Investigação numérica do desempenho de um sensor de fibra ótica de índice de refração, baseado em SPR e utilizando COMSOL multiphysics

Esta tese é dedicada aos sensores de fibra ótica especificamente aos sensores baseados no fenómeno de ressonância de plasmão de superfície, SPR (Surface Plasmon Resonance), gerados em fibras óticas com configuração do tipo “D”, para aplicação em sensores refratométricos. Numa primeira parte desta dissertação são descritos os aspetos teóricos fundamentais para a compreensão dos fenómenos de ressonância de plasmões de superfície e a sua utilização em sistemas sensores. Estes fenómenos ocorrem na superfície de interface entre metais e outros meios materiais, sendo capazes de afetar as propriedades em reflexão e transmissão de uma onda eletromagnética incidente (feixe luminoso), de uma forma que é fortemente dependente dos meios na proximidade do metal. Assim, a medição das propriedades do feixe luminoso, como por exemplo o comprimento de onda de ressonância com SPR, permite monitorizar esses meios. Numa segunda fase foi implementada a simulação destes modelos, em COMSOL Multiphysics, que permitia não só a obtenção dos espetros de transmissão dos fenómenos de ressonância de plasmões de superfície, mas também a obtenção das distribuições do campo elétrico e magnético em função das dimensões do sensor. O COMSOL permitiu também a obtenção das curvas do deslocamento do comprimento de onda ressonante, perante variações do índice de refração exterior, da espessura do metal, da espessura da bainha e da espessura de outro elemento de elevado índice de refração. A fase seguinte foi verificar que os resultados dos métodos teóricos para os diferentes parâmetros de estudo eram semelhantes aos resultados obtidos no COMSOL. Conclui-se que com este programa é possível criar novos sensores em fibra ótica, baseados em SPR, para melhorar e otimizar os parâmetros de ressonância e sensibilidade do sensor. A última fase do trabalho baseou-se na modelização de uma fibra cuja configuração seja tal que possa criar um pequeno efeito de antena e fazer com que parte da luz seja guiada para o exterior da fibra e possa interatuar com o meio externo para melhor sensibilidade.

Crescimento somático e desempenho motor: um estudo com crianças da Região Autónoma da Madeira

Os propósitos deste estudo foram os seguintes: (1) caracterizar a altura, o peso, a altura sentado e o índice de massa corporal (IMC); (2) construir tabelas e cartas centílicas das variáveis anteriormente referidas; (3) estimar as prevalências de sobrepeso e de obesidade; (4) apresentar dados descritivos da performance motora em ambos os sexos; (5) testar a hipótese da diferença de desempenho motor entre meninos e meninas e em função da idade; (6) identificar os testes, numa análise multivariada, que mais distinguem a performance de raparigas e rapazes; (7) estudar o efeito da adiposidade e actividade física numa medida compósita do desempenho motor; (8) comparar os valores médios das meninas e meninos da RAM com os das crianças dos Estados Unidos da América (EUA) e (9) apresentar cartas centílicas para idade e sexo. A amostra estratificada proporcional proveniente de 37 instituições escolares envolveu 836 alunos (417 raparigas e 419 rapazes) dos 3 aos 10 anos de idade que são parte integrante do projecto “Crescer com Saúde na RAM” (CRES). As medidas somáticas consideradas foram avaliadas de acordo com o protocolo do estudo de Crescimento de Lovaina (Bélgica) que segue as directrizes do Programa Biológico Internacional. O desempenho motor foi avaliado com a bateria de testes “Preschool Test Battery” (PTB). As diferentes análises estatísticas foram realizadas no SPSS 15 e Excel, sendo que α=5%.Verificaram-se incrementos significativos nas médias da estatura, peso, altura sentado e IMC, sem que haja diferenças sexuais acentuadas. A prevalência de sobrepeso foi, respectivamente, de 16.1% e 14.6% nas raparigas e rapazes; na obesidade os valores foram 7.7% e 8.8%. Relativamente ao desempenho motor, em ambos os sexos e ao longo da idade, é claro um aumento significativo nos valores médios da performance, sendo evidente a presença de dimorfismo sexual favorecendo os rapazes. Níveis mais elevados de adiposidade reflectem-se negativamente no desempenho motor, sendo que tal tendência não é tão evidente com os níveis de actividade física. As principais conclusões são as seguintes: (1) o crescimento é o esperado em condições socio-económicas favoráveis que a RAM vive; (2) há uma forte variabilidade inter-individual que reclama uma atenção cuidada por parte dos educadores; (3) não se verificam diferenças substanciais entre sexos que exijam uma atenção particular; (4) as prevalências de sobrepeso e obesidade impelem a um serviço de maior vigilância epidemiológica, maiores cuidados nos hábitos nutricionais, bem como a incrementos bem relevantes nos hábitos de actividade física e desportiva das crianças. Para finalizar, o desempenho permite as seguintes ilações: (5) é claro o incremento da performance em função da idade favorecendo os meninos; (6) a adiposidade tem um efeito negativo na performance que reclama uma atenção mais adequada dos educadores e progenitores; (7) o facto de não haver um efeito significativo da actividade física no desempenho motor pode dever-se a problemas com o instrumento utilizado; neste sentido sugerem-se outras abordagens, não esquecendo nunca os efeitos inequívocos e salutares dos níveis moderados e elevados no bem-estar e performance; (8) o facto das crianças da RAM terem desempenhos inferiores às dos EUA exige uma atenção adequada dos professores de Educação Física.

O uso do lúdico como inovação pedagógica na aprendizagem de genética: um facilitador no desempenho do aprendiz

A disciplina de Biologia tem encontrado, ao longo de seu percurso, algumas resistências no que se refere ao aprendizado da mesma, particularmente quando se refere aos conteúdos da Genética. Temas complexos relacionados a inúmeras pesquisas genômicas geram polêmicas e levam a discussões, dentro e fora da sala de aula, sobre as sérias implicações de ordem social, ética e moral que advêm desse universo científico. Essa gama de conteúdos relacionados à pesquisa genômica, como organismos transgênicos, clonagem, e especialmente a utilização de células-tronco, leva a discussões sobre os riscos, benefícios e as implicações éticas, sociais e morais provenientes das biotecnologias geradas por essas pesquisas. Para acompanhar essa evolução gerada pelos avanços da ciência, é necessário preparar pessoas com senso crítico e capacidade para participarem dos debates contemporâneos e as implicações que surgem com os avanços científicos e tecnológicos. No entanto, no ensino da Biologia, em especial aquele voltado para a genética, normalmente não existe uma preocupação em familiarizar o aluno com os códigos da ciência, de forma que ele consiga contextualizá-los e relacioná-los com a vida prática e cotidiana, bem como com os aspectos subjetivos com os quais a ciência trata. Este contexto colabora para que o aluno sinta dificuldade em entender e assimilar os conhecimentos dessa pertinência e assim passe a engessar as estatísticas com elevado índice de reprovações na disciplina de Biologia, especialmente nas escolas da rede pública. Portanto, esta pesquisa se desenvolve no sentido de examinar as questões relacionadas à metodologia do ensino tradicional e a prática pedagógica que se utiliza de jogos como instrumentos facilitadores da aprendizagem, buscando, assim, analisar, investigar e verificar as razões das resistências no aprendizado de genética a partir do jogo como instrumento inovador de aprendizagem.