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.

Previsão do índice bovespa por meio de redes neurais artificiais: uma análise comparada aos métodos tradicionais de séries de tempo

Forecast is the basis for making strategic, tactical and operational business decisions. In financial economics, several techniques have been used to predict the behavior of assets over the past decades.Thus, there are several methods to assist in the task of time series forecasting, however, conventional modeling techniques such as statistical models and those based on theoretical mathematical models have produced unsatisfactory predictions, increasing the number of studies in more advanced methods of prediction. Among these, the Artificial Neural Networks (ANN) are a relatively new and promising method for predicting business that shows a technique that has caused much interest in the financial environment and has been used successfully in a wide variety of financial modeling systems applications, in many cases proving its superiority over the statistical models ARIMA-GARCH. In this context, this study aimed to examine whether the ANNs are a more appropriate method for predicting the behavior of Indices in Capital Markets than the traditional methods of time series analysis. For this purpose we developed an quantitative study, from financial economic indices, and developed two models of RNA-type feedfoward supervised learning, whose structures consisted of 20 data in the input layer, 90 neurons in one hidden layer and one given as the output layer (Ibovespa). These models used backpropagation, an input activation function based on the tangent sigmoid and a linear output function. Since the aim of analyzing the adherence of the Method of Artificial Neural Networks to carry out predictions of the Ibovespa, we chose to perform this analysis by comparing results between this and Time Series Predictive Model GARCH, developing a GARCH model (1.1).Once applied both methods (ANN and GARCH) we conducted the results' analysis by comparing the results of the forecast with the historical data and by studying the forecast errors by the MSE, RMSE, MAE, Standard Deviation, the Theil's U and forecasting encompassing tests. It was found that the models developed by means of ANNs had lower MSE, RMSE and MAE than the GARCH (1,1) model and Theil U test indicated that the three models have smaller errors than those of a naïve forecast. Although the ANN based on returns have lower precision indicator values than those of ANN based on prices, the forecast encompassing test rejected the hypothesis that this model is better than that, indicating that the ANN models have a similar level of accuracy . It was concluded that for the data series studied the ANN models show a more appropriate Ibovespa forecasting than the traditional models of time series, represented by the GARCH model

Avaliação espaço-temporal do zooplâncton da laguna estuarina de Guaraíras (RN, Brasil)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Ecologia do fitoplâncton impactado por cultivo de tilápia do Nilo, oreochromis niloticus, em tanques-rede no açude Ministro João Alves, Parelhas, Rio Grande do Norte

The dams are limnic ecosystems of great importance for its multiple uses, among them, water supply for the public and to culture of artisanal fish are most relevant. The aim of the present study is to evaluate the physical-chemical characteristics and the phytoplankton community in two chosen sites (Point 1 littoral zone of point source; Point 2 pelagic zone of non-point source) of the Minister João Alves dam, which is also known as Boqueirão de Parelhas/RN. This represents the spatial distribution of the phytoplankton species in order to understand any possible alterations of the water quality and the phytoplankton composition in relation to the water quality originating from the impact of the tilapia, Oreochromis niloticus, culture. The study period also encompasses temporal variations exhibited in two seasons of an annual cycle, one during the dry season (Oct, Nov and Dec of 2008 and Jan of 2009), and the other rainy season (Mar, Apr, May and June of 2008) to extend the observation. The physicalchemical parameters, such as pH, temperature, electrical conductivity, concentration of dissolved oxygen were measured in situ and the values of the inorganic nutrients (nitrate, ammonium and orto-phosfato) and chlorophyll in the laboratory. The quali-quantitative analyses of the phytoplankton had been carried through sedimentation technique and the enumeration of the random of 400 cells, colonies and filaments counted using Sedgwick-Rafter counting chamber. The results of pH varied widely from the acidic to alkaline range with the minimum of 5.8 (± 0.8) and the maximum of 9.2 (± 0.7-0.8), at point 1 and 2. The dissolved oxygen content was higher in the rainy period than that in the dry period. The maximum electrical conductivity was of 1409 μScm-1 in point 1 and 431 minim of μScm-1, in point 2. There was a considerable alteration in the levels of inorganic nutrients such as nitrate-nitrogen, ammoniacal nitrogen and orthophosphate during the two cycles of study period. Phytoplankton assemblages presented a picture of alternate dominance among species Cyanobacteria, Bacillariophyceae and Chlorophyceae. The trophic state index diagnosed to the category of mesotrophic, which is based on the values of chlorophyll, total phosphorus and Secchi-disc measurements. The wind driven turbulence of the water column and the fresh inflow of water (flushing and dilution) during rainy season acted as constraint and did-not allow an exaggerated growth of the species of cyanobacteria. On the basis of the present we conclude that the culture of tilapias in cage-culture fails to produce pollution load that could compromise the quality of the water of the dam, probably be due to small dimension of the culture in relation to the size, volume of the water and the reservoir capacity support its own environment

Modelagem estocástica do índice de radiação ultravioleta na costa leste do nordeste do Brasil

