Projetos de Pesquisa

 

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Antoine Laurain

Ciências Exatas e da Terra

Matemática
  • otimização de forma não suave e controle de problemas de fronteira livre
  • Neste projeto, vamos trabalhar em aspectos teóricos e numéricos de otimização de formas e tópicos relacionados. O projeto de pesquisa é dividido em três tópicos principais. 1. Controle de fronteiras livres. Um problema de fronteira livre é uma equação diferencial parcial onde tanto a função quanto o domínio são desconhecidos. Esse tipo de problema é onipresente em física e engenharia. Há alguns anos, eu desenvolvi uma abordagem sistemática para calcular a sensibilidade da fronteira livre em relação aos parâmetros do problema. Neste projeto, continuaremos a desenvolver esta teoria, considerando modelos mais complicados e realistos. Em particular, consideraremos o problema de controlar a forma de uma gotícula em movimento em vez de uma estática, como fizemos em um artigo anterior. 2. Otimização de forma não suave. A maior parte da literatura de otimização de formas lida com problemas relativamente suaves. No entanto, aplicações modernas frequentemente apresentam domínios e funções com baixa regularidade, como domínios poligonais, domínios com cúspides ou rachaduras, domínios Lipschitz, funções descontínuas, etc. Portanto, é necessário um exame mais profundo de resultados bem estabelecidos na otimização de forma para expandir a teoria para problemas não suaves. Neste projeto, usaremos a abordagem de derivativa de forma distribuída para estudar propriedades de derivadas de formas de segunda ordem. O objetivo é ver qual é a regularidade mínima do domínio, permitindo calcular derivadas de formas de segunda ordem distribuidas. Por exemplo, resultados preliminares mostram que fórmulas podem ser obtidas para domínios poligonais, o que é útil para aplicações numéricas. De uma perspectiva numérica, esses resultados podem ser usados para definir métodos de Newton de forma em domínios com baixa regularidade. 3. Problemas inversos. Uma abordagem comum para resolver problemas inversos é reformulá-los como solução de um problema de otimização. A natureza muitas vezes não convexa e possivelmente de grande escala de muitos desses problemas inversos leva a problemas desafiadores de otimização. Nesse quadro, a solução do problema inverso é geralmente pesquisada dentro de conjuntos de funções com certa regularidade, como as funções Lipschitz. No entanto, em muitas aplicações interessantes, como em geofísica, a quantidade de interesse apresenta descontinuidades, por isso é importante incluir tais descontinuidades diretamente no modelo matemático para obter uma reconstrução mais precisa. Nesta parte do projeto, vamos considerar problemas inversos onde a função desconhecida é constante por partes. Desta forma, consideramos um modelo com várias fases, e o desconhecido é agora a interface entre essas fases. Esse problema pode ser modelado como um problema de otimização de forma. Isso permite reconstruir precisamente a interface. Em um artigo recente com o Professor Kevin Sturm, introduzimos uma nova abordagem numérica baseada na derivada de forma distribuída, que permite uma implementação eficiente do método do conjunto de níveis e permite considerar formas com baixa regularidade. Neste projeto, continuaremos o desenvolvimento dessa abordagem. Nós vamos considerar o caso de medições em pontos, o que é mais realista para aplicações do que medidas em todo o limite. A principal dificuldade será trabalhar com funções de baixa regularidade, devido às medidas de Dirac que modelam as medidas pontuais. Assim, primeiro teremos que estudar se as derivadas de formas distribuídas estão bem definidas nesta configuração não-suave.
  • Universidade de São Paulo - SP - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Antonella Lombardi Costa

