842 resultados para Índice de refração
Resumo:
Esta tese dedicada aos sensores de fibra tica especificamente aos sensores baseados no fenmeno de ressonncia de plasmo de superfcie, SPR (Surface Plasmon Resonance), gerados em fibras ticas com configurao do tipo D, para aplicao em sensores refratomtricos. Numa primeira parte desta dissertao so descritos os aspetos tericos fundamentais para a compreenso dos fenmenos de ressonncia de plasmes de superfcie e a sua utilizao em sistemas sensores. Estes fenmenos ocorrem na superfcie de interface entre metais e outros meios materiais, sendo capazes de afetar as propriedades em reflexo e transmisso de uma onda eletromagntica incidente (feixe luminoso), de uma forma que fortemente dependente dos meios na proximidade do metal. Assim, a medio das propriedades do feixe luminoso, como por exemplo o comprimento de onda de ressonncia com SPR, permite monitorizar esses meios. Numa segunda fase foi implementada a simulao destes modelos, em COMSOL Multiphysics, que permitia no s a obteno dos espetros de transmisso dos fenmenos de ressonncia de plasmes de superfcie, mas tambm a obteno das distribuies do campo eltrico e magntico em funo das dimenses do sensor. O COMSOL permitiu tambm a obteno das curvas do deslocamento do comprimento de onda ressonante, perante variaes do ndice de refração exterior, da espessura do metal, da espessura da bainha e da espessura de outro elemento de elevado ndice de refração. A fase seguinte foi verificar que os resultados dos mtodos tericos para os diferentes parmetros de estudo eram semelhantes aos resultados obtidos no COMSOL. Conclui-se que com este programa possvel criar novos sensores em fibra tica, baseados em SPR, para melhorar e otimizar os parmetros de ressonncia e sensibilidade do sensor. A ltima fase do trabalho baseou-se na modelizao de uma fibra cuja configurao 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.
Resumo:
Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior (CAPES)
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Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico (CNPq)
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Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior (CAPES)
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O petrleo uma mistura complexa consistindo em um nmero muito grande de hidrocarbonetos. A descrio completa de todos os hidrocarbonetos existentes nessas misturas invivel experimentalmente ou consome tempo excessivo em simulaes computacionais. Por esta razo, uma abordagem molecular completa para clculos de propriedades dessas misturas substitudo por uma abordagem pseudo-componente ou por correlaes entre propriedades macroscpicas. Algumas dessas propriedades so utilizadas de acordo com a regulamentao de venda de combustveis, e.g., para gasolina. Dependendo do esquema de refino e do leo cru utilizado para produo desse combustvel, uma larga variedade de valores encontrada para as propriedades de correntes de processo que compe o combustvel final. A fim de planejar com preciso adequada a mistura dessas correntes, modelos devem estar disponveis para o clculo preciso das propriedades necessrias. Neste trabalho, oito sries de combustveis brasileiros e duas sries de combustveis estrangeiros foram analisadas: fraes de gasolina, querosene, gasleo e diesel. As propriedades analisadas para as fraes so: nmero de octano, teor de aromticos, teor de enxofre, ndice de refração, densidade, ponto de fulgor, ponto de fluidez, ponto de congelamento, ponto de nvoa, ponto de anilina, presso de vapor Reid e nmero de cetano. Diversas correlaes foram avaliadas e os melhores desempenhos foram destacados, permitindo uma estimao precisa das propriedades do combustvel avaliado. Um processo de re-estimao de parmetros foi aplicado e novos modelos foram ajustados em comparao com os dados experimentais. Esta estratgia permitiu uma estimativa mais exata das propriedades analisadas, sendo verificada por um aumento considervel no desempenho estatstico dos modelos. Alm disso, foi apresentado o melhor modelo para cada propriedade e cada srie
