Um estudo de caso envolvendo a retroanálise de tensões residuais de cravação.

As tensões residuais de cravação ocorrem quando a estaca e o solo não são totalmente descomprimidos após dissipação completa da energia transferida à estaca durante sua instalação. Este assunto tem merecido a atenção de vários pesquisadores, uma vez que a presença das tensões residuais na estaca causa uma alteração no seu comportamento quando carregada. A presente dissertação reuniu estudos anteriores que estabeleceram os principais fatores que influenciam as tensões residuais de cravação. Procurou-se executar uma série de simulações objetivando melhor entender o desenvolvimento das tensões residuais com a porcentagem de resistência de ponta, em continuidade aos estudos de Costa (1994). Costa (1994) observou que a porcentagem de carga na ponta é um fator relevante na avaliação das tensões residuais de cravação. Uma análise paramétrica efetuada confirmou estudos anteriores, verificando que a razão entre a carga residual na ponta em relação à capacidade de carga global cresce, a medida que a porcentagem de carga na ponta aumenta, chegando a um valor máximo para, em seguida, diminuir. Este comportamento é similar ao da curva de compactação do solo, quando, ao aumentar a umidade, o peso específico seco aumenta, até um valor máximo, correspondente à umidade ótima, para em seguida reduzir. Verificouse, ainda, semelhantemente ao aumento da energia de compactação, que vai transladando a curva para cima e para à esquerda do gráfico umidade x peso específico seco, que o aumento do comprimento da estaca apresenta um comportamento similar. O aumento do comprimento leva a curva para cima e para a esquerda. Finalmente, selecionou-se um caso de obra com condições propícias para o desenvolvimento de altas tensões residuais de cravação. Trata-se de um caso de estacas metálicas longas, embutidas em solo residual jovem, de elevada resistência, bem documentado com extensa instrumentação, por ocasião da instalação. A retroanálise de cinco estacas do banco de dados mostrou que as cargas residuais previstas, num programa de simulação de cravação, se aproximaram muito dos valores experimentais. Foi observado também que a profundidade do ponto neutro previsto e medido apresentou uma excelente concordância. O resultado mais relevante desta pesquisa foi quando os valores de porcentagem de ponta foram introduzidos no eixo das abscissas e os valores da razão entre a carga residual na ponta e a capacidade de carga global, no eixo das ordenadas, e se observou o aspecto da curva semelhante à de compactação. A dissertação ilustra ser possível e simples a previsão das tensões residuais de cravação através de uma análise pela equação da onda.

Efeitos transgeracionais da restrição materna de vitamina D em camundongos: rim e metabolismo da glicose

A vitamina D, atualmente, é relacionada também ao metabolismo da glicose e o desenvolvimento de órgãos. Fêmeas de camundongos suíços (F0) foram alimentadas por uma das dietas experimentais: SC (dieta padrão) ou VitD- (dieta sem vitamina D). A prole de machos foi estudada nas idades: nascimento, 10 dias, desmame e seis meses, nas gerações F1 e F2. Avaliou-se a biometria [Massa Corporal (MC), Comprimento nasoanal (CNA) e Pressão Arterial (PA)], urina de 24 horas, glicemia e Teste Oral de Tolerância à Glicose (TOTG). Durante a eutanásia, o sangue foi coletado para análise bioquímica e os tecidos foram removidos para análise estereológica, morfométrica e Western blotting (WB). Não houve diferença de MC ao nascimento. Ao desmame, o grupo F2-VitD- teve maior MC que F2-SC (P=0,03) e aos seis meses, os grupos F1 e F2-VitD- tiveram MC mais elevada (P<0,05 vs SC). A PA foi crescente na prole VitD-, sendo maior em F1-VitD- (P=0,001). A glicemia e TOTG foram alterados somente na F1-VitD-, seguida de esteatose hepática (+99%), hipertrofia da ilhota pancreática (+40%) e elevação do triglicerídeo sanguíneo (P<0,01). O WB de fígado mostrou elevação de FAS (+18%, P<0,01), no grupo com esteatose. Curiosamente, embora a F2-VitD- tenha apresentado elevação de MC, somente o colesterol total fora alterado (P<0,05). Quanto à nefrogênese, houve 50% mais glomérulos imaturos em F1-VitD- que F1-SC (P<0,0001). Porém, na F2 houve aumento somente de 20% (P<0,001). Aos 10 dias, F1-VitD- teve 150% mais glomérulos imaturos e 25% mais glomérulos maduros que SC-F1 (P<0,0001). O WB de rim mostrou que a prole F1-VitD- apresentou maior expressão de renina, ao desmame e aos seis meses, enquanto que a expressão de podocina foi reduzida (P=0,0004). Não houve diferença na análise de WT1. A restrição materna em vitamina D altera a morfologia do pâncreas e fígado, com resistência à insulina, altera a expressão renal de importantes fatores, assim como retarda a maturação glomerular estendendo o período da nefrogênese, principalmente na geração F1.