Engenharias

Engenharia Nuclear
  • estudos sobre o comportamento térmico e análises de segurança de reatores de muito alta temperatura usando ferramentas de cfd
  • A melhoria na segurança dos reatores, na economia de urânio e nas tecnologias de reprocessamento principalmente relacionadas aos reatores de quarta geração (GEN-IV) tem aumentado a consideração de uso de reatores nucleares na matriz energética de diversos países do mundo, incluindo o Brasil. Há um intenso e contínuo programa internacional de pesquisa sobre os reatores GEN-IV, porém a definição de novos materiais para combustível nuclear, elementos estruturais do circuito primário e refrigerantes para tais reatores pode se estender por vários anos. Portanto, as simulações desses sistemas com códigos nucleares são uma ferramenta fundamental no processo de desenvolvimento da tecnologia GEN-IV. Desta forma, este projeto visa aplicar os métodos CFD (Computational Fluid Dynamics – Dinâmica dos Fluidos Computacional) para uma melhor descrição da distribuição de temperatura em reatores GEN-IV como, por exemplo, o VHTR (Very High Temperature Reactor – Reator de Muito Alta Temperatura). A necessidade surge porque muitos sistemas tradicionais de reatores e códigos de contenção são modelados como redes de elementos 1-D ou 0-D. É evidente, no entanto, que o fluxo em componentes de um vaso reator é 3-D. Além disso, a circulação natural, a mistura e a estratificação em contenção também são essencialmente de natureza 3-D. Depois de desenvolver modelos de reatores GEN-IV usando métodos de CFD, os resultados dos cálculos serão verificados em relação aos dados de referência. Concluída a verificação dos modelos para estado estacionário, serão simuladas várias situações transitórias para investigar a segurança dos sistemas, considerando principalmente a perda de refrigerante. Como os reatores GEN-IV ainda estão em desenvolvimento, todos os esforços devem ser agregados e compartilhados para garantir que as pesquisas realmente melhorem a segurança desses sistemas. Melhorar a segurança dos reatores nucleares aumenta a aceitação pública e governamental desse tipo de geração de energia.
  • Universidade Federal de Minas Gerais - MG - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Antoniana Ursine Krettli

Ciências Biológicas

Parasitologia
  • descoberta de fármacos antimaláricos
  • A malária humana permanece como uma das principais doenças parasitárias do mundo. Apesar dos esforços para reduzir as mortes, a malária ainda é letal para aproximadamente 500 mil pessoas por ano, sendo a maioria no continente Africano. A doença causa intensa morbidade e mortalidade, sobretudo em crianças, e resulta, ainda, em pobreza em países com alta prevalência, incluindo a Região Amazônica brasileira. Devido à resistência do Plasmodium falciparum aos antimaláricos disponíveis, inclusive aos derivados da artemisinina, e do P. vivax a cloroquina, novas terapias são necessárias, pois o tratamento medicamentoso permanece como a principal estratégia no controle da doença. Ainda não existem vacinas comercializadas e o controle dos mosquitos transmissores é complexo. Vários grupos de pesquisas fazem a busca de novos antimaláricos, inclusive o nosso grupo, que investiga a atividade de extratos e frações de plantas medicinais e moléculas de síntese (híbridos e/ou derivados de antimaláricos). Contudo, a produção de um novo medicamento é um processo demorado e de alto custo. Nesse contexto, em paralelo, o reposicionamento de fármacos surge como uma interessante alternativa. Desse modo, medicamentos já comercializados e utilizados no tratamento de outras doenças podem ser ministrados como agentes únicos ou como adjuvantes em combinação com os antimaláricos comumente utilizados. Nossa meta é descobrir fármacos que controlem a doença pela sua ação esquizonticida sanguínea e bloqueadora da transmissão, toleráveis e de baixo custo. Avaliaremos a atividade antimalárica de medicamentos comercializados, de extratos de plantas medicinais, novas moléculas obtidas por síntese química através de ensaios: (i) in vitro, contra o P. falciparum multirresistente; (ii) in vivo em animais experimentalmente infectados; (iii) ex vivo em sangue isolado de pacientes da área endêmica; e (iv) em mosquitos anofelinos alimentados com o sangue isolado de pacientes com malária. Os testes na área endêmica serão conduzidos em colaboração com FIOCRUZ/RO e CEPEM, com os novos antimaláricos selecionados no projeto, eventuais substitutos dos derivados de artemisinina. Sendo assim, a proposta visa contribuir para a identificação de novas alternativas terapêuticas para o tratamento da malária humana.
  • Fundação Oswaldo Cruz - MG - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Antonio Alberto da Silva