The increase in ultraviolet radiation (UV) at surface, the high incidence of non-melanoma skin cancer (NMSC) in coast of Northeast of Brazil (NEB) and reduction of total ozone were the motivation for the present study. The overall objective was to identify and understand the variability of UV or Index Ultraviolet Radiation (UV Index) in the capitals of the east coast of the NEB and adjust stochastic models to time series of UV index aiming make predictions (interpolations) and forecasts / projections (extrapolations) followed by trend analysis. The methodology consisted of applying multivariate analysis (principal component analysis and cluster analysis), Predictive Mean Matching method for filling gaps in the data, autoregressive distributed lag (ADL) and Mann-Kendal. The modeling via the ADL consisted of parameter estimation, diagnostics, residuals analysis and evaluation of the quality of the predictions and forecasts via mean squared error and Pearson correlation coefficient. The research results indicated that the annual variability of UV in the capital of Rio Grande do Norte (Natal) has a feature in the months of September and October that consisting of a stabilization / reduction of UV index because of the greater annual concentration total ozone. The increased amount of aerosol during this period contributes in lesser intensity for this event. The increased amount of aerosol during this period contributes in lesser intensity for this event. The application of cluster analysis on the east coast of the NEB showed that this event also occurs in the capitals of Paraiba (João Pessoa) and Pernambuco (Recife). Extreme events of UV in NEB were analyzed from the city of Natal and were associated with absence of cloud cover and levels below the annual average of total ozone and did not occurring in the entire region because of the uneven spatial distribution of these variables. The ADL (4, 1) model, adjusted with data of the UV index and total ozone to period 2001-2012 made a the projection / extrapolation for the next 30 years (2013-2043) indicating in end of that period an increase to the UV index of one unit (approximately), case total ozone maintain the downward trend observed in study period

Influência do cultivar, do tipo de folha e do tempo de cultivo na medida indireta da clorofila (spad) em mudas de goiabeira

A análise foliar de nitrogênio, comumente empregada em laboratórios de rotina, é destrutiva e nem sempre rápida, obstante para a tomada de decisão. Objetivou-se com a pesquisa estudar as medidas SPAD, em mudas de goiabeira (Psidium guajava L.) cultivada em solução nutritiva completa, observando-se as diferenças entre cultivares, épocas de amostragem e tipos de folhas avaliadas. O delineamento foi inteiramente casualizado, com quatro repetições, em parcelas sub-subdivididas. Assim, foi utilizada como parcela as duas cultivares de goiabeira (Paluma e Século XXI), como subparcelas os tipos de folhas (+1, +2 e +3) e, cinco épocas de amostragem ao longo do período experimental (60, 75, 90, 105 e 120 dias, após o transplantio de mudas) Concluiu-se que a leitura SPAD em mudas de goiabeira é influenciada pela cultivar, tipo de folha e época de amostragem. O terceiro par de folhas mostrou-se mais adequado para avaliar o estado nutricional do nitrogênio nas mudas de goiabeira a partir da leitura SPAD. As cultivares de goiabeira apresentaram diferença na leitura SPAD apenas aos 60 e 90 dias após o transplantio, independentemente do tipo de folha.

Influência da soma térmica e da chuva durante o desenvolvimento de laranjas-'Valência' e 'Natal' na relação entre sólidos solúveis e acidez e no índice tecnológico do suco

Este trabalho foi realizado com o objetivo de conhecer a influência que algumas variáveis meteorológicas exercem na razão entre sólidos solúveis totais e acidez total titulável (ratio) e no índice tecnológico dos frutos da primeira florada das laranjeiras-'Natal' e 'Valência', na região de Bebedouro-SP, mediante a utilização de métodos estatísticos de regressão. Foram utilizados dados de amostragens de rotina para o processamento industrial durante 4 anos, os quais permitiram desenvolver equações de regressão linear e quadrática, com a soma térmica (graus-dia) como variável independente, e de regressão múltipla, utilizando graus-dia e chuva como variáveis independentes. A equação de melhor ajuste para o índice tecnológico foi a quadrática, enquanto para o ratio a equação linear apresentou o melhor ajuste. A temperatura do ar, representada por graus-dia, foi a variável que exerceu maior influência nos indicadores de qualidade dos frutos.

Efeitos de diferentes frações inspiradas de oxigênio no índice biespectral em cães submetidos à infusão contínua de propofol

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Variáveis cardiorrespiratórias, índice biespectral e recuperação anestésica em cães anestesiados pelo isofluorano, tratados ou não com tramadol

Foram avaliadas possíveis alterações cardiorrespiratórias e no índice biespectral em cães anestesiados pelo isofluorano, associado ou não ao tramadol. Utilizaram-se 16 animais, distribuídos em dois grupos denominados GC (grupo-controle) e GT (grupo tramadol). Todos os cães foram induzidos e mantidos sob anestesia com isofluorano. Os animais do GC receberam 0,05ml/kg de solução salina a 0,9% e os do GT 2mg/kg de tramadol, ambos por via intramuscular. Foram avaliados: freqüência cardíaca, pressão arterial sistólica, diastólica e média, eletrocardiografia, freqüência respiratória, saturação de oxiemoglobina, concentração de dióxido de carbono ao final da expiração, índice biespectral e recuperação da anestesia. Concluiu-se que a administração de tramadol em cães anestesiados pelo isofluorano não produz alterações nas variáveis cardiorrespiratórias, no índice biespectral e no tempo de recuperação da anestesia, porém proporciona boa qualidade de recuperação anestésica.