Avaliação da indução de lesões no DNA por lasers terapêuticos de baixa potência

Na medicina regenerativa há uma crescente utilização de lasers de baixa intensidade em protocolos terapêuticos para tratamento de doenças em tecidos moles e no tecido ósseo. Lasers emitem feixes de luz com características específicas, nas quais o comprimento de onda, a frequência, potência e modo de missão são propriedades determinantes para as respostas fotofísica, fotoquímica e fotobiológica. Entretanto, sugere-se que lasers de baixa potência induzem a produção de radicais livres, que podem reagir com biomoléculas importantes, como o DNA. Essas reações podem causar lesões e induzir mecanismos de reparo do DNA para preservar a integridade do código genético e homeostase celular. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar lesões no DNA de células do sangue periférico de ratos Wistar e a expressão dos genes ERCC1 e ERCC2 em tecidos biológicos expostos a lasers de baixa intensidade em comprimentos de onda, fluências, potências e modos de emissão utilizados em protocolos terapêuticos. Para tal, amostras de sangue periférico foram expostas ao laser vermelho (660 nm) e infravermelho (808 nm) em diferentes fluências, potências e modos de emissão, e a indução de lesões no DNA foi avaliada através do ensaio cometa. Em outros experimentos, lesões no DNA foram analisadas através do ensaio cometa modificado, utilizando as enzimas de reparo: formamidopirimidina DNA glicosilase (FPG) e endonuclease III. Pele e músculo de ratos Wistar foram expostos aos lasers e amostras desses tecidos foram retiradas para extração de RNA, síntese de cDNA e avaliação da expressão dos genes por PCR quantitativo em tempo real. Os dados obtidos neste estudo sugeriram que a exposição aos lasers induz lesões no DNA dependendo da fluência, potência e modo de emissão, e que essas lesões são alvos da FPG e endonuclease III. A expressão relativa do RNAm de ERCC1 e de ERCC2 foi alterada nos tecidos expostos dependendo do comprimento de onda e fluência utilizada. Os resultados obtidos neste estudo sugerem que danos oxidativos no DNA poderiam ser considerados para segurança do paciente e eficácia terapêutica, bem como alterações na expressão dos genes de reparo do DNA participariam dos efeitos de bioestimulação que justificam as aplicações terapêutica de lasers de baixa potência.

Rede de adaptação de cultivares de aipim e mandioca para o nordeste brasileiro.

Peso da parte aérea, Nossa Senhora das Dores; Peso de raízes, Nossa Senhora das Dores; Teor de matéria seca de raíz, Nossa Senhora das Dores; Teor de amido, Nossa Senhora das Dores; Peso da parte aérea, Lagarto; Peso de raízes, Lagarto; Teor de matéria seca de raíz, Lagarto; Teor de amido, lagarto; Altura da planta, Lagarto; Altura da 1º ramificação, Lagarto; peso da parte aérea, Umbaúba; Peso de raíz, Umbaúba; Teor de matéria seca de raíz, Umbaúba; Teor de amido, Umbaúba; Altura da planta, Umbaúba; Altura da 1º ramificação, Umbaúba; comprimento de raíz, Umbaúba; Ensaio de variedades e híbridos de mandioca; Avaliação de cultivares de mandioca no período 2004/2006; Peso da parte aérea, Nossa Senhora das Dores; peso de raízes, Nossa Senhora das Dores; Índice de colheita, Nossa Senhora das Dores; Teor de matéria seca de raíz, Nossa Senhora das Dores; Teor de amido, Nossa Senhora das Dores

Manejo do pseudocaule no controle da broca-do-rizoma da bananeira.

A broca da bananeira ou moleque, Cosmopolites sordidus (Germar, 1824) (Coleoptera, Curculionidae), constitui-se na principal praga da bananeira, provocando perdas de até 80% na produção. As larvas são causadoras do dano por produzirem galerias no rizoma, enfraquecendo a planta e reduzindo o peso do cacho, que acaba tombando pela ação do vento. No entanto, por estarem protegidas dentro do rizoma, a verificação de sua presença é mais difícil e também o seu controle. Quando adulto, o besouro de coloração preta mede aproximadamente 1 cm de comprimento e é ativo no período noturno. O moleque se espalha facilmente pelo uso de mudas infestadas ou pelo caminhamento. Durante o dia, o besouro é encontrado entre as bainhas mais externas da bananeira e em restos de pseudocaule que permanecem sobre o solo após a colheita, os quais atuam como verdadeiros esconderijos para a broca.

Multiplicação rápida, método simples e de baixo custo na produção de material propagativo de mandioca.

