Selective UV-filter detection with sensors based on stainless steel electrodes modified with polyaniline doped with metal tetrasulfonated phthalocyanine films

This work describes the construction and application of two amperometric sensors for sensitive UV-filter determination. The sensors were prepared using stainless steel electrodes in which polyaniline (PANI) was electrochemically polymerized in the presence of nickel (NiPcTS) or iron (FePcTS) tetrasulfonated phthalocyanines. The sensor surface characterizations were carried out using atomic force microscopy (AFM). The PANI/NiPcTS sensor was selective for the chemical UV-filter p-aminobenzoic acid (PABA) and the PANI/FePcTS sensor was selective for octyldimethyl-PABA (ODP), both in a mixture of tetrahydrofuran (THF) and 0.1 mol L(-1) H(2)SO(4) at a volume ratio of 30 : 70, and with an applied potential of 0.0 mV vs. Ag vertical bar AgCl. A detailed investigation of the selectivity was carried out for both sensors, in order to determine their responses for ten different UV filters. Finally, each sensor was successfully applied to PABA or ODP quantification in sunscreen formulations and water from swimming pools.

Lead zirconate titanate/polyurethane (PZT/PU) composite for acoustic emission sensors

Piezoelectric composite, made from ferroelectric ceramic lead zirconate titanate (PZT) and vegetable based polyurethane (PU) polymer, was doped with a semiconductor filler, graphite. The resulting composite (PZT/C/PU) with 49/1/50- vol. % composition could be poled at lower field and shorter time due to the increased conductivity of the polymer phase following the introduction of graphite. The PZT/C/PU composite showed higher pyroelectric coefficient in comparison with the undoped PZT/PU composite with 50/50-vol. % composition. Also, the PZT/C/PU composite has shown the ability to detect both extensional and flexural modes of simulated acoustic emission (AE) at a distance up to 8.0 m from the source, thus indicating that it may be used for detection of structural damages.

Electrochemical sensors: A powerful tool in analytical chemistry

Potentiometric, amperometric and conductometric electrochemical sensors have found a number of interesting applications in the areas of environmental, industrial, and clinical analyses. This review presents a general overview of the three main types of electrochemical sensors, describing fundamental aspects, developments and their contribution to the area of analytical chemistry, relating relevant aspects of the development of electrochemical sensors in Brazil.

Dielectric and ferroelectric properties of PZT and PT thin films for saw sensors applications

It is very important for the building of the SAW devices to study dielectric and ferroelectrics properties because every SAW device is based in piezoelectric effect that it is made up to transform an electric sign in the mechanical or acoustic sign and a mechanical or acoustic sign in an electric sign. Thus, the purpose of the present work is to prepare PbZr 0,53Ti0.47O3 (PZT) and PbTiO3 (PT) thin films on the Si (100) substrates across spin-coating using a chemical method based in polymeric precursors. After conventional treatment in the furnace, the films were characterized by impedance spectroscopy and hysteresis loops to know its dielectric and ferroelectric properties.

Calcium modified lead titanate/poly-ether-ether-ketone composite for acoustic emission sensors

Composites made of calcium modified lead titanate ceramic powder and poly (ether-ether-ketone) high performance polymer matrix were prepared in the film form using a hot press. The acoustic and electromechanical properties of the composites have been determined using the ultrasonic immersion technique and piezoelectric spectroscopy, respectively. The composite film with 60 - 40 vol.% PTCa/PEEK was tested as acoustic emission detector. Preliminary results shown that the piezo composite can be used as sensor to evaluate the behavior of materials.

PTCa/PEEK composite acoustic emission sensors

Composites made of Calcium-modified lead titanate (PTCa) and poly (ether-etherketone) (PEEK) high performance polymer matrix were prepared in the film form using a hot press. The ceramic volume fraction reaches up to 60 percent providing a composite with 0-3 and 1-3 mixed connectivities due to the high ceramic content and the resulting materials could be considered PEEK-bonded PTCa particulate composite. The composites were characterized using piezoelectric spectroscopy and ultrasonic immersion techniques. Values up to 38.5 pC/N were obtained for the longitudinal d33 piezoelectric coefficient. The composite was surface-mounted on a carbon fiber plate-like specimen and the ability of the PTCa/PEEK composite to detect acoustic emission (AE) is reported. © 2006 IEEE.

Optimal placement of sensors/actuators in truss structures with known disturbances

An important stage in the solution of active vibration control in flexible structures is the optimal placement of sensors and actuators. In many works, the positioning of these devices in systems governed for parameter distributed is, mainly, based, in controllability approach or criteria of performance. The positions that enhance such parameters are considered optimal. These techniques do not take in account the space variation of disturbances. An way to enhance the robustness of the control design would be to locate the actuators considering the space distribution of the worst case of disturbances. This paper is addressed to include in the formulation of problem of optimal location of sensors and piezoelectric actuators the effect of external disturbances. The paper concludes with a numerical simulation in a truss structure considering that the disturbance is applied in a known point a priori. As objective function the C norm system is used. The LQR (Linear Quadratic Regulator) controller was used to quantify performance of different sensors/actuators configurations.