Ciências Agrárias

Agronomia
  • utilização de nanopartículas metálicas para degradação de agrotóxicos
  • A água de lavagem de pulverizadores, dos EPIs e das áreas de preparo das caldas contêm resíduos de agrotóxicos. A descarga no meio ambiente desse material contaminado é crime ambiental inafiançável. Em razão disso, é urgente desenvolver uma tecnologia para solucionar esse problema. A utilização da nanotecnologia metálicas surge como uma opção para degradação rápida de poluentes em sistemas aquosos. Acredita-se que essa técnica pode ser eficiente na remediação in situ, onde a contaminação ocorre por sobra de calda nas bombas de aplicação, água resultante da lavagem dos pulverizadores e até mesmo no solo. A utilização de agrotóxicos é importante para assegurar a produção de alimentos capaz de atender a uma demanda global cada dia maior. Porém, muitos destes compostos possuem elevado tempo de meia-vida, apresentando problemas como o carryover. Outros, devido à sua elevada solubilidade em água podem ser lixiviados contaminando cursos de água e o perfil dos horizontes dos solos. Pesquisas realizadas em diversos países, em áreas onde o 2,4-D, dicamba, atrazine e sulfentrazone são muito utilizados, por exemplo, confirmaram a presença desses herbicidas em cursos de água. A presença desses compostos no ambiente pode trazer graves consequências à fauna e flora, devido à sua toxicidade. Muitos podem acumular nos tecidos adiposos de peixes. Dessa forma, podem comprometer a saúde humana pela ingestão de água ou animais, como peixes, contaminados com os herbicidas. Nesse contexto, conhecer o comportamento dos herbicidas no solo é fundamental para estimar os riscos de contaminação ambiental e desenvolver técnicas seguras de aplicação dos mesmos. A maioria das pesquisas realizadas para estimar o risco de contaminação ambiental por agrotóxicos é realizada somente em amostras do solo coletadas nas camadas superficiais do perfil do solo. Isso pode subestimar ou superestimar o potencial de contaminação do ambiente por um dado herbicida. Neste trabalho serão sintetizadas nanopartículas de ferro e avaliada a eficiência dessas na degradação dos herbicidas 2,4-D, dicamba, atrazine e sulfentrazone em ambiente aquoso. Adicionalmente, será estudado o comportamento dos herbicidas em amostras de horizontes de diferentes tipos de solos. Espera-se com este projeto aprimorar as estimativas de risco ambiental de herbicidas e desenvolver uma tecnologia utilizando nanomateriais para remediar ambientes contaminados por herbicidas reduzindo os riscos de contaminação ambiental e a sustentabilidade dos sistemas de cultivos.
  • Universidade Federal de Viçosa - MG - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Antonio Almeida Silva

Engenharias

Engenharia Mecânica
  • desenvolvimento e controle passivo de vibração em sistemas rotativos e estruturais integrando dispositivos de ligas de nitinol superelásticas
  • O projeto de pesquisa visa dar continuidade aos estudos e análise do comportamento dinâmico de sistemas e dispositivos estruturais utilizando materiais de Liga com Memória de Forma (LMF) para fins de controle e isolamento de vibrações. A partir de experiências bem sucedidas no desenvolvimento de concepções e aplicações em sistemas rotativos e dispositivos estruturais que envolvem a modelagem, simulação numérica e validação experimental, bem como os estudos de caracterização de componentes que utilizam materiais de LMF, foi possível a validação de vários modelos para fins de aplicação em sistemas físicos reais. Na fase atual da pesquisa, pretende-se consolidar alguns estudos anteriores e desenvolver novas concepções de dispositivos na forma de atuadores passivos, baseados na integração de molas helicoidais e molas de lâminas de ligas NiTi (operando no regime superelástico), visando sua aplicação como atenuadores de vibrações nas chamadas estruturas inteligentes, baseadas na boa capacidade de dissipação de energia e de amortecimento estrutural. Em função dos resultados obtidos até o momento, existe a possibilidade de se ampliar a integração desses elementos LMF em novas aplicações tais como suporte de mancais de sistema rotativo mais robusto e protótipos de estruturas de edifício sob excitações pela base (ex. simulação de terremotos), a serem adotados como estratégias de isolamento e controle passivo de vibrações, o que pode representar arquiteturas comuns na indústria mecânica, civil e aeronáutica.
  • Universidade Federal de Campina Grande - PB - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Antonio André Novotny