A baixa taxa de multiplicação de mandioca é um dos obstáculos à sua propagação em larga escala. De cada planta de mandioca obtém-se de 5 a 10 manivas de 20 cm de comprimento, num período médio de 12 meses, o que equivale a dizer que a taxa de propagação de mandioca varia de 1:5 a 1:10. Embora produza sementes, comercialmente a mandioca é propagada vegetativamente por meio de pedaços de caule. A propagação vegetativa tem a desvantagem de permitir a transmissão de pragas e patógenos entre as gerações sucessivas de cultivo, caso não sejam tomados cuidados com relação à qualidade do material de propagação. Essa duas características, a baixa taxa de multiplicação e a degenerescência causada pelo acúmulo de pragas, contribuem para escassez de manivas de boa qualidade à disposição de agricultores. Um método simples e barato para aumento da taxa de multiplicação, da mandioca é a multiplicação rápida a qual consiste em cortar hastes da planta de mandioca em pedaços com duas ou três gemas, e plantá-los em canteiro cobertos com plásticos transparente, para reter o calor do sol. Esses canteiros são regados frequentemente, e assim, a umidade e a temperatura elevadas induzem as manivas a brotar. Ao atingir o tamanho de 10 a 15 cm, os brotos são cortados e posto em água, para enraizar. Por sua vez, as manivas de duas ou três gemas voltam a brotar, e nisso consiste a capacidade que essa técnica tem de aumentar a taxa de multiplicação da mandioca. As taxas de multiplicação obtidas nesse trabalho variaram entre 1:140 a 1:170, isto é, um aumento de 14 a 17 vezes em relação a taxa de multiplicação convencional da mandioca (1:10). Embora esses índices estejam abaixo do potencial máximo de multiplicação apresentado na literatura ( aumento de 60 vezes), demonstram o potencial da técnica da multiplicação rápida no aumento da taxa de multiplicação da mandioca, em razão da sua simplicidade e baixo custo.

Avaliação das modificações morfológicas radiculares durante os ciclos de seleção do milho Saracura tolerante a hipoxia.

O milho é uma cultura sensível ao encharcamento do solo e seu cultivo nessas áreas pode levar a perdas consideráveis. A sensibilidade do milho em condições de hipoxia levou a Embrapa Milho Sorgo a desenvolver, através da seleção recorrente fenotípica estratificada, uma variedade de milho tolerante ao encharcamento intermitente do solo: o Saracura BRS 4154. Atualmente, essa variedade se encontra no 18º ciclo anual de seleção. O objetivo deste trabalho foi verificar o ganho em relação às características morfológicas radiculares nos sucessivos ciclos de seleção do milho Saracura, através do analisador de imagens WinRHIZO. O ensaio foi conduzido em casa de vegetação na Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, MG, iniciando o encharcamento do solo logo após a emergência. Foram utilizados uma testemunha (BR 107) e dez ciclos de seleção (C1 a C18, alternados). O ensaio foi colhido aos 18 dias após a emergência. As características morfológicas radiculares avaliadas foram: matéria seca da parte aérea, da raiz, total e relação raiz/parte aérea; comprimento total de raiz; área de superfície de raiz total; diâmetro médio de raiz; volume de raiz total; comprimento específico, densidade de tecido de raiz e comprimento por classes de diâmetro (muito fina, fina e grossa). Não houve diferenças significativas nos parâmetros de massa seca, comprimento de raízes muito fina e grossa, diâmetro médio e área superficial de raízes grossas. No entanto, os últimos ciclos de seleção apresentam raízes mais finas, maior volume, área superficial e comprimento radicular com baixo custo metabólico, o qual favorece a sobrevivência das plantas em ambientes encharcados.

Caracterizacao do fruto e comportamento produtivo do rambutanzeiro (Nephelium lappaceum L.) na regiao de Manaus-AM.

Com o objetivo de obter informacoes preliminares sobre o comportamento produtivo do rambuta e avaliar as caracteristicas fisicas do fruto cultivado em solo de Manaus, classe Latossolo amarelo, e clima do tipo Ami, foram avaliadas 20 plantas originadas de sementes de variedades de casca vermelha. As arvores entraram em floracao no terceiro ano apos o plantio, constatando-se a ocorrencia de sete plantas hermafroditas e 13 masculinas. As hermafroditas, no quarto ano de producao, registraram o numero maximo de 3590 e o minimo de 835 frutos por planta. Na caracterizacao fisica e quimica dos frutos, amostrada na segunda safra, verificou-se os maiores valores para: peso medio de fruto (36,52g), comprimento (5,01cm) e diametro (4,01cm) pertenceram a uma das plantas dentre as que menos se destacaram em numero de frutos. A polpa, representada por 43,97% do peso do fruto, apresentou pH de 4,2, acidez titulavel de 0,29%,solidos soluveis de 16,5oBrix e 82,19% de umidade, denotando caracteristicas apropriadas para consumo ao natural.

Minhocário campeiro de baixo custo para a agricultura familiar.