A novel biomagnetic instrumentation with four magnetoresistive sensors to evaluate gastric motility.

A novel instrumentation using anisotropic magnetoresistive (AMR) sensors associated with magnetic coils excitation was developed to evaluate gastrointestinal tract motility parameters. The susceptometer has four sensors that were used to measure the gastric activity contractions (GAC) in anaesthetized dogs, its performance was evaluated by manometry with good results.

Structural Health Monitoring based on AR models and PZT sensors

This paper presents a new approach for damage detection in Structural Health Monitoring (SHM) systems, which is based on the Electromechanical Impedance (EMI) principle and Autoregressive (AR) models. Typical applications of EMI in SHM are based on computing the Frequency Response Function (FRF). In this work the procedure is based on the EMI principle but the results are determined through the coefficients of AR models, which are computed from the time response of PZT transducers bonded to the monitored structure, and acting as actuator and sensors at the same time. The procedure is based on exciting the PZT transducers using a wide band chirp signal and getting its time response. The AR models are obtained in both healthy and damaged conditions and used to compute statistics indexes. Practical tests were carried out in an aluminum plate and the results have demonstrated the effectiveness of the proposed method. © 2012 IEEE.

Monitoring in precision metal drilling process using multi-sensors and neural network

This paper presents a new method to estimate hole diameters and surface roughness in precision drilling processes, using coupons taken from a sandwich plate composed of a titanium alloy plate (Ti6Al4V) glued onto an aluminum alloy plate (AA 2024T3). The proposed method uses signals acquired during the cutting process by a multisensor system installed on the machine tool. These signals are mathematically treated and then used as input for an artificial neural network. After training, the neural network system is qualified to estimate the surface roughness and hole diameter based on the signals and cutting process parameters. To evaluate the system, the estimated data were compared with experimental measurements and the errors were calculated. The results proved the efficiency of the proposed method, which yielded very low or even negligible errors of the tolerances used in most industrial drilling processes. This pioneering method opens up a new field of research, showing a promising potential for development and application as an alternative monitoring method for drilling processes. © 2012 Springer-Verlag London Limited.

Candido Mota e a política de atendimento a menores delinquentes no Estado de São Paulo, 1894-1909

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

O clima urbano de Cândido Mota: análise do perfil térmico e higrométrico em episódios de verão

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo comparativo da distribuição espaço-temporal da precipitação na Amazônia Oriental

Este trabalho utilizou os dados de precipitação do período de janeiro de 2000 a setembro de 2007 da torre micrometeorológica localizada na Estação Científica Ferreira Pena (ECFP) em Caxiuanã e foram comparados com o algoritmo 3B42 que combina dados de satélites no canal de microoondas para ajustar aqueles do canal infravermelho. Adicionalmente foi feita uma análise da distribuição temporal e espacial da precipitação na Amazônia Oriental utilizando os dados de cinco algoritmos estimadores de precipitação: O Geostationary Environmental SalellitePrecipitation lndex (GPI); o 3B42; 3A12 e 3A25 que são os algoritmos provenientes dos sensores de microondas e do radar meteorológico à bordo do satélite Tropical Rainfall MeasuringMission (TRMM); e o Global Precipitation Climatology Center (GPCC) de janeiro de 1998 a dezembro de 2007. A comparação entre o algoritmo 3B42 com os dados do pluviógrafo da torre mostrou que o estimador 3B42 superestima a precipitação em relação aos dados da torre para todo o período de estudo. Os períodos mais chuvosos foram os trimestres de março-abril-maio (MAM) e dezembro-janeiro-feveireiro (DJF) e os períodos menos chuvosos foram setembro-outubro-novembro (SON) e junho-julho-agosto (JJA). Esta sazonalidade da precipitação se apresenta principalmente devido à influência da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), que contribui de maneira apreciável para a modulação da estação chuvosa na região. A comparação trimestral entre o algoritmo 3B42 e pluviógrafo da torre, mostra que o algoritmo 3B42 superestimou (subestimou) a precipitação em relação ao pluviógrafo em MAM e JJA (DJF e SON); e DJF é o trimestre que apresenta as estimativas de precipitação com valores mais aproximados a precipitação medida na torre micrometeorológica de Caxiuanã. Na média mensal o 3B42 subestima a precipitação de outubro a janeiro e superestima em relação as dados medidos na torre, de março a agosto. O algoritmo3B42 superestimou (subestimou) a precipitação noturna (matutina e vespertina) do ciclo diurno em relação ao pluviógrafo da torre, nas vizinhanças de Caxiuanã. No entanto ambos estimadores mostraram que em média o horário de maior precipitação é por volta das 1800hora local (HL). Além disso, as análises do ciclo diurno médio sazonal indicam que em DJF nos horários de 0900 HL, 1500 HL e 1800HL têm os valores de precipitação estimada pelo algoritmo3B42 mais aproximados aos valores da precipitação medida pontualmente em Caxiuanã. Os meses de novembro a fevereiro têm um máximo principal de precipitação no período vespertino, tanto na torre como no algoritmo 3B42. No período de maio à julho o horário os máximos diurnos de precipitação passam do período da tarde para os da noite e madrugada,modificando o ciclo diurno em comparação aos demais meses. A comparação entre os cinco algoritmos na Amazônia Oriental mostrou diferentes comportamentos entre os estimadores. O algoritmo GPI subestimou s precipitação em relação aos demais algoritmos na região costeira do Amapá e Guiana Francesa e superestimou na região central da Amazônia. Tanto o algoritmo 3A12 quanto o 3A25 apresentaram menor precipitação que os demais algoritmos. O algoritmo 3842, por ser uma combinação de várias estimativas baseadas no canal de microondas e infravermelho, apresenta padrões semelhantes a Figueroa e Nobre (1990). No entanto, o GPCC mostra menos detalhes na distribuição espacial de precipitação nos lugares onde não há pluviômetros como, por exemplo, no Noroeste do Pará. As diferenças entre os algoritmos aqui considerados podem estar relacionados com as características de cada algoritmo e/ou a metodologia empregada. As comparações pontuais de precipitação de um pluviômetro com a média numa área com dados provenientes de satélites podem ser a explicação para as diferenças entre os estimadores nos trimestres ou ciclo diurno. No entanto não se descartam que essas diferenças sejam devidas à diferente natureza da precipitação entre as subregiões, assim como a existência de diferentes sistemas que modulam o ciclo diurno da precipitação na Amazônia Oriental.

