Optimização do processo de recolha de resíduos: desenvolvimento de ferramentas de investigação operacional para o problema de orientação de equipas com multi-restrições

Tese de Doutoramento em Engenharia Industrial e de Sistemas.

Mapeamento do biovolume de plantas aquáticas submersas a partir de dados hidroacústicos e imagem multiespectral de alta resolução

As plantas aquáticas têm papel fundamental no equilíbrio dos ecossistemas, porém seu crescimento desequilibrado pode obstruir canais, represas e reservatórios e afetar múltiplos usos da água. em relação a plantas aquáticas submersas, a utilização de medidas de controle torna-se mais complexa, em face da dificuldade em mapear e quantificar volumetricamente as áreas colonizadas. Nessas situações, considera-se que o uso de dados hidroacústicos possibilite o mapeamento e a mensuração dessas áreas, auxiliando na elaboração de propostas de manejo sustentáveis desse tipo de vegetação aquática. Assim, o presente trabalho utilizou dados acústicos e a técnica de krigagem para realizar a inferência espacial do biovolume de plantas aquáticas submersas. Os dados foram obtidos em três levantamentos ecobatimétricos realizados em uma área de estudos localizada no rio Paraná, caracterizada por condições favoráveis para proliferação de vegetação aquática submersa e dificuldade de navegação. Para delimitar as áreas caracterizadas pela presença de plantas aquáticas submersas, utilizou-se uma imagem multiespectral de alta resolução espacial World View-2. O mapeamento do biovolume das plantas aquáticas submersas nas áreas de ocorrência do fenômeno foi realizado a partir da inferência do biovolume por krigagem e do fatiamento dos valores inferidos em intervalos de 15%. A partir do mapa gerado, foi possível identificar os locais de maior concentração de macrófitas submersas, com predominância de valores de biovolume entre 15-30% e 30-45%, confirmando a viabilidade da utilização da krigagem na inferência espacial do biovolume, a partir de medidas ecobatimétricas georreferenciadas e com o suporte de imagem de alta resolução espacial.

Sistemas orbitais e aéreos aplicados à análise multi-escala da tectônica rúptil atuante na borda sudeste da Bacia do Parnaíba

The tectonics activity on the southern border of Parnaíba Basin resulted in a wide range of brittle structures that affect siliciclastic sedimentary rocks. This tectonic activity and related faults, joints, and folds are poorly known. The main aims of this study were (1) to identify lineaments using several remotesensing systems, (2) to check how the interpretation based on these systems at several scales influence the identification of lineaments, and (3) to contribute to the knowledge of brittle tectonics in the southern border of the Parnaíba Basin. The integration of orbital and aerial systems allowed a multi-scale identification, classification, and quantification of lineaments. Maps of lineaments were elaborated in the following scales: 1:200,000 (SRTM Shuttle Radar Topographic Mission), 1:50,000 (Landsat 7 ETM+ satellite), 1:10,000 (aerial photographs) and 1:5,000 (Quickbird satellite). The classification of the features with structural significance allowed the determination of four structural sets: NW, NS, NE, and EW. They were usually identified in all remote-sensing systems. The NE-trending set was not easily identified in aerial photographs but was better visualized on images of medium-resolution systems (SRTM and Landsat 7 ETM+). The same behavior characterizes the NW-trending. The NS-and EW-trending sets were better identified on images from high-resolution systems (aerial photographs and Quickbird). The structural meaning of the lineaments was established after field work. The NEtrending set is associated with normal and strike-slip faults, including deformation bands. These are the oldest structures identified in the region and are related to the reactivation of Precambrian basement structures from the Transbrazilian Lineament. The NW-trending set represents strike-slip and subordinated normal faults. The high dispersion of this set suggests a more recent origin than the previous structures. The NW-trending set may be related to the Picos-Santa Inês Lineament. The NS-and EW-trending sets correspond to large joints (100 m 5 km long). The truncation relationships between these joint sets indicate that the EW-is older than the NS-trending set. The methodology developed by the present work is an excellent tool for the understanding of the regional and local tectonic structures in the Parnaíba basin. It helps the choice of the best remote-sensing system to identify brittle features in a poorly known sedimentary basin

