Projetos I&D na Semana da Ciência & Tecnologia 2016
CIMA

• Crescimento de Bovinos e Optimização do Lucro do produtor: um exemplo de colaboração CIMA-ICAAM

Financiamento: FCT | Investigador: Carlos Braumann | CIMA

No âmbito de um projeto FCT, com base em dados da investigação de Carlos Roquete sobre crescimento individual de bovinos mertolengos em regime de pastagem (suplementada quando necessário), construíram-se modelos matemáticos inovadores de crescimento.

Do projeto resultaram várias publicações e comunicações internacionais e nacionais da equipa de investigação: Carlos J. Roquete, do ICAAM, Carlos A. Braumann, Patrícia A. Filipe (cuja tese de doutoramento incidiu sobre esta matéria), Clara Carlos e Nuno M. Brites (doutorando), do CIMA. Resultou também uma aplicação informática (gSDE).

Os modelos de crescimento devem incorporar o considerável efeito das flutuações aleatórias do ambiente (sensu lato  ) na dinâmica do crescimento, pelo que os habituais modelos de regressão são inadequados. Daí termos usado modelos de equações diferenciais estocásticas (EDE), adicionado aquele efeito, através de um termo aleatório, aos modelos clássicos de equações diferenciais. Assim, podemos não só prever os pesos futuros do animal como determinar o grau de incerteza da previsão. Através da aleatorização de um parâmetro no modelo, de que resulta um modelo misto inovador, conseguiu-se também distinguir a variabilidade ambiental da devida às diferenças entre animais. Para aplicar o modelo tivemos ainda de resolver as questões estatísticas de estimação e previsão.

Os modelos permitiram otimizar o lucro esperado do produtor em recria e acabamento, determinando a idade ótima para abate ou, em alternativa (graças a novos resultados sobre tempos de primeira passagem de EDE obtidos pela equipa), o peso ótimo para abate.

Recentemente, foi decidido propor, numa cooperação do ICAAM, CIMA e CEFAGUE com o INIAV, associações de produtores e empresas (incluindo a ZEA), o Grupo Operacional “Go BovMais” para a Melhoria da Produtividade da Fileira dos Bovinos de Carne, já aceite na Bolsa de Iniciativas da Rede Rural Nacional.

Essa proposta tem agora vários objetivos mas começou com uma sugestão inicial do CIMA sobre um deles, designadamente o de alargar o estudo para mais raças bovinas e de melhorar o modelo anterior. A melhoria consiste na inclusão de informação sobre os valores genéticos do animal (baseada em informação sobre os progenitores), tirando partido dessa informação para obter previsões individuais mais precisas, com consequente melhoria do lucro do produtor. Uma das metas é uma aplicação informática que permita ao produtor, dada a idade, o peso atual e os valores genéticos de um animal, fazer previsões dos pesos futuros (e seus intervalos de confiança) e determinar a idade ótima ou o peso ótimo para o abate. Isso ajudará também o produtor na constituição de grupos de maneio homogéneos.

A vantagem da cooperação entre o CIMA e o ICAAM é evidente. A utilização de modelos matemáticos é útil na investigação zootécnica e na melhoria da produtividade das explorações pecuárias. Reciprocamente, as necessidades decorrentes da construção, análise e aplicação dos modelos permitem desenvolvimentos matemáticos interessantes.

• Modelação Matemática em Cirurgia Plástica |  Mathematical Modelling in Plastic Surgery

Investigador: Vladimir Goncharov | CIMA

In the talk we present a variational problem appearing to model one of the important steps in the plastic surgery of the woman.s breast: sutur-ing process. According to the fundamental nature principle the healing of tissues should consume the minmal energy. Writing the respective stress energy functional we prove, .rst, existence of its minimizer in the class of Sobolev functions satisfying, in particular, so called knitting (or sutur-ing) boundary conditions. Such non traditional boundary data model the suturing of one cut tissue piece to another one taking into account that the correspondence between two linked points is unknown and should be chosen due to minimizing procedure. Then we give the necessary conditions of optimality, which jointly with direct numerical simulation allow us to construct e¤ective algorithms. Some of such numerical schemes were successfully elaborated, and the respective software was applied in surgery practice. On the other hand, we believe that obtained theoretical results can .nd a lot of applications in mathematical modelling of various processes in other .elds concerning with dynamics of soft elastic materials.