Detecção de regiões em cenários naturais utilizando um sistema de visão catadioptrico

Esse trabalho utiliza um sistema de visão catadióptrico para capturar imagens de um cenário natural agrícola e realizar o levantamento de regiões que possam auxiliar diversas aplicações na área da Robótica Móvel Agrícola. Os sistemas de visão catadióptricos buscam capturar uma imagem 360° do ambiente a partir da combinação de lentes e espelhos. A imagem omnidirecional é retificada e seus quadrantes são extraídos, originando quatro novas imagens que representam lados de visão do veículo. Uma etapa de segmentação por cor é proposta utilizando como base o algoritmo Otsu Thresholding. No final do processo, é possível visualizar as regiões de interesse de cada quadrante.

Filmes finos depositados pela técnica de implantação iônica por imersão em plasma e deposição (IIIPD), utilizando o monômero HMDSN e os gases argônio, hélio e nitrogênio

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Obtenção e caracterização de mantas fibrosas de poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) com poli(o-metoxianilina) (POMA) pela técnica de "Solution Blow Spinning"

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Obtenção de nanofibras de carbono a partir do processo de eletrofiação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desenvolvimento de um método semiautomático para geração de ground truths de vídeos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Segmentação de texturas em imagens digitais utilizando wavelets redundantes

Pós-graduação em Matematica Aplicada e Computacional - FCT

Posicionamento por ponto preciso com solução de ambiguidades inteiras no contexto de rede GPS

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Síntese, caracterização e avaliação biológica de quelatos metálicos contendo ligantes de origem natural

O trabalho que será aqui apresentado teve como finalidade reunir os resultados obtidos dentro do Laboratório de Organometálicos II em relação aos estudos realizados acerca da interação de íons metálicos com ligantes orgânicos naturais. Os dados apresentados foram obtidos pela autora deste trabalho, e também pelos professores Francisco Otávio Cintra Ferrarini, José Roberto Stefanelli Junior e pela aluna de Iniciação Científica Angélica Romão Carvalho. Hidrolisado proteico de soro de leite bovino e torta de linhaça foram os materiais obtidos, após uma série de operações que envolveram filtração com caulim, diálise, hidrólise enzimática, liofilização, etc., após as quais foram utilizados neste trabalho como ligantes de origem natural. Os metais de transição cobre, ferro, cobalto, zinco, paládio, platina e prata foram utilizados nas reações de complexação com os hidrolisados para obtenção de complexos metálicos, através do uso de diferentes rotas sintéticas (convencional, micro-ondas, hidrotérmica, difusão) e parâmetros experimentais (pH, solvente, natureza do precursor, etc.). A escolha dos íons metálicos baseou-se no interesse em preparar compostos que apresentassem ao mesmo tempo alta biodisponibilidade, baixa citotoxicidade e diversas aplicações biológicas. O uso do cobalto deveu-se à reconhecida propriedade que os micro-organismos do sistema digestório dos ruminantes apresenta de sintetizar a vitamina B12 e, portanto, os compostos desse metal podem ser usados em rações visando um melhor desenvolvimento do animal. O ferro, conhecidamente, é um importante metal para os seres humanos, estando presente na hemoglobina, sendo assim, também consiste em uma substância nutracêutica de relevado interesse. À propósito, cabe salientar que os compostos de ferro (III) obtidos nesse trabalho serão objeto de avaliação do uso como suplemento alimentar, em colaboração com o Departamento de...

Síntese, caracterização e avaliação biológica de quelatos metálicos contendo ligantes de origem natural

O trabalho que será aqui apresentado teve como finalidade reunir os resultados obtidos dentro do Laboratório de Organometálicos II em relação aos estudos realizados acerca da interação de íons metálicos com ligantes orgânicos naturais. Os dados apresentados foram obtidos pela autora deste trabalho, e também pelos professores Francisco Otávio Cintra Ferrarini, José Roberto Stefanelli Junior e pela aluna de Iniciação Científica Angélica Romão Carvalho. Hidrolisado proteico de soro de leite bovino e torta de linhaça foram os materiais obtidos, após uma série de operações que envolveram filtração com caulim, diálise, hidrólise enzimática, liofilização, etc., após as quais foram utilizados neste trabalho como ligantes de origem natural. Os metais de transição cobre, ferro, cobalto, zinco, paládio, platina e prata foram utilizados nas reações de complexação com os hidrolisados para obtenção de complexos metálicos, através do uso de diferentes rotas sintéticas (convencional, micro-ondas, hidrotérmica, difusão) e parâmetros experimentais (pH, solvente, natureza do precursor, etc.). A escolha dos íons metálicos baseou-se no interesse em preparar compostos que apresentassem ao mesmo tempo alta biodisponibilidade, baixa citotoxicidade e diversas aplicações biológicas. O uso do cobalto deveu-se à reconhecida propriedade que os micro-organismos do sistema digestório dos ruminantes apresenta de sintetizar a vitamina B12 e, portanto, os compostos desse metal podem ser usados em rações visando um melhor desenvolvimento do animal. O ferro, conhecidamente, é um importante metal para os seres humanos, estando presente na hemoglobina, sendo assim, também consiste em uma substância nutracêutica de relevado interesse. À propósito, cabe salientar que os compostos de ferro (III) obtidos nesse trabalho serão objeto de avaliação do uso como suplemento alimentar, em colaboração com o Departamento de...