Características e distribuição das descargas atmosféricas e dos sistemas precipitantes produtores de raios na Amazônia Oriental

Este trabalho analisou 10 anos de distribuição espacial e temporal dos raios, dos sistemas precipitantes e suas características, como refletividade, temperatura de brilho e altura dos sistemas precipitantes amostrados pelo satélite Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) através dos sensores Lightning Imaging Sensor (LIS), Precipitation Radar (PR) e TRMM Microwave Imager (TMI). Estes dados foram organizados e armazenados pelo grupo de pesquisa da convecção tropical da University of Utah no período de dezembro de 1997 a fevereiro de 2009. Também foram analisados dados de focos de queimadas detectadas pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), no período de 1998 a 2008. Foi selecionada uma área delimitada entre 60ºW a 45ºW de longitude e 10ºS a 5ºN de latitude, a qual, posteriormente, foi dividida em nove sub-áreas para um melhor detalhamento dasinformações. Para verificar a possível influência das queimadas no número de raios, selecionaram-se oito áreas, sendo 4 com o maior número de focos de queimadas e 4 com o menor número de focos de queimadas. Os sistemas precipitantes foram classificados seguindo a metodologia de Nesbitt et. al. 2000 e obedecendo a nova definição dos dados realizado por Liu (2007). Os sistemas precipitantes amostrados pelo satélite TRMM utilizados neste trabalho são denominados ALLPFS e são definidos como aqueles que apresentam pixel de chuva estimado pelo algoritmo 2A25. Estes são classificados em PFS e OTHPFS, que respectivamente, são aqueles que apresentam e não apresentam informação de temperatura de brilho. Os PFS são sub-classificados em sistemas sem assinatura de gelo (NOICE), com assinatura de gelo (WICE) e sistemas convectivos de mesoescala (MCS), sendo que os sistemas mais intensos, dentre estes últimos, são sistemas que recebem a denominação de IMCS. Os resultados mostram que as regiões do sul do Estado do Pará, município de Belém e Ilha do Marajó foram as que apresentaram as maiores ocorrências de raios na Amazônia Oriental, com valores superiores a 20 a 35 raios/km^²/ano. Os NOICEs foram os sistemas mais frequentes em todas as regiões e os sistemas precipitantes da categoria WICE e MCS são aqueles que mais contribuem com a produção de raios sobre essas regiões. Os sistemas eletrificados apresentam grande contribuição no volume de chuva estimada sobre as áreas CENTRO e SUL, com percentuais superiores a 50% nas áreas SUL. A variação mensal dos raios na área de estudo mostrou que as maiores ocorrências de raios sobre o município de Belém são nos meses de janeiro a junho, com um pico no mês de janeiro. As maiores ocorrências no setor SUL da Amazônia Oriental concentram-se nos meses de setembro a dezembro. Nas análises sobre a interação entre os raios e as queimadas não se observou coerência, dentro das áreas de maior número de queimadas, na correlação mensal entre os raios e as queimadas, evidenciando que, apesar do grande número de queimadas observado sobre essas áreas, outros fatores interferem na produção de raios.

Rapid preparation of alpha-FeOOH and alpha-Fe2O3 nanostructures by microwave heating and their application in electrochemical sensors

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)