MINHOCÁRIO CAMPEIRO: RESUMO:A minhocultura é uma atividade muito interessante para a produção de adubo orgânico de qualidade nas propriedades familiares. O húmus de minhoca, além de ser rico em nutrientes para as plantas, ajuda a melhorar as características físicas do solo, como a aeração e a retenção de água. Ao contrário do que grande parte dos agricultores pensa, a principal causa do insucesso de um minhocário está em seu no manejo inadequado e não na falta de uma maior infraestrutura, feita com tijolos, telhas e cimento. O minhocário campeiro de baixo custo é construído com materiais disponíveis na própria propriedade e pode ser adaptado a diversas condições. Sugere-se contruir o minhocário com bambus e adotar a largura máxima de 1 metro; o comprimento pode ser variável. Os bambus devem ser colocados intercalados um sobre o outro de forma que suas pontas se cruzem cerca de 5 cm. Para guarnecer as pontas, deve ser fixada uma estaca de cada lado da cruz formada na junção. Os bambus devem ser empilhados até atingirem a altura de 30 cm, embora esse limite possa ser maior conforme a necessidade. O fato de não requerer o uso de arame na sua estrutura e de poder ter sua altura aumentada a qualquer momento, é o que diferencia esse minhocário de outros modelos também construídos com bambu. O interior do minhocário deve ser forrado com sombrite ou filme plástico perfurado, para, ao mesmo tempo, conter o alimento e as minhocas e permitir a drenagem da água da chuva que por ventura venha a cair em seu interior. Para reduzir ao máximo o efeito do impacto da gota da chuva sobre o minhocário, deve ser colocada uma cobertura de folhas secas ou construir uma tampa com ripas de bambus cortadas ao meio e revestí-la com lona plástica. O minhocário deve ser montado em um local onde faça sombra durante a maior parte do dia. A área deve ter uma leve declividade, para que a água da chuva ou de escorrimento não acumule em seu interior. SCHIEDECK, G.; SCHWENGBER, J.E.; GONÇALVES, M. de M.; SCHIAVON, G. de A.; CARDOSO, J.H. Minhocário campeiro de baixo custo para a agricultura familiar. Pelotas: Embrapa Clima Temperado, 2007. (Comunicado Técnico, 171).

Banco ativo de germoplasma de citros da Embrapa Mandioca e Fruticultura.

O gênero Citrus L. e afins, especialmente Poncirus Raf., Fortunella Swingle, Microcitrus Swingle, Eremocitrus Swingle e Clymenia Swingle, constituem o que se denomina por citros, em razão de produzirem frutos semelhantes à laranja ou ao limão. Esse complexo grupo de plantas apresenta ampla variabilidade de formas, as quais foram se acumulando ao longo de milênios, seja em razão de seu cultivo desde a Antiguidade, por diversas civilizações, seja em decorrência da preservação pela própria natureza, como consequência da embriogenia nucelar. Os frutos cítricos variam em tamanho, desde os relativamente muito pequenos àqueles muito grandes. Dentre os menores encontram-se os kumquats (Fortunella spp.) e as limas ácidas [C. aurantiifolia (Christm.) Swingle], cujas dimensões dificilmente ultrapassam 5 cm. No extremo oposto estão as toranjas [C. maxima (Burm.) Merr.] e as cidras (C. medica L.), que podem atingir 30 cm em diâmetro ou comprimento.

Avaliação do teor e produtividade de óleo em genótipos de girassol.

RESUMO: O presente trabalho teve como objetivo avaliar o teor e a produtividade de genótipos de girassol semeados em segunda safra no ano de 2014 em Campo Novo do Parecis ? MT, no campo experimental do Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Mato Grosso. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com 16 tratamentos (16 genótipos) e quatro repetições. As parcelas experimentais foram constituídas de 4 linhas com 6,5 m de comprimento, com espaçamento entrelinhas de 0,45 m, contendo área de 11,7 m², totalizando uma área de 748 m². Foi utilizada a população de 45000 plantas por hectare. Os dados foram submetidos à análise de variância e ao teste Scott-Knott, a 5% de probabilidade. Os genótipos que se destacaram em relação à produtividade de aquênios foram o MG 360, AGUARÁ 06, MG 305, AGUARÁ 04, CF 101, SYN 045, GNZ NEON, HELIO 251 e SYN 3950HO. Para o teor de óleo nos aquênios e produtividade de óleo, o genótipo MG 360 apresentou o maior valor e se destacou em relação aos demais genótipos analisados. ABSTRACT: This study aimed to evaluate genotypes of sunflower seeded second harvest in the year 2014 in Campus Campo Novo do Parecis, in the experimental field of the Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Mato Grosso. The experimental design was a randomized block design with treatments 16 (16 genotypes) and four replications. The experimental plots consisted of four rows 6.5 m long with row spacing of 0.45 m, containing area of 11.7 m², totaling an area of 748 m². The population of 45000 plants per hectare is used. Data were subjected to analysis of variance and the Scott-Knott test at 5 % probability. The genotypes that stood out in relation to achenes productivity were MG 360, AGUARÁ 06, MG 305, AGUARÁ 04, CF 101, SYN 045, GNZ NEON, HELIO 251 and SYN 3950HO. For oil content and oil productivity, MG 360 genotype showed the highest value and stood out in relation to other genotypes.

Avaliação de genótipos de girassol (helianthus annuus l.) em Campo Novo Do Parecis - MT.

