65ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 2. Ciência da Computação - 12. Simulação

DESENVOLVIMENTO DE UM MODELO COMPUTACIONAL PARA SIMULAR O CRESCIMENTO in vitro DE FUNGOS ISOLADOS DE PIMENTÃO Colletrotrium sp E O FUNGO CODIFICADO COMO FA5.

Andréa Fonseca Pereira - Aluna de Graduação/Iniciação Científica – Licenciatura em Física – UEA Antônio Leocádio Martins Ferreira - Prof. Me./Coorientador – Licenciatura em Física – UEA Ademir Castro e Silva - Prof. Dr./Coorientador – Licenciatura em Biologia – UEA Ricardo de Melo Katak - Graduado/Colaborador – Licenciatura em Biologia – UEA Adriano Márcio dos Santos - Prof. Dr./Orientador – Licenciatura em Física – UEA

INTRODUÇÃO:

A produção de hortaliças, no município de Parintins, é realizada principalmente em áreas de várzea por pequenos agricultores. Nas áreas de várzea baixa ocorre o plantio de roças com diversas culturas consorciadas; nas áreas de várzea alta, que ficam próximas às casa, são plantadas frutíferas nos quintais caseiros e, nas áreas menores, ou nos canteiros suspensos, são cultivadas hortaliças. Esses pequenos produtores de hortaliças do município de Parintins, ao longo do tempo, começaram a perder sua produção devido ao ataque de insetos e fungos. Em torno desta problemática, muitos trabalhos estão sendo realizado no Laboratório de Estudos Fúngicos – LABEF, do Centro de Estudos Superiores de Parintins – CESP, para estudar o comportamento fúngico na região. Neste trabalho foi desenvolvido um modelo computacional que poderá ser utilizado como uma ferramenta auxiliar aplicada ao estudo de propriedades fúngicas, tais como crescimento, dos fungos de pimentão Colletrotrium sp e do fungo codificado como FA5. Com a validação deste modelo será possível estimar o comportamento destes microrganismos em condições ainda não realizadas no LABEF e o de outras espécies da região que ainda não foram estudados.

OBJETIVO DO TRABALHO:

Desenvolver um modelo computacional que servirá como uma ferramenta auxiliar para o estudo do crescimento de fungos; Validar o modelo computacional através da comparação com medidas experimentais.

MÉTODOS:

O desenvolvimento do modelo computacional discutido nesse trabalho foi realizado em etapas. Na primeira etapa, foi feito um estudo de uma linguagem de programação, sendo o C, a linguagem escolhida devido a sua facilidade de uso. Na segunda etapa foram estudados alguns métodos numéricos indicados para a solução de equações diferenciais de 1ª ordem e, na última etapa o modelo computacional foi validado através da comparação dos resultados da simulação com dados experimentais do crescimento de fungos fornecidos pelo Laboratório de Estudos Fúngicos – LABEF, do Centro de Estudos Superiores de Parintins – CESP. Linguagem C A linguagem C é considerada de baixo nível e muito utilizada no meio científico por apresentar grande confiabilidade nos resultados. É uma linguagem de nível médio para iniciantes na técnica de programação, porém, apresenta poucas restrições, estruturas de blocos, funções isoladas e um conjunto compacto de palavras-chaves. Métodos Numéricos São técnicas para obter soluções numéricas de problemas matemáticos que possuem solução analítica ou não. Foram escolhidos três métodos numéricos para a resolução da equação diferencial: o de Euler, Euler Aperfeiçoado, conhecido como método de precisão e correção e, Runge-Kutta de 4ª ordem (RK4), amplamente utilizado e reconhecido como uma valiosa ferramenta computacional, devido a sua precisão.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Após a análise dos dados fornecidos pelo LABEF foi possível identificar que os fungos Colletrichum sp e FA5 apresentavam um comportamento linear. Devido a este comportamento a equação diferencial ordinária (EDO) de 1ª ordem, que descreve este crescimento, foi igualada a uma constante. Esta EDO foi resolvida numericamente pelo programa desenvolvido em linguagem C, onde foram adicionados os três métodos numéricos citados na metodologia. Com as soluções numéricas e os dados experimentais foram calculados os erros do modelo para cada método numérico. Os valores obtidos foram menores que 5% e o método RK4 apresentou erro menor que 2% indicando ser o mais apropriado para o problema estudado. Devido à boa concordância entre os resultados numéricos obtidos pelo método RK4 e os dados experimentais, considerou-se o modelo computacional desenvolvido neste trabalho como validado. Na sequência do estudo, pretende-se refinar o modelo computacional e adaptá-lo para simular o crescimento dos vários fungos encontrados na região e estudados pelo LABEF. Isso será feito através da criação de um banco de dados contendo as características principais destes fungos estudados.

CONCLUSÕES:

Neste trabalho foi desenvolvido um modelo computacional para simular o crescimento in vitro de fungos do pimentão Colletrotrium sp e o fungo codificado como FA5, que atacam agriculturas de pequenos produtores no município de Parintins. Através dos dados fornecidos pelo LABEF foi possível validar este modelo referente aos três métodos numéricos: Euler, Euler aprimorado e RK4. Além disso, identificou-se que o método RK4 é mais apropriado para ser utilizado no problema estudado, pois demonstrou ser mais preciso ao apresentar erros menores que 2% em seus resultados. O modelo computacional desenvolvido neste trabalho, além de auxiliar no estudo dos microrganismos cujo comportamento foram fornecidos pelo LABEF, poderá ser utilizado como estimativa para outros estudos. Outra perspectiva para o estudo é a criação de um banco de dados e a aplicação do modelo em outras espécies de fungos.

Palavras-chave: Fungos, Métodos numéricos, Simulação computacional.