Engenharias

Engenharia Mecânica
  • desenvolvimento de novos métodos de resolução de problemas inversos utilizando o conceito de derivada topológica
  • Diversas classes de problemas inversos são escritos na forma de equações diferenciais parciais sobredeterminadas. Essa dificuldade pode ser contornada reescrevendo o problema inverso na forma de um problema de otimização. A ideia básica consiste em minimizar um funcional que mede a diferença entre o dado lido e o calculado numericamente em relação aos parâmetros de interesse. O conceito de derivada topológica é então utilizado. Em particular, o funcional objetivo é expandido e em seguida truncado até o termo de segunda ordem, o que resulta em uma forma quadrática e estritamente convexa em termos dos parâmetros de interesse. Finalmente, através de um processo trivial de otimização obtém-se um algoritmo de reconstrução de segunda ordem não-iterativo e independente de qualquer chute inicial. Como resultado, o processo de reconstrução torna-se extremamente robusto a presença de ruído. Através desse projeto de pesquisa objetiva-se aplicar essa metodologia a diversas classes de problemas inversos, com potencial aplicação na detecção de fontes poluidoras em bacias hidrográficas, tratamento de câncer por hipertermia, medicina diagnóstica de detecção precoce de câncer, reconstrução de obstáculos imersos em fluido e reconstrução de anomalias utilizando ondas sonoras.
  • Laboratório Nacional de Computação Científica - RJ - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Antonio Angelo Martins da Fonseca

Ciências Humanas

Geografia
  • regionalismo, governança e justiça espacial no semiárido baiano: um estudo comparativo
  • A expansão da globalização neoliberal tem gerado a emergência de novas dinâmicas regionais - como os novos regionalismos -, de novos modelos de governança regional e da ampliação das injustiças espaciais nas mais diversas escalas geográficas. E este projeto de pesquisa tem como objetivo geral a realização de análise comparativa envolvendo as relações entre regionalismo, governança regional e justiça espacial, tomando como referência os processos de instalação e expansão de parques eólicos, e à regionalização dos Serviços de Saúde/SUS nas regiões de Brumado, Guanambi, Jacobina e Irecê/Bahia. É uma pesquisa que se justifica pela minha experiência em relação às temáticas, pela contribuição que poderá trazer para a discussão interna da geografia quanto à relação entre regionalismo, governança regional e justiça espacial. Em termos teóricos, esta pesquisa se baseará nas abordagens do novo regionalismo, de governança e de justiça espacial. O novo regionalismo se refere tanto a mobilizações e/ou conjunto de decisões e ações políticas, econômicas e institucionais, quanto à tendência de expansão das decisões, das ações e dos processos multivariados para a escala regional. Esta abordagem é importante porque está vinculada à ação social e política; porque pressupõe a existência de coesão, cooperação e funcionalidade na região; porque expressa a existência de uma região política ideal, porque abre espaço para o desenvolvimento de novos modelos de gestão baseado na governança regional, e porque, normalmente, se busca a justiça espacial. Governança refere-se às parcerias, às decisões e ações descentralizadas com a participação dos variados agentes da sociedade, sobretudo do Estado. E justiça espacial significa equidade, a garantia de acesso aos serviços públicos, ao emprego e às diversas vantagens da vida em sociedade, de forma que melhore as condições sociais de todos, sobretudo as dos mais pobres. Em termos metodológicos, será adotado um modelo de governança regional e de justiça espacial. Estes dependem dos condicionantes políticos, institucional e espacial, e dos conteúdos regionais, constituídos pela coesão, cooperação e funcionalidade (regras e rotinas, agentes e articulações, e funções), e pelas ações (programas e distribuição de recursos). Os condicionantes e conteúdos são os responsáveis pela organização espacial dos equipamentos de saúde, pelas formas de atendimento médico aos pacientes, e pela instalação e expansão dos parques eólicos. Este modelo, além de contemplar as bases teóricas apontadas neste projeto, subsidiará o cronograma de atividades e os procedimentos metodológicos (qualitativos e quantitativos) que envolvem levantamento bibliográfico, trabalhos de campo, entrevistas, mapeamentos, publicações, discussões, apresentações de trabalhos, workshop e o relatório final.
  • Universidade Federal da Bahia - BA - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Antônio Augusto Chaves