Decomposição de Dantzig-Wolfe aplicada ao problema de planejamento de reativos em sistemas de potência multi-áreas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Algoritmo genético especializado na resolução de problemas com variáveis contínuas e altamente restritos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelagem 2,5D dos campos usados no Método Eletromagnético a Multi-Frequência - EMMF

Esta tese mostra a modelagem 2,5D de dados sintéticos do Método Eletromagnético a Multi-frequência (EMMF). O trabalho é apresentado em duas partes: a primeira apresenta os detalhes dos métodos usados nos cálculos dos campos gerados por uma bobina horizontal de corrente colocada sobre a superfície de modelos bidimensionais; e a segunda, usa os resultados obtidos para simular os dados medidos no método EMMF, que são as partes real e imaginária da componente radial do campo magnético gerado pela bobina. Nesta segunda parte, observamos o comportamento do campo calculado em diversos modelos, incluindo variações nas propriedades físicas e na geometria dos mesmos, com o intuito de verificar a sensibilidade do campo observado com relação às estruturas presentes em uma bacia sedimentar. Com esta modelagem, podemos observar as características dos dados e como as duas partes, real e imaginária, contribuem com informações distintas e complementares. Os resultados mostram que os dados da componente radial do campo magnético apresentam muito boa resolução lateral, mesmo estando a fonte fixa em uma única posição. A capacidade desses dados em distinguir e resolver estruturas alvo será fundamental para o trabalho futuro de inversão, bem como para a construção de seções de resistividade aparente.

Retratos de uma sala de aula: projetos e resolução de problemas na matemática dos anos iniciais

Pós-graduação em Educação para a Ciência - FC

Desenvolvimento, otimização e caracterização física de um novo sistema multi-sensores de Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC) para obtenção de imagens biomagnéticas

A novel AC Biosusceptometry (ACB) system with thirteen sensors it was implemented and characterized in vitro using magnetic phantoms. The system presenting coils in a coaxial arrangement with one pair of excitation coil outside and thirteen pairs of detection coils inside. A first-order gradiometric configuration was utilized for optimal detection of magnetic signals. Several physical parameters such as baseline, number of turns, excitation field and diameters were studied for improvement of the signal/noise ratio. This system exhibits an enhanced sensitivity and spatial resolution, due to the higher density of sensors/area. In the future those characteristics will turn possible to obtain images of magnetic marker or tracer in the gastrointestinal tract focusing on physiological and pharmaceutical studies. ACB emerged due to its interesting nature, noninvasiveness and low cost to investigate gastrointestinal parameters and this system can contribute for more accurate interpretation of biomedical signals and images

Resolução do problema de sequenciamento de múltiplas linhas de montagem de modelos mistos em ambiente de produção enxuta

This work deals with the sequencing of Multi-Mixed-Model Assembly Lines in a lean manufacturing environment, where an operational structure where several kanbans support several mixed-model assembly lines, so that all assembly lines can receive parts or sub-assemblies from all suppliers. To optimize this system, the sequencing seeks to minimize the distance between the real consumption and the constant ideal consumption of parts or subassemblies, thereby reducing the scaling of kanbans and intermediate stocks. To solve the sequencing problems, the method Clustering Search was applied along with the metaheuristics Variable Neighborhood Search, Simulation Annealing and Iterative Local Search. Instances from the literature and generated instances were tested, thus allowing comparing the methods to each other and with other methods presented in the literature. The performance of the Clustering Search with Iterated Local Search stands out by the quality and robustness of their solutions, and mainly for its efficiency, whereas it converges to better results at a lower computational cost

Desenvolvimento e caracterização do filtro óptico de interferência variável para detectores de alta resolução espectral e biossensores.