Incorporação do espalhamento Compton no modelo de TBC modificado

No último século, houve grande avanço no entendimento das interações das radiações com a matéria. Essa compreensão se faz necessária para diversas aplicações, entre elas o uso de raios X no diagnóstico por imagens. Neste caso, imagens são formadas pelo contraste resultante da diferença na atenuação dos raios X pelos diferentes tecidos do corpo. Entretanto, algumas das interações dos raios X com a matéria podem levar à redução da qualidade destas imagens, como é o caso dos fenômenos de espalhamento. Muitas abordagens foram propostas para estimar a distribuição espectral de fótons espalhados por uma barreira, ou seja, como no caso de um feixe de campo largo, ao atingir um plano detector, tais como modelos que utilizam métodos de Monte Carlo e modelos que utilizam aproximações analíticas. Supondo-se um espectro de um feixe primário que não interage com nenhum objeto após sua emissão pelo tubo de raios X, este espectro é, essencialmente representado pelos modelos propostos anteriormente. Contudo, considerando-se um feixe largo de radiação X, interagindo com um objeto, a radiação a ser detectada por um espectrômetro, passa a ser composta pelo feixe primário, atenuado pelo material adicionado, e uma fração de radiação espalhada. A soma destas duas contribuições passa a compor o feixe resultante. Esta soma do feixe primário atenuado, com o feixe de radiação espalhada, é o que se mede em um detector real na condição de feixe largo. O modelo proposto neste trabalho visa calcular o espectro de um tubo de raios X, em situação de feixe largo, o mais fidedigno possível ao que se medem em condições reais. Neste trabalho se propõe a discretização do volume de interação em pequenos elementos de volume, nos quais se calcula o espalhamento Compton, fazendo uso de um espectro de fótons gerado pelo Modelo de TBC, a equação de Klein-Nishina e considerações geométricas. Por fim, o espectro de fótons espalhados em cada elemento de volume é somado ao espalhamento dos demais elementos de volume, resultando no espectro total espalhado. O modelo proposto foi implementado em ambiente computacional MATLAB® e comparado com medições experimentais para sua validação. O modelo proposto foi capaz de produzir espectros espalhados em diferentes condições, apresentando boa conformidade com os valores medidos, tanto em termos quantitativos, nas quais a diferença entre kerma no ar calculado e kerma no ar medido é menor que 10%, quanto qualitativos, com fatores de mérito superiores a 90%.

Algoritmos recursivos e não-recursivos aplicados à estimação fasorial em sistemas elétricos de potência

Este trabalho apresenta uma análise de algoritmos computacionais aplicados à estimação de fasores elétricos em SEPs. A medição dos fasores é realizada por meio da alocação de Unidades de Medição Fasorial nestes sistemas e encontra diversas aplicações nas áreas de operação, controle, proteção e planejamento. Para que os fasores possam ser aplicados, são definidos padrões de medição, sincronização e comunicação, por meio da norma IEEE C37.118.1. A norma apresenta os padrões de mensagens, timetag, fasores, sistema de sincronização, e define testes para avaliar a estimação. Apesar de abranger todos esses critérios, a diretriz não define um algoritmo de estimação padrão, abrindo espaço para uso de diversos métodos, desde que a precisão seja atendida. Nesse contexto, o presente trabalho analisa alguns algoritmos de estimação de fasores definidos na literatura, avaliando o comportamento deles em determinados casos. Foram considerados, dessa forma, os métodos: Transformada Discreta de Fourier, Método dos Mínimos Quadrados e Transformada Wavelet Discreta, nas versões recursivas e não-recursivas. Esses métodos foram submetidos a sinais sintéticos, a fim de verificar o comportamento diante dos testes propostos pela norma, avaliando o Total Vector Error, tempo de resposta e atraso e overshoot. Os algoritmos também foram embarcados em um hardware, denominado PC104, e avaliados de acordo com os sinais medidos pelo equipamento na saída analógica de um simulador em tempo real (Real Time Digital Simulator).