RESUMO: O presente trabalho teve como objetivo avaliar genótipos de girassol semeados em segunda safra no ano de 2014 em Campo Novo do Parecis ? MT, no campo experimental do Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Mato Grosso. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com 16 tratamentos (16 genótipos) e quatro repetições. As parcelas experimentais foram constituídas de 4 linhas com 6,5 m de comprimento, com espaçamento entrelinhas de 0,45 m, contendo área de 11,7 m², totalizando uma área de 748m². Foi utilizada a população de 45000 plantas por hectare. Os dados foram submetidos à análise de variância e ao teste Scott-Knott, a 5% de probabilidade. Para a massa de mil aquênios, os genótipos que se destacaram foram BRS 323, MG 360 e M734 enquanto que as os mais produtivos foram os genótipos MG 360, AGUARÁ 06, MG 305, AGUARÁ 04, CF 101, SYN 045, GNZ NEON, HELIO 251 e SYN 3950HO. ABSTRACT: This study aimed to evaluate genotypes of sunflower seeded second harvest in the year 2014 in Campus Campo Novo do Parecis, in the experimental field of the Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Mato Grosso. The experimental design was a randomized block design with treatments 16 (16 genotypes) and four replications. The experimental plots consisted of four rows 6.5 m long with row spacing of 0.45 m, containing area of 11.7 m², totaling an area of 748 m². The population of 45000 plants per hectare is used. Data were subjected to analysis of variance and the Scott - Knott test at 5 % probability. For the mass of thousand achenes, genotypes that stood out were BRS 323, MG 360 and M734 while the most productive genotypes were the MG 360, AGUARÁ 06, MG 305, AGUARÁ 04, CF 101, SYN 045, GNZ NEON, HELIO 251 and SYN 3950HO.

