient solution (NS), as control. Physical and chemical water quality parameters, morphological crop growth parameters, and environmental conditions inside the greenhouse were monitored. Toxicity analyses were carried out through cell viability assays with the Caco-2 cell line and total coliforms and Escherichia coli (E. coli) were determined. Wastewater-grown plants achieved acceptable growth, even though presenting lower fresh weight than NS-plants. STW-plants’ growth was limited essentially by nutrient deficiency, and PTW-plants were affected by nutrient deficiency, pH values, solid load, and N-NO2 concentration. Higher temperatures in summer led to faster crop growth, and lower temperatures in winter allowed better nutrient uptake by the crop. Wastewater-grown plants did not evidence toxicity in leaf extracts up to 1 % w/v. Coliform enumeration data indicated an accumulation in plant roots, with high removal from the wastewater. E. coli was not detected on plants’ leaves and total coliforms were within acceptable limits. Furthermore, the results point to an improvement in the wastewater quality, with minimum removal values of 75.2 % BOD5, 83.1 % COD, 43.4 % P, 44.9 % N, and 90.4 % K. The results demonstrated the viability of wastewater reuse for hydroponic production allowing a better understanding of its processes and contributing to mitigating water scarcity for food production, and the impacts of treated wastewater discharge in freshwater courses, particularly those associated with nutrient delivery to aquatic systems.
- Estudo de séries temporais na análise em componentes principais e na análise em componentes independentesPublication . Sebastião, Fernando; Oliveira, IreneAs séries temporais são constituídas por observações autocorrelacionadas e como tal não podem ser permutadas entre si, contudo a suposição em relação à independência entre observações não é necessária para aplicar as técnicas de Análise em Componentes Principais (ACI) do ponto de vista descritivo. A aplicação destas técnicas multivariadas a séries temporais permite realçar alguns resultados e interpretações que sugerem uma conexão com as inter-relações existentes entre as observações, pelo menos em termos empíricos. O objectivo deste trabalho é apresentar as técnicas de ACP e ACI, descrevendo com maior ênfase a ACI. Para além disso é apresentado um exemplo de dados metereológicos em séries temporais assim como os respectivos resultados que salientam as diferenças e semelhanças entre as duas técnicas em análise, nomeadamente ao nível dos domínios do tempo e da frequência, incluindo resultados para a qualidade das reconstruções dos dados originais para cada uma das técnicas.
- O jogo educacional Multipli enquAnto atividade lúdica e de aprendizagem matemáticaPublication . Sebastião, Fernando; Tavares, Dina; Menino, Hugo Lopes; Oliveira, Eunice; Féria, Ana la; Teixeira, RitaJogar é uma atividade lúdica que proporciona situações de prazer e de descontração, motivando o envolvimento e a atenção das crianças, o que pode ser um fator decisivo para aprender matemática, de forma significativa (Grando, 2000). Para Ponte (2005), o jogo é um tipo de tarefa que deve integrar a experiência matemática das crianças, cabendo ao professor selecionar os jogos a explorar, de acordo com objetivos curriculares a atingir. Do ponto de vista da investigação afigura-se importante proceder à avaliação de jogos educacionais, contribuindo para a melhoria da qualidade desses recursos (Savi et al., 2010). Em relação à dinamização dos jogos, diversos estudos evidenciam que a participação dos alunos em competições matemáticas, de natureza inclusiva, promove a autoconfiança, o autoconceito e a motivação do aluno para aprender matemática (Amado, Carreira & Ferreira, 2016; Tavares & Pinto, 2019). Este estudo pretende avaliar o jogo educacional Multipli, enquanto recurso educativo, e descrever a perceção de crianças relativamente à sua experiência de jogo, no contexto de um campeonato nacional online. Adota-se o modelo ARCS (Dempsey & Johnson, 1998) para analisar a motivação dos alunos na aprendizagem, com base em quatro categorias: atenção, relevância, confiança e satisfação. Consideram-se também categorias relacionadas com a experiência do utilizador, amplamente utilizadas noutros modelos de avaliação de jogos: imersão, habilidade, divertimento, desafio, interação social e aprendizagem (Savi et al. 2010). O estudo desenvolvido é observacional, de natureza descritiva (Bogdan & Biklen, 1994; McMillan & Schumacher, 2005). O instrumento de recolha de dados é o inquérito por questionário, aplicado a crianças do 3.º, 4.º, 5.º e 6.º anos de escolaridade, que permite recolher a informação avaliada sob a forma de afirmações, segundo uma escala de concordância. É espectável que este estudo contribua para a compreensão e utilização dos jogos ao nível pedagógico enquanto tarefa para a aprendizagem da matemática.