Desenvolvimento de dispositivo movimentador automatizado de amostras com vista à aplicação em medidas de radioosótopos que possuem curto tempo de meia-vida

Medidas de espectroscopia gama de alta resolução têm diversas aplicações. Aplicações envolvendo medidas de radioisótopos de meia-vida curta podem apresentar problemas de baixa precisão nas contagens quando a fonte radioativa está distante do detector e de perda de acurácia por efeitos de tempo morto e empilhamento de pulsos em situação de altas taxas de contagens. Um modo de minimizar esses problemas é alterando a posição da fonte radioativa durante o processo de medição, aproximando-a do detector conforme sua atividade diminui e assim maximizando o número de contagens medidas. Neste trabalho, foi desenvolvido o Movimentador de Amostras Radioativas Automatizado (MARA), um aparato de baixo custo, feito com materiais de baixo número atômico e leve, projetado e construído para auxiliar nas medidas de espectroscopia gama, capaz de controlar a distância entre a fonte e o detector, permitindo inclusive que ocorra alteração dessa distância durante o processo de medição. Por ser automatizado ele otimiza o tempo do operador, que tem total liberdade para criar suas rotinas de medidas no dispositivo, além de evitar que o mesmo tome uma parcela da dose radioativa. Foi também feita uma interface que permite controle do MARA e a programação do sistema de aquisição de dados. Foram realizados testes para otimização da operação do sistema MARA e foi verificada a segurança de operação do MARA, não apresentando nenhuma falha durante seus testes. Foi aplicado o teste de repetitividade, por meio de medições com uma fonte calibrada de 60Co, e verificou-se que o sistema de movimentação de prateleiras automatizado reproduziu os resultados do sistema estático com confiabilidade de 95%.

Síntese e caracterização de nanomateriais superparamagnéticos do tipo core-shell para aplicação em catálise e biomedicina

As diversas aplicações tecnológicas de nanopartículas magnéticas (NPM) vêm intensificando o interesse por materiais com propriedades magnéticas diferenciadas, como magnetização de saturação (MS) intensificada e comportamento superparamagnético. Embora MNP metálicas de Fe, Co e bimetálicas de FeCo e FePt possuam altos valores de MS, sua baixa estabilidade química dificulta aplicações em escala nanométrica. Neste trabalho foram sintetizadas NPM de Fe, Co, FeCo e FePt com alta estabilidade química e rigoroso controle morfológico. NPM de óxido metálicos (Fe e Co) também foram obtidas. Dois métodos de síntese foram empregados. Usando método baseado em sistemas nanoheterogêneos (sistemas micelares ou de microemulsão inversa), foram sintetizadas NPM de Fe3O4 e Co metálico. Foram empregados surfactantes cátion-substituídos: dodecil sulfato de ferro(III) (FeDS) e dodecil sulfato de cobalto(II) (CoDS). Para a síntese das NPM, foram estudados e determinados a concentração micelar crítica do FeDS em 1-octanol (cmc = 0,90 mmol L-1) e o diagrama de fases pseudoternário para o sistema n-heptano/CoDS/n-butanol/H2O. NPM esferoidais de magnetita com3,4 nm de diâmetro e comportamento quase-paramagnético foram obtidas usando sistemas micelares de FeDS em 1-octanol. Já as NPM de Co obtidas via microemulsão inversa, apesar da larga distribuição de tamanho e baixa MS, são quimicamente estáveis e superparamagnéticas. O segundo método é baseado na decomposição térmica de complexos metálicos, pelo qual foram preparadas NPM esféricas de FePt e de óxidos metálicos (Fe3O4, FeXO1-X, (Co,Fe)XO1-X e CoFe2O4) com morfologia controlada e estabilidade química. O método não mostrou a mesma efetividade na síntese de NPM de FeAg e FeCo: a liga FeAg não foi obtida enquanto que NPM de FeCo com estabilidade química foram obtidas sem controle morfológico. NPM de Fe e FeCo foram preparadas a partir da redução térmica de NPM de Fe3O4 e CoFe2O4, as quais foram previamente recobertas com sílica. A sílica previne a sinterização inter-partículas, além de proporcionar caráter hidrofílico e biocompatibilidade ao material. As amostras reduzidas apresentaram aumento dos valores de MS (entre 21,3 e 163,9%), o qual é diretamente proporcional às dimensões das NPM. O recobrimento com sílica foi realizado via hidrólise de tetraetilortosilicato (TEOS) em sistema de microemulsão inversa. A espessura da camada de sílica foi controlada variando-se o tempo de reação e as concentrações de TEOS e de NPM, sendo então proposto um mecanismo do processo de recobrimento. Algumas amostras receberam um recobrimento adicional de TiO2 na fase anatase, para o qual foi empregado etilenoglicol como solvente e ligante para formação de glicolato de Ti como precursor. A espessura da camada de TiO2 (2-12 nm) é controlada variando as quantidades relativas entre NPM e o precursor de Ti. Ensaios de hipertermia magnética foram realizados para as amostras recobertas com sílica. Ensaios de hipertermia magnéticas mostram grande aumento da taxa de aquecimento das amostras após a redução térmica, mesmo para dispersões diluídas de NPM (0,6 a 4,5 mg mL-1). Taxas de aquecimento entre 0,3 e 3,0oC min-1 e SAR entre 37,2 e 96,3 W g-1. foram obtidos. A atividade fotocatalítica das amostras recobertas foram próximas à da fase anatase pura, com a vantagem de possuir um núcleo magnético que permite a recuperação do catalisador pela simples aplicação de campos magnéticos externos. Os resultados preliminares dos ensaios de hipertermia magnética e fotocatálise indicam um forte potencial dos materiais aqui relatados para aplicações em biomedicina e em fotocatálise.