Engenharias

Engenharia de Produção
  • uma metaheurística adaptativa aplicada a problemas de otimização combinatória com preferências
  • O estudo de metaheurísticas eficientes para resolver problemas de otimização tem sido alvo de muitas pesquisas por parte da comunidade científica. Para obter bons resultados em termos de qualidade de soluções e tempo computacional é importante haver uma boa configuração da metaheurística. Este processo de especificação do fluxo de controle e dos valores dos parâmetros de um método é uma tarefa árdua. Desta forma, este projeto tem como ideia central o desenvolvimento e aperfeiçoamento do método adaptativo Biased Random-key Genetic Algorithm (A-BRKGA) para escolher quais componentes serão utilizados e em qual sequência (fluxo de controle do A-BRKGA) e quais parâmetros utilizar enquanto uma instância de um problema esteja sendo resolvida. Para tal, serão estudadas técnicas de aprendizagem de máquinas e mecanismos adaptativos e reativos para construir um A-BRKGA com configuração on-line de parâmetros e fluxo de controle. O principal objetivo é gerar um algoritmo eficiente para resolver problemas de otimização combinatória e que o código seja fácil de ser reutilizado. Para avaliar o método proposto serão estudados problemas de otimização combinatória com preferências: problemas de agregação de rankings, problema de localização de facilidades capacitadas em dois níveis, problema de localização de facilidades com sobreposição de cobertura. Os testes computacionais utilizarão problemas teste disponíveis na literatura e estudos de caso reais. O método será comparado com algoritmos estado-da-arte por meio de análises estatísticas.
  • Universidade Federal de São Paulo - SP - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Antônio Augusto Ferreira Carioca

Ciências da Saúde

Nutrição
  • perspectivas e desafios do aprimoramento do sistema de vigilância alimentar e nutricional: uma abordagem de métodos mistos
  • O Sistema de Vigilância Alimentar e Nutricional (SISVAN) é um sistema contínuo e sistemático para coleta de informações sobre perfil antropométrico e consumo alimentar e fatores associados da população brasileira. O Sistema permite diagnóstico da situação antropométrica e de marcadores do consumo alimentar para todas as faixas etárias, além de possibilitar rastrear áreas geográficas, segmentos sociais e grupos populacionais mais vulneráveis. No entanto, observa-se que este possui limitações quanto a qualidade e inserção dos dados no Sistema pelos municípios, decorrentes da incipiente estrutura operacional, lacunas na realização de medidas antropométricas, dificuldades de transmissão de informações, alta rotatividade da mão de obra e ausência de rotina no processo de registro. Com isso, pretende-se utilizar métodos mistos para analisar a qualidade dos dados antropométricos e de consumo alimentar inseridos no Sistema de Vigilância Alimentar e Nutricional (SISVAN) e principais desafios na perspectiva dos gestores, profissionais da saúde, usuários nas regiões do Brasil. Trata-se de um projeto multicêntrico, de caráter misto, que adotará procedimentos metodológicos com princípios e procedimentos quantitativos (estudo ecológico) e qualitativos (estudo de caso) executado no período de janeiro de 2020 a dezembro de 2022. Os locais de coleta no segmento qualitativo serão as Unidades de Atenção Primária à Saúde (UAPS) nas cincos regiões brasileiras nas seguintes cidades: Fortaleza (CE), Rio Branco (AC), Cuiabá (MT), São Paulo (SP), Niterói (RJ), Novo Hamburgo (RS) onde serão analisados os desafios da qualidade dos dados inseridos e analisados no SISVAN na perspectiva dos gestores, profissionais da saúde, usuários do Sistema Único de Saúde. A coleta será realizada por uma entrevista semiestruturada com roteiro, previamente testado, elaborado pelos pesquisadores. Todas as entrevistas serão gravadas e transcritas e submetidas à análise de conteúdo. O componente quantitativo será realizado por um estudo epidemiológico do tipo ecológico, com as regiões brasileira e população usuária da Atenção Básica em Saúde (ABS) do Sistema Único de Saúde (SUS) e registrada no SISVAN Web, a partir de 2008, em todas as faixas etárias e unidades da federação (UFs) e macrorregiões. A relação entre os indicadores de qualidade e as variáveis socioeconômicas, demográficas e de saúde dos municípios será avaliada por meio de análise de correlação, diferença de médias e por modelos de regressão lineares generalizados. Será considerado nível de significância menor que 0,05. A proposição de estratégias para melhoria da coleta e inserção dados no sistema pressupõe a realização de avaliações de usabilidade (ISO 9241-11) que têm foco em avaliar a qualidade das interações que se estabelecem entre usuários e o sistema. De posse das análises anteriores, a interpretação dos métodos mistos demandará olhar os resultados quantitativos e achados qualitativos avaliando-os como as questões estão sendo tratadas em alcance dos objetivos propostos. Esta fase caracteriza-se pela extração de “inferências” (conclusões ou interpretações separadas extraídas das análises anteriores) e “metainferências” (entre os elementos quantitativos e qualitativos).
  • Universidade de Fortaleza - CE - Brasil
  • 01/01/2020-31/12/2021
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Antônio Augusto Ferreira Carioca