Determinant factors for the use of imposex in TBT pollution monitoring

Os compostos de tributilestanho (TBT) foram utilizados como biocidas em tintas antivegetativas (AV) e amplamente aplicados, durante décadas, de forma a evitar a bioincrustação em superfícies submersas, principalmente em cascos de embarcações. Os seus efeitos deletérios em organismos não-alvo tornaram-se evidentes após o aparecimento de gastrópodes prosobrâquios com imposex – sobreposição de caracteres sexuais masculinos sobre o tracto reprodutivo das fêmeas. Desde então, a expressão do imposex em prosobrânquios tem sido amplamente utilizada como biomarcador da poluição por TBT. Um dos objectivos da presente tese é avaliar se as mais recentes restrições legais na utilização das tintas AV com compostos organoestânicos (OTs) resultaram numa redução da poluição pelos mesmos na costa continental Portuguesa. Para tal, foi levada a cabo a análise da variação temporal do imposex como biomarcador dos níveis ambientais de TBT e a validação de procedimentos, de modo a seguir de forma precisa a evolução da intensidade deste fenómeno ao longo do tempo. O trabalho de investigação teve início no momento em que a ineficácia da legislação anterior (Directiva 89/677/CEE) na redução da poluição por TBT no litoral Português era reportada na literatura e quando estavam já agendados instrumentos decisivos para a diminuição definitiva deste tipo de poluição: o Regulamento (CE) N.º 782/2003 do Parlamento e do Conselho da União Europeia (UE) que bania as tintas AV baseadas em TBT na sua frota a partir de 1 de Julho de 2003; a "Convenção Internacional sobre o Controlo de Sistemas Antivegetativos Nocivos em Navios” (Convenção AFS), adoptada em 2001 pela Organização Marítima Internacional (OMI), que procurava erradicar os OTs da frota mundial até 2008. Os níveis de imposex e as concentrações de OTs nos tecidos de fêmeas de Nucella lapillus foram medidos em 17 locais de amostragem ao longo da costa Portuguesa em 2003, a fim de se avaliarem os impactos do TBT nas populações desta espécie e de se criar uma base de dados para seguir a sua evolução futura. O índice da sequência do vaso deferente (VDSI), o índice do tamanho relativo do pénis (RPSI) e a percentagem de fêmeas afectadas por imposex (%I) foram utilizados na medição da intensidade deste fenómeno em cada local de amostragem e os seus valores variaram entre 0,20-4,04, 0,0- 42,2% e 16,7-100,0%, respectivamente. Foram encontradas fêmeas estéreis em 3 locais de amostragem, com percentagens a variar entre 4,0 e 6,2%. As concentrações de TBT e dibutilestanho (DBT) nas fêmeas variaram respectivamente entre 23-138 e <10-62 ng Sn.g-1 de peso seco, e o conteúdo em TBT nos tecidos revelou-se significativamente correlacionado com o imposex (nomeadamente com o RPSI e o VDSI). Os níveis de expressão do fenómeno e o conteúdo em OTs nos tecidos, foram superiores na proximidade de portos, confirmando as conclusões obtidas anteriormente por outros autores de que os navios e a actividade dos estaleiros são as principais fontes destes compostos no litoral Português. As infra-estruturas associadas ás principais fontes de OTs – portos, estaleiros e marinas – estão geralmente localizadas no interior de estuários, motivo pelo qual estas áreas têm vindo a ser descritas como as mais afectadas por estes poluentes. Por esta razão, foi levado a cabo o estudo pormenorizado da poluição por TBT na Ria de Aveiro, como caso de estudo representativo da poluição por estes compostos num sistema estuarino em Portugal continental. N. lapillus foi usada como bioindicador para avaliar a tendência temporal da poluição por TBT nesta área entre 1997 e 2007. Foi registada uma diminuição da intensidade do imposex após 2003, embora as melhorias mais evidentes tenham sido observadas entre 2005 e 2007, provavelmente devido à implementação do Regulamento (CE) N.º 782/2003 que proibiu a aplicação de tintas AV com TBT em navios com a bandeira da UE. Apesar desses progressos, as análises ao conteúdo em OTs nos tecidos de fêmeas de N. lapillus e em amostras de água colhidas em 2006 indicaram contaminação recente por TBT na área de estudo, evidenciando assim a permanência de fontes de poluição. A utilização de N. lapillus como bioindicador da poluição por TBT na Ria de Aveiro apresenta algumas limitações uma vez que a espécie não ocorre nas áreas mais interiores da Ria e não vive em contacto com sedimentos. Assim, a informação obtida a partir da sua utilização como bioindicador é fundamentalmente relativa aos níveis de TBT na coluna de água. Foi então necessário recorrer a um bioindicador complementar – Hydrobia ulvae – para melhor avaliar a evolução temporal da poluição por TBT no interior deste sistema estuarino e estudar a persistência de TBT nos sedimentos. Não foi registada uma diminuição dos níveis de imposex em H. ulvae na Ria de Aveiro entre 1998 e 2007, apesar da aplicação do Regulamento (CE) N.º 782/2003. Pelo contrário, houve um aumento global significativo da percentagem de fêmeas afectadas por imposex e um ligeiro aumento do VDSI, contrastando com o que tem sido descrito para outros bioindicadores na Ria de Aveiro no mesmo período. Estes resultados mostram que a diferente biologia/ecologia das espécies indicadoras determina vias distintas de acumulação de TBT, apontando a importância da escolha do bioindicador dependendo do compartimento a ser monitorizado (sedimento versus água). A ingestão de sedimento como hábito alimentar em H. ulvae foi discutida como sendo a razão para a escolha da espécie como indicadora da contaminação dos sedimentos por TBT. Foram também estudados os métodos mais fiáveis para reduzir a influência de variáveis críticas na medição dos níveis de imposex em H. ulvae. As comparações de parâmetros do imposex baseados em medições do pénis devem ser sempre realizadas sob condições de narcotização bem standardizadas uma vez que este procedimento provoca um aumento significativo do comprimento do pénis (PL) em ambos os sexos. O VDSI, a % e o PL em ambos os sexos revelaram ser fortemente influenciados pelo tamanho dos espécimes: a utilização de fêmeas mais pequenas conduz à subestimação do VDSI, da %I e do PL, enquanto que diferenças no tamanho dos machos provocam variações no índice do comprimento relativo do pénis (RPLI), independentemente dos níveis de poluição por TBT. Existe, portanto, a necessidade de controlar algumas variáveis envolvidas na análise do imposex que mostraram afectar a fiabilidade dos resultados. Uma vez que N. lapillus é o principal bioindicador dos efeitos biológicos específicos do TBT para a área da OSPAR, foi também estudada a influência de algumas variáveis na avaliação dos níveis de imposex nesta espécie, especificamente as relacionadas com o ciclo reprodutor e o tamanho dos espécimes. O estudo do ciclo reprodutor e a variação sazonal/espacial do comprimento do pénis do macho (MPL) incidiu num único local no litoral Português (Areão – região de Aveiro) de forma a avaliar se o RPSI varia sazonal e espacialmente na mesma estação de amostragem e se tais variações influenciam os resultados obtidos em programas de monitorização do imposex. Nos meses de Dezembro de 2005 a Junho de 2007, foram encontrados espécimes de N. lapillus sexualmente maturos e potencialmente aptos para a reprodução. Contudo, foi também evidente um padrão sazonal do ciclo reprodutor – o estado de desenvolvimento da gametogénese nas fêmeas variou sazonalmente e ocorreu uma diminuição do volume da glândula da cápsula e do factor de condição no final do Verão / início do Outono. Contrariamente, a gametogénese nos machos não apresentou variação sazonal significativa, embora os valores mais baixos do factor de condição, do comprimento do pénis e dos volumes de esperma e da próstata tenham também sido registados no final do Verão / início do Outono. Além disso, o MPL mostrou variar, no mesmo local de amostragem, inversamente com a distância aos ninhos de cápsulas ovígeras; um aumento dos valores do MPL foi também observado em espécimes de maior tamanho. Todas estas variações no MPL introduzem desvios nos resultados da avaliação do imposex quando é usado o RPSI. A magnitude do erro envolvido foi quantificada e revelou-se superior em locais com níveis mais elevados de poluição por TBT. Apesar do RPSI ser um índice que fornece informação importante sobre os níveis de poluição por TBT, a sua interpretação deve ser cuidadosa e realizada complementarmente com os outros índices, destacando-se o VDSI como índice mais fiável e com significado biológico mais expressivo. Novas campanhas de monitorização do imposex em N. lapillus foram realizadas ao longo da costa Portuguesa em 2006 e 2008, e os resultados subsequentemente comparados com a base de dados criada em 2003,de forma a avaliar a evolução da poluição por TBT no litoral Português naquele período. Nestes estudos foram aplicados novos procedimentos na monitorização e tratamento dos dados, de forma a minimizar a variação nos índices de avaliação do imposex induzida pelos factores acima descritos, para seguir com maior consistência a tendência da poluição por TBT entre 2003 e 2008. Foi observado um declínio global significativo na intensidade de imposex na área de estudo durante o referido período e a qualidade ecológica da costa Portuguesa, segundo os termos definidos pela Comissão OSPAR, revelou melhorias notáveis após 2003 confirmando a eficácia do Regulamento (CE) N.º 782/2003. Não obstante, as populações de N. lapillus revelaram-se ainda amplamente afectadas por imposex, tendo sido detectadas emissões de TBT na água do mar ao longo da costa em 2006, apesar da restrição anteriormente referida. Estes inputs foram atribuídos principalmente aos navios que à data ainda circulavam com tintas AV com TBT aplicadas antes de 2003, uma vez que a sua utilização nas embarcações foi apenas proibida em 2008. Considerando que o Regulamento (CE) N.º 782/2003 constitui uma antecipação da proibição global da OMI que entrou em vigor em Setembro de 2008, prevê-se, por analogia, que haja uma rápida diminuição da poluição por TBT à escala mundial num futuro próximo. Na sequência desta previsão, é apresentada uma discussão teórica preliminar relativamente ás possíveis estratégias usadas por N. lapillus na recolonização de locais onde, no passado, as populações terão aparentemente sido extintas devido a níveis extremamente elevados de TBT. Estes locais são tipicamente zonas abrigadas junto de infra-estruturas portuárias, cuja recolonização por esta espécie será provavelmente muito lenta dada a mobilidade reduzida dos adultos e o ciclo de vida não apresentar fase larvar pelágica. Foram então equacionadas duas hipotéticas vias de recolonização de zonas abrigadas por espécimes provenientes de populações de costa aberta/exposta: a migração de adultos e/ou a dispersão de juvenis. No entanto, em ambos os casos, estaria implicada a transposição de um problema amplamente descrito na bibliografia: as populações de N. lapillus de costa aberta podem apresentar um fenótipo muito diferente das de zonas abrigadas, podendo inclusivamente variar no número de cromossomas. A recolonização pode portanto não ter sucesso pelo simples facto dos novos recrutas não estarem bem adaptados aos locais a recolonizar. Para analisar este problema, foram estudados tanto a forma da concha de espécimes de N. lapillus ao longo da costa Portuguesa como o respectivo número de cromossomas. Embora a forma da concha tenha revelado diferenças, de acordo com o grau de hidrodinamismo entre as populações de N. lapillus avaliadas, o cariótipo 2n = 26, típico de zonas expostas, foi registado em todos os locais amostrados. Por outro lado, foi também testada em laboratório a possível mortalidade de juvenis em dispersão no interior menos salino dos estuários. Foi então verificada a ocorrência de mortalidade elevada de juvenis expostos a salinidades baixas (=100% após 1 hora a salinidades ≤9 psu), o que também pode comprometer a recolonização de zonas estuarinas menos salinas por esta via. Mesmo assim, os juvenis mostraram um comportamento de flutuação à superfície da água em condições laboratoriais, que pode ser considerado um benefício específico na colonização de áreas mais internas dos estuários, se tal facto vier a ser confirmado em estudos de campo. As conclusões deste estudo contribuem certamente para a descrição do final da “história do TBT” dado que, uma vez controlados alguns factores determinantes no uso do imposex como biomarcador, a avaliação do declínio da poluição por estes compostos, agora esperado à escala global, se torna mais rigorosa.