Otimização da inativação fotodinâmica de E. coli por fotossensibilizadores veiculados por nanopartículas de sílica

A nanotecnologia tem sido aplicada para o desenvolvimento de materiais para diversas aplicações inclusive na inativação de patógenos. As nanopartículas de sílica (npSi) destacam-se pela alta área superficial, facilidade na alteração da superfície para aumento da eficiência adsortiva, penetrabilidade e toxicidade para bactérias gram-negativas sendo biocompatíveis para células de mamíferos e mais foto-estáveis que a maioria dos compostos orgânicos. Devido as suas vantagens, as npSi podem ser usadas para veicular fotossensibilizadores (FSs) uma vez que permitem sua utilização em solução aquosa em que os FSs geralmente são insolúveis. Além disso, o uso de FSs em vez de antibióticos, permite a inativação microbiológica pela Terapia Fotodinâmica sem que as bactérias adquiram resistência por mecanismos genéticos. Esse processo ocorre pela interação entre um FS, luz e oxigênio molecular produzindo oxigênio singleto que é extremamente reativo danificando estruturas celulares. O objetivo desse estudo foi otimizar a fotoinativação dinâmica de E .coli utilizando Azul de Metileno (AM) e Azul de Toluidina O (ATO) veiculados por npSi. As npSi foram preparadas pela metodologia sol-gel, caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e submetidas à adsorção de AM e ATO em sua superfície. A presença de AM e ATO na superfície das npSi foram analisadas por espectroscopia no infravermelho; espectroscopia de fluorescência por raio-X e análise termogravimétrica. O planejamento experimental, iniciado pelo fatorial 23 e modelado ao composto central em busca das condições ótimas foi adotado pela primeira vez nessa aplicabilidade, visando a fotoinativação de E. coli empregando AM e ATO em solução e em seguida com npSi. AM e ATO veiculados por npSi permitem a fotoinativação em concentrações mais baixas de FS (20 e 51% respectivamente), causando desestruturação da integridade bacteriana demonstrada por MEV. Os resultados sugerem que a veiculação de AM e ATO por npSi é extremamente efetiva para a fotoinativação dinâmica de E. coli e que o planejamento composto central pode levar à completa inativação das bactérias.

Riscos laborais associados à manipulação de nanomateriais

De um modo geral, os nanomateriais manufaturados (NM) são definidos como materiais fabricados deliberadamente e que contêm partículas com pelo menos uma dimensão externa na gama de tamanhos compreendida entre 1 e 100 nanómetros (Comissão Europeia, 2011). A sua pequena dimensão confere-lhes propriedades físicas, químicas e biológicas que podem diferir bastante das propriedades dos materiais com a mesma composição química mas utilizados numa escala não nanométrica. São as propriedades mecânicas, óticas, elétricas e magnéticas inerentes aos materiais na escala “nano” que os tornam vantajosos para as mais diversas aplicações industriais e biomédicas. Contudo, a enorme expansão que tem vindo a acontecer ao nível da síntese, produção industrial e utilização de NMs contrasta com uma ainda insuficiente avaliação de risco para a saúde humana e para o ambiente. Efectivamente, A European Agency for Safety and Health at Work (EU-OSHA,2009) considerou a exposição a NM como o risco emergente mais premente no contexto da saúde ocupacional, estimando que entre 300.000 a 400.000 postos de trabalho lidavam já directamente com as nanotecnologias. Neste seminário será abordada a possibilidade de exposição ocupacional ao longo do ciclo de vida dos NM, bem como as suas potenciais implicações para a saúde dos trabalhadores. Nesta palestra são apresentados alguns estudos realizados no Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge que produziram evidência científica que poderá contribuir para o esforço internacional da regulação da produção e aplicação de nanomateriais, salvaguardando a saúde humana face às suas aplicações inovadoras.