Ciências da Saúde

Nutrição
  • dieta, microbiota intestinal e risco cardiovascular: estudo de saúde dos nutricionistas – fortaleza/ceará
  • Com maior longevidade das populações cresce a incidência de doenças crônicas não-transmissíveis, decorrente principalmente pelo aumento da obesidade. Condições ambientais, como dieta inadequada e inatividade física são apontadas como principais determinantes deste quadro. Na população brasileira e em outras, as doenças cardiovasculares lideram as causas de mortalidade, justificando a identificação e combate aos seus fatores de risco. Hoje se sabe que condições ambientais influenciam a microbiota intestinal e que sua composição interfere em mecanismos imunológicos, na predisposição ao ganho de peso e na sensibilidade à insulina. Assim, o predomínio de firmicutes sobre os bacteroidetes tem sido associado à obesidade em modelos animais e em humanos. Por isso, é desejável um estudo de coorte que, em função deste delineamento, seja capaz de investigar prospectivamente potenciais fatores de risco para ocorrência doenças crônicas, permitindo elucidar a sequência temporal entre fatores causais e efeitos fisiopatogênicos. Com isso, o objetivo dessa proposta será avaliar a relação entre dieta, microbiota intestinal e risco cardiovascular em um estudo de coorte com estudantes de nutrição. Tratar-se-á de um estudo de coorte com amostra composta por 1200 voluntários dos Cursos de Nutrição de Fortaleza. Na primeira fase, por meio de questionários estruturados, com preenchimento eletrônico, serão obtidos dados demográficos, socioeconômicos, de hábitos de vida, questionário de frequência alimentar, antecedentes mórbidos pessoais e familiares. Serão coletadas amostras de sangue e fezes para análises bioquímicas (perfil lipídico, inflamatório e glicêmico) e de microbiota intestinal, respectivamente. E serão também coletados dados antropométricos (peso corporal, altura e circunferência da cintura) e de pressão arterial. A segunda fase, será realizada após dois anos, no qual serão coletados questionários estruturados, dados antropométricos, de pressão arterial e amostras de sangue da mesma população. Modelos lineares generalizados serão empregados para avaliar a associação entre as variáveis. Ajustes por sexo, idade, atividade física e outras variáveis poderão ser realizados. Com este estudo, tem-se a expectativa de se compreender as relações existentes entre a microbiota fecal e o padrão alimentar, assim como determinar a influência das bactérias sobre fatores de risco cardiovascular.
  • Universidade de Fortaleza - CE - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022