O presente trabalho está fundamentado no desenvolvimento de uma metodologia e/ou uma tecnologia de obtenção e caracterização de filtros ópticos de interferência de banda passante variável [C.M. da Silva, 2010] e de banda de corte variáveis, constituídos por refletores dielétricos multicamadas de filmes finos intercalados por cavidades de Fabry-Perot não planares com espessuras linearmente variáveis, que apresentam a propriedade do deslocamento linear da transmitância máxima espectral em função da posição, isto é, um Filtro de Interferência Variável (FIV). Este método apresenta novas e abrangentes possibilidades de confecção de filtros ópticos de interferência variável: lineares ou em outras formas desejadas, de comprimento de onda de corte variável (passa baixa ou alta) e filtros de densidade neutra variável, através da deposição de metais, além de aplicações em uma promissora e nova área de pesquisa na deposição de filmes finos não uniformes. A etapa inicial deste desenvolvimento foi o estudo da teoria dos filtros ópticos dielétricos de interferência para projetar e construir um filtro óptico banda passante convencional de um comprimento de onda central com camadas homogêneas. A etapa seguinte, com base na teoria óptica dos filmes finos já estabelecida, foi desenvolver a extensão destes conhecimentos para determinar que a variação da espessura em um perfil inclinado e linear da cavidade entre os refletores de Bragg é o principal parâmetro para produzir o deslocamento espacial da transmitância espectral, possibilitando o uso de técnicas especiais para se obter uma variação em faixas de bandas de grande amplitude, em um único filtro. Um trabalho de modelagem analítica e análise de tolerância de espessuras dos filmes depositados foram necessários para a seleção da estratégia do \"mascaramento\" seletivo do material evaporado formado na câmara e-Beam (elétron-Beam) com o objetivo da obtenção do filtro espectral linear variável de características desejadas. Para tanto, de acordo com os requisitos de projeto, foram necessárias adaptações em uma evaporadora por e-Beam para receber um obliterador mecânico especialmente projetado para compatibilizar os parâmetros das técnicas convencionais de deposição com o objetivo de se obter um perfil inclinado, perfil este previsto em processos de simulação para ajustar e calibrar a geometria do obliterador e se obter um filme depositado na espessura, conformação e disposição pretendidos. Ao final destas etapas de modelagem analítica, simulação e refinamento recorrente, foram determinados os parâmetros de projeto para obtenção de um determinado FIV (Filtro de Interferência Variável) especificado. Baseadas nos FIVs muitas aplicações são emergentes: dispositivos multi, hiper e ultra espectral para sensoriamento remoto e análise ambiental, sistemas Lab-on-Chip, biossensores, detectores chip-sized, espectrofotometria de fluorescência on-chip, detectores de deslocamento de comprimento de onda, sistemas de interrogação, sistemas de imageamento espectral, microespectrofotômetros e etc. No escopo deste trabalho se pretende abranger um estudo de uma referência básica do emprego do (FIV) filtro de interferência variável como detector de varredura de comprimento de ondas em sensores biológicos e químicos compatível com pós processamento CMOS. Um sistema básico que é constituído por um FIV montado sobre uma matriz de sensores ópticos conectada a um módulo eletrônico dedicado a medir a intensidade da radiação incidente e as bandas de absorção das moléculas presentes em uma câmara de detecção de um sistema próprio de canais de microfluidos, configurando-se em um sistema de aquisição e armazenamento de dados (DAS), é proposto para demonstrar as possibilidades do FIV e para servir de base para estudos exploratórios das suas diversas potencialidades que, entre tantas, algumas são mencionadas ao longo deste trabalho. O protótipo obtido é capaz de analisar fluidos químicos ou biológicos e pode ser confrontado com os resultados obtidos por equipamentos homologados de uso corrente.

Doehlert Design-desirability Function Multi-criteria Optimal Separation Of 17 Phenolic Compounds From Extra-virgin Olive Oil By Capillary Zone Electrophoresis.

In Brazil, the consumption of extra-virgin olive oil (EVOO) is increasing annually, but there are no experimental studies concerning the phenolic compound contents of commercial EVOO. The aim of this work was to optimise the separation of 17 phenolic compounds already detected in EVOO. A Doehlert matrix experimental design was used, evaluating the effects of pH and electrolyte concentration. Resolution, runtime and migration time relative standard deviation values were evaluated. Derringer's desirability function was used to simultaneously optimise all 37 responses. The 17 peaks were separated in 19min using a fused-silica capillary (50μm internal diameter, 72cm of effective length) with an extended light path and 101.3mmolL(-1) of boric acid electrolyte (pH 9.15, 30kV). The method was validated and applied to 15 EVOO samples found in Brazilian supermarkets.

Behavior Of Listeria Monocytogenes In A Multi-species Biofilm With Enterococcus Faecalis And Enterococcus Faecium And Control Through Sanitation Procedures.