- Nutrient‐efficient catfish‐based aquaponics for producing lamb's lettuce at two light intensitiesPublication . Sebastião, Fernando; Vaz, Daniela C.; Pires, Cristiana L; Cruz, Pedro F; Moreno, Maria João; Brito, Rui M M; Cotrim, Luís; Oliveira, Nelson; Costa, Ana; Fonseca, André; Rodrigues, Maria; Ispolnov, Kirill; Bernardino, Raul; Vieira, JuditeBACKGROUND: Aquaponic systems are sustainable processes of managing water and nutrients for food production. An innovate nutrient-efficient catfish-based (Clarias gariepinus) aquaponics system was implemented for producing two cultivars of two leafy vegetables largely consumed worldwide: lamb's lettuce (Valerianella locusta var. Favor and Valerianella locusta var. de Hollande) and arugula (Eruca vesicaria var. sativa and Eruca sativa). Different growing treatments (4 × 2 factorial design) were applied to plants of each cultivar, grown at two light intensities (120 and 400 ∼mol m−2 s −1). During growth, several morphological characteristics (root length, plant height, leaf number, foliage diameter and biggest leaf length) were measured. At harvest, plants were weighed and examined qualitatively in terms of greenness and health status. Additionally, leaf extracts were obtained and used to determine total phenolic contents, antioxidant capacities, and levels of cytotoxicity to Caco-2 intestinal model cells. RESULTS: After a 5-week growth period, both lamb's lettuce cultivars presented high levels of greenness and health status, at both light intensities, particularly the var. de Hollande that also showed higher average performance in terms of plant morphology. In turn, arugula cultivars showed lower levels of greenness and health status, especially the cultivar E. vesicaria var. sativa submitted to direct sunlight during growth. In addition, plant specimens submitted to higher levels of light intensity showed higher contents in antioxidants/polyphenols. Cultivars with a higher content in antioxidants/polyphenols led to higher Caco-2 cell viability. CONCLUSION: For successful industrial implementation of the aquaponics technology, different and optimized acclimatizing conditions must be applied to different plant species and cultivars. © 2024 The Authors. Journal of The Science of Food and Agriculture published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.
- (In)formação sobre pictogramas de substâncias perigosas: (re)conhecer impactes no ambiente e na saúdePublication . Monteiro, Silvia; Heleno, Lizete; Sebastião, Fernando; Ispolnov, Kirill; Santos, OlgaConsiderando que o conhecimento dos pictogramas de substâncias perigosas é fundamental para promover atitudes que minimizem impactes no ambiente e na saúde, foi levado a cabo o trabalho que aqui se apresenta, alicerçado nos seguintes objetivos: i) avaliar o nível de perceção dos estudantes de Cursos Técnicos Superiores Profissionais de uma instituição do ensino superior sobre os pictogramas de substâncias perigosas, definidos pelo GHS, ii) compreender de que modo a estratégia formativa trabalhada com os estudantes contribuiu para a mudança conceptual sobre a interpretação dos pictogramas de substância perigosas e iii) realçar a importância do conhecimento dos pictogramas de substâncias perigosas de forma a minimizar o potencial de ocorrência de acidentes ambientais, acidentes de trabalho e de doenças profissionais. Foi analisada a compreensão destes pictogramas por parte de 669 estudantes, antes e após formação sobre o tema. A análise dos dados por pictograma em função da área de formação, idade e estatuto de trabalhador estudante ou não, foi efetuada com ferramentas de estatística descritiva e através de testes de hipóteses. Em média, o nível de compreensão correto dos pictogramas após a formação (61.19%) foi superior ao observado antes da formação (30.75%). A formação em risco químico é essencial para melhorar o nível de compreensão dos respetivos pictogramas, e deverá ser valorizada e incluída nos currículos escolares desde a escolaridade obrigatória até ao ensino superior.
- Feasibility of focal transcranial DC polarization with simultaneous EEG recording: preliminary assessment in healthy subjects and human epilepsyPublication . Faria, Paula; Fregni, Felipe; Sebastião, Fernando; Dias, Ana I.; Leal, AlbertoWe aimed to investigate the feasibility of an experimental system for simultaneous transcranial DC stimulation (tDCS) and EEG recording in human epilepsy. We report tolerability of this system in a cross-over controlled trial with 15 healthy subjects and preliminary effects of its use, testing repeated tDCS sessions, in two patients with drug-refractory Continuous Spike-Wave Discharges During Slow Sleep (CSWS). Our system combining continuous recording of the EEG with tDCS allows detailed evaluation of the interictal activity during the entire process. Stimulation with 1mA was well-tolerated in both healthy volunteers and patients with refractory epilepsy. The large reduction in interictal epileptiform EEG discharges in the two subjects with epilepsy supports further investigation of tDCS using this combined method of stimulation and monitoring in epilepsy. Continuous monitoring of epileptic activity throughout tDCS improves safety and allows detailed evaluation of epileptic activity changes induced by tDCS in patients.
- Técnicas multivariadas de redução de dados: comparação, aplicabilidade e convergência de resultadosPublication . Sebastião, Fernando; Oliveira, Irene; Cadima, JorgeÉ muito comum a análise de dados recorrendo a técnicas multivariadas, nomeadamente para séries temporais. As principais metodologias consagradas, descritas ao longo desta dissertação, são a Análise em Componentes Principais (ACP), a Análise em Componentes Independentes (ACI), a Análise Espectral Singular (SSA) e a Análise Espectral Singular Multicanal (MSSA). A ACI tem sido considerada mais adequada que a ACP na análise de séries temporais, principalmente quando se admite a não normalidade e se exige que as componentes a estimar sejam independentes. Neste sentido, como alternativa à MSSA, é proposta uma nova abordagem baseada na ACI aplicada à matriz dos desfasamentos, que é designada Lag-Análise em Componentes Independentes (LagACI). Tal abordagem é desenvolvida e suportada teoricamente pelos conceitos algébricos e algoritmos existentes das duas técnicas envolventes. São dados exemplos de aplicação, com especial relevância para dados climáticos. O principal objetivo da tese é interligar o novo método com os restantes métodos estatísticos multivariados referidos, para permitir avaliar as semelhanças e diferenças entre estes. Analisam-se diferentes abordagens em cada método e estudam-se as implicações da escolha da matriz informativa das estruturas subjacentes aos dados, tendo em conta se estes estão ou não sujeitos a algum tipo de pré-processamento, como por exemplo a centragem. São ainda considerados alguns indicadores comparativos de avaliação do desempenho de modelos para averiguar o grau de semelhança nos resultados transversais às técnicas em estudo. Considera-se que a nova abordagem representa uma contribuição para novos desenvolvimentos teóricos e aplicações no campo da análise de séries temporais.