Projecto de receptores integrados de banda larga

O presente trabalho tem como objectivo o estudo e projecto de receptores optimizados para sistemas de comunicações por fibra óptica de muito alto débito (10Gb/s e 40Gb/s), com a capacidade integrada de compensação adaptativa pós-detecção da distorção originada pela característica de dispersão cromática e de polarização do canal óptico. O capítulo 1 detalha o âmbito de aplicabilidade destes receptores em sistemas de comunicações ópticas com multiplexagem no comprimento de onda (WDM) actuais. O capítulo apresenta ainda os objectivos e principais contribuições desta tese. O capítulo 2 detalha o projecto de um amplificador pós-detecção adequado para sistemas de comunicação ópticos com taxa de transmissão de 10Gb/s. São discutidas as topologias mais adequadas para amplificadores pós detecção e apresentados os critérios que ditaram a escolha da topologia de transimpedância bem como as condições que permitem optimizar o seu desempenho em termos de largura de banda, ganho e ruído. Para além disso são abordados aspectos relacionados com a implementação física em tecnologia monolítica de microondas (MMIC), focando em particular o impacto destes no desempenho do circuito, como é o caso do efeito dos componentes extrínsecos ao circuito monolítico, em particular as ligações por fio condutor do monólito ao circuito externo. Este amplificador foi projectado e produzido em tecnologia pHEMT de Arsenieto de Gálio e implementado em tecnologia MMIC. O protótipo produzido foi caracterizado na fábrica, ainda na bolacha em que foi produzido (on-wafer) tendo sido obtidos dados de caracterização de 80 circuitos protótipo. Estes foram comparados com resultados de simulação e com desempenho do protótipo montado num veículo de teste. O capítulo 3 apresenta o projecto de dois compensadores eléctricos ajustáveis com a capacidade de mitigar os efeitos da dispersão cromática e da dispersão de polarização em sistemas ópticos com débito binário de 10Gb/s e 40Gb/s, com modulação em banda lateral dupla e banda lateral única. Duas topologias possíveis para este tipo de compensadores (a topologia Feed-Forward Equalizer e a topologia Decision Feedback Equaliser) são apresentadas e comparadas. A topologia Feed-Forward Equaliser que serviu de base para a implementação dos compensadores apresentados é analisada com mais detalhe sendo propostas alterações que permitem a sua implementação prática. O capítulo apresenta em detalhe a forma como estes compensadores foram implementados como circuitos distribuídos em tecnologia MMIC sendo propostas duas formas de implementar as células de ganho variável: com recurso à configuração cascode ou com recurso à configuração célula de Gilbert. São ainda apresentados resultados de simulação e experimentais (dos protótipos produzidos) que permitem tirar algumas conclusões sobre o desempenho das células de ganho com as duas configurações distintas. Por fim, o capítulo inclui ainda resultados de desempenho dos compensadores testados como compensadores de um sinal eléctrico afectado de distorção. No capítulo 4 é feita uma análise do impacto da modulação em banda lateral dupla (BLD) em comparação com a modulação em banda lateral única (BLU) num sistema óptico afectado de dispersão cromática e de polarização. Mostra-se que com modulação em BLU, como não há batimento entre portadoras das duas bandas laterais em consequência do processo quadrático de detecção e há preservação da informação da distorção cromática do canal (na fase do sinal), o uso deste tipo de modulação em sistemas de comunicação óptica permite maior tolerância à dispersão cromática e os compensadores eléctricos são muito mais eficientes. O capítulo apresenta ainda resultados de teste dos compensadores desenvolvidos em cenários experimentais de laboratório representativos de sistemas ópticos a 10Gb/s e 40Gb/s. Os resultados permitem comparar o desempenho destes cenários sem e com compensação eléctrica optimizada, para os casos de modulação em BLU e em BLD, e considerando ainda os efeitos da dispersão na velocidade de grupo e do atraso de grupo diferencial. Mostra-se que a modulação BLU em conjunto com compensação adaptativa eléctrica permite um desempenho muito superior á modulação em BLD largamente utilizada nos sistemas de comunicações actuais. Por fim o capítulo 5 sintetiza e apresenta as principais conclusões deste trabalho.

Optical processing devices and techniques for next generation optical networks

Este trabalho surge do interesse em substituir os nós de rede óptica baseados maioritariamente em electrónica por nós de rede baseados em tecnologia óptica. Espera-se que a tecnologia óptica permita maiores débitos binários na rede, maior transparência e maior eficiência através de novos paradigmas de comutação. Segundo esta visão, utilizou-se o MZI-SOA, um dispositivo semicondutor integrado hibridamente, para realizar funcionalidades de processamento óptico de sinal necessárias em nós de redes ópticas de nova geração. Nas novas redes ópticas são utilizados formatos de modulação avançados, com gestão da fase, pelo que foi estudado experimentalmente e por simulação o impacto da utilização destes formatos no desempenho do MZI-SOA na conversão de comprimento de onda e formato, em várias condições de operação. Foram derivadas regras de utilização para funcionamento óptimo. Foi também estudado o impacto da forma dos pulsos do sinal no desempenho do dispositivo. De seguida, o MZI-SOA foi utilizado para realizar funcionalidades temporais ao nível do bit e do pacote. Foi investigada a operação de um conversor de multiplexagem por divisão no comprimento de onda para multiplexagem por divisão temporal óptica, experimentalmente e por simulação, e de um compressor e descompressor de pacotes, por simulação. Para este último, foi investigada a operação com o MZI-SOA baseado em amplificadores ópticos de semicondutor com geometria de poço quântico e ponto quântico. Foi também realizado experimentalmente um ermutador de intervalos temporais que explora o MZI-SOA como conversor de comprimento de onda e usa um banco de linhas de atraso ópticas para introduzir no sinal um atraso seleccionável. Por fim, foi estudado analiticamente, experimentalmente e por simulação o impacto de diafonia em redes ópticas em diversas situações. Extendeu-se um modelo analítico de cálculo de desempenho para contemplar sinais distorcidos e afectados por diafonia. Estudou-se o caso de sinais muito filtrados e afectados por diafonia e mostrou-se que, para determinar correctamente as penalidades que ocorrem, ambos os efeitos devem ser considerados simultaneamente e não em separado. Foi estudada a escalabilidade limitada por diafonia de um comutador de intervalos temporais baseado em MZI-SOA a operar como comutador espacial. Mostrou-se também que sinais afectados fortemente por não-linearidades podem causar penalidades de diafonia mais elevadas do que sinais não afectados por não-linearidades. Neste trabalho foi demonstrado que o MZI-SOA permite construir vários e pertinentes circuitos ópticos, funcionando como bloco fundamental de construção, tendo sido o seu desempenho analisado, desde o nível de componente até ao nível de sistema. Tendo em conta as vantagens e desvantagens do MZI-SOA e os desenvolvimentos recentes de outras tecnologias, foram sugeridos tópicos de investigação com o intuito de evoluir para as redes ópticas de nova geração.