The formation of mono-species biofilm (Listeria monocytogenes) and multi-species biofilms (Enterococcus faecium, Enterococcus faecalis, and L. monocytogenes) was evaluated. In addition, the effectiveness of sanitation procedures for the control of the multi-species biofilm also was evaluated. The biofilms were grown on stainless steel coupons at various incubation temperatures (7, 25 and 39°C) and contact times (0, 1, 2, 4, 6 and 8days). In all tests, at 7°C, the microbial counts were below 0.4 log CFU/cm(2) and not characteristic of biofilms. In mono-species biofilm, the counts of L. monocytogenes after 8days of contact were 4.1 and 2.8 log CFU/cm(2) at 25 and 39°C, respectively. In the multi-species biofilms, Enterococcus spp. were present at counts of 8 log CFU/cm(2) at 25 and 39°C after 8days of contact. However, the L. monocytogenes in multi-species biofilms was significantly affected by the presence of Enterococcus spp. and by temperature. At 25°C, the growth of L. monocytogenes biofilms was favored in multi-species cultures, with counts above 6 log CFU/cm(2) after 8days of contact. In contrast, at 39°C, a negative effect was observed for L. monocytogenes biofilm growth in mixed cultures, with a significant reduction in counts over time and values below 0.4 log CFU/cm(2) starting at day 4. Anionic tensioactive cleaning complemented with another procedure (acid cleaning, disinfection or acid cleaning+disinfection) eliminated the multi-species biofilms under all conditions tested (counts of all micro-organisms<0.4 log CFU/cm(2)). Peracetic acid was the most effective disinfectant, eliminating the multi-species biofilms under all tested conditions (counts of the all microorganisms <0.4 log CFU/cm(2)). In contrast, biguanide was the least effective disinfectant, failing to eliminate biofilms under all the test conditions.

Resolução do ibuprofeno: um projeto para disciplina de química orgânica experimental

A practical and didactic sequence of experiments was proposed to illustrate the stereochemistry concept, optically active compounds, resolution of racemates, and use of the NMR technique, including 2D-COSY for identification of organic compounds, on a laboratory course for undergraduate students. The sequence was: extractions of racemic ibuprofen and chiral naproxen from commercial tablets; syntheses of diastereoisomeric amides reacting chiral (S)-(-)-α-methylbenzylamine with (±)-ibuprofen; separation and determination of absolute configuration of amides by ¹H NMR spectroscopy and GC analysis, and hydrolysis of amides to obtain (+)- and (-)-ibuprofen.

Estimativa de parâmetros biofísicos de plantios de café a partir de imagens orbitais de alta resolução espacial

Remote sensing data are each time more available and can be used to monitor the vegetal development of main agricultural crops, such as the Arabic coffee in Brazil, since that the relationship between spectral and agronomical data be well known. Therefore, this work had the main objective to assess the use of Quickbird satellite images to estimate biophysical parameters of coffee crop. Test area was composed by 25 coffee fields located between the cities of Ribeirão Corrente, Franca and Cristais Paulista (SP), Brazil, and the biophysical parameters used were row and between plants spacing, plant height, LAI, canopy diameter, percentage of vegetation cover, roughness and biomass. Spectral data were the reflectance of four bands of QUICKBIRD and values of four vegetations indexes (NDVI, GVI, SAVI and RVI) based on the same satellite. All these data were analyzed using linear and nonlinear regression methods to generate estimation models of biophysical parameters. The use of regression models based on nonlinear equations was more appropriate to estimate parameters such as the LAI and the percentage of biomass, important to indicate the productivity of coffee crop.

A multi-screening approach for marine-derived fungal metabolites and the isolation of cyclodepsipeptides from Beauveria felina

Extracts obtained from 57 marine-derived fungal strains were analyzed by HPLC-PDA, TLC and ¹H NMR. The analyses showed that the growth conditions affected the chemical profile of crude extracts. Furthermore, the majority of fungal strains which produced either bioactive of chemically distinctive crude extracts have been isolated from sediments or marine algae. The chemical investigation of the antimycobacterial and cytotoxic crude extract obtained from two strains of the fungus Beauveria felina have yielded cyclodepsipeptides related to destruxins. The present approach constitutes a valuable tool for the selection of fungal strains that produce chemically interesting or biologically active secondary metabolites.