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Este trabalho de pesquisa descreve trs estudos de utilizao de mtodos quimiomtricos para a classificao e caracterizao de leos comestveis vegetais e seus parmetros de qualidade atravs das tcnicas de espectrometria de absoro molecular no infravermelho mdio com transformada de Fourier e de espectrometria no infravermelho prximo, e o monitoramento da qualidade e estabilidade oxidativa do iogurte usando espectrometria de fluorescncia molecular. O primeiro e segundo estudos visam classificao e caracterizao de parmetros de qualidade de leos comestveis vegetais utilizando espectrometria no infravermelho mdio com transformada de Fourier (FT-MIR) e no infravermelho prximo (NIR). O algoritmo de Kennard-Stone foi usado para a seleo do conjunto de validao aps anlise de componentes principais (PCA). A discriminao entre os leos de canola, girassol, milho e soja foi investigada usando SVM-DA, SIMCA e PLS-DA. A predio dos parmetros de qualidade, ndice de refração e densidade relativa dos leos, foi investigada usando os mtodos de calibrao multivariada dos mnimos quadrados parciais (PLS), iPLS e SVM para os dados de FT-MIR e NIR. Vrios tipos de pr-processamentos, primeira derivada, correo do sinal multiplicativo (MSC), dados centrados na mdia, correo do sinal ortogonal (OSC) e variao normal padro (SNV) foram utilizados, usando a raiz quadrada do erro mdio quadrtico de validao cruzada (RMSECV) e de predio (RMSEP) como parmetros de avaliao. A metodologia desenvolvida para determinao de ndice de refração e densidade relativa e classificao dos leos vegetais rpida e direta. O terceiro estudo visa avaliao da estabilidade oxidativa e qualidade do iogurte armazenado a 4C submetido luz direta e mantido no escuro, usando a anlise dos fatores paralelos (PARAFAC) na luminescncia exibida por trs fluorforos presentes no iogurte, onde pelo menos um deles est fortemente relacionado com as condies de armazenamento. O sinal fluorescente foi identificado pelo espectro de emisso e excitao das substncias fluorescentes puras, que foram sugeridas serem vitamina A, triptofano e riboflavina. Modelos de regresso baseados nos escores do PARAFAC para a riboflavina foram desenvolvidos usando os escores obtidos no primeiro dia como varivel dependente e os escores obtidos durante o armazenamento como varivel independente. Foi visvel o decaimento da curva analtica com o decurso do tempo da experimentao. Portanto, o teor de riboflavina pode ser considerado um bom indicador para a estabilidade do iogurte. Assim, possvel concluir que a espectroscopia de fluorescncia combinada com mtodos quimiomtricos um mtodo rpido para monitorar a estabilidade oxidativa e a qualidade do iogurte
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O biodiesel tem sido amplamente utilizado como uma fonte de energia renovvel, que contribui para a diminuio de demanda por diesel mineral. Portanto, existem vrias propriedades que devem ser monitoradas, a fim de produzir e distribuir biodiesel com a qualidade exigida. Neste trabalho, as propriedades fsicas do biodiesel, tais como massa especfica, ndice de refração e ponto de entupimento de filtro a frio foram medidas e associadas a espectrometria no infravermelho prximo (NIR) e espectrometria no infravermelho mdio (Mid-IR) utilizando ferramentas quimiomtricas. Os mtodos de regresso por mnimos quadrados parciais (PLS), regresso de mnimos quadrados parciais por intervalos (iPLS), e regresso por mquinas de vetor de suporte (SVM) com seleo de variveis por Algoritmo Gentico (GA) foram utilizadas para modelar as propriedades mencionadas. As amostras de biodiesel foram sintetizadas a partir de diferentes fontes, tais como canola, girassol, milho e soja. Amostras adicionais de biodiesel foram adquiridas de um fornecedor da regio sul do Brasil. Em primeiro lugar, o pr-processamento de correo de linha de base foi usado para normalizar os dados espectrais de NIR, seguidos de outros tipos de pr-processamentos que foram aplicados, tais como centralizao dos dados na mdia, 1 derivada e variao de padro normal. O melhor resultado para a previso do ponto de entupimento de filtro a frio foi utilizando os espectros de Mid-IR e o mtodo de regresso GA-SVM, com alto coeficiente de determinao da previso, R2Pred=0,96 e baixo valor da Raiz Quadrada do Erro Mdio Quadrtico da previso, RMSEP (C)= 0,6. Para o modelo de previso da massa especfica, o melhor resultado foi obtido utilizando os espectros de Mid-IR e regresso por PLS, com R2Pred=0,98 e RMSEP (g/cm3)= 0,0002. Quanto ao modelo de previso para o ndice de refração, o melhor resultado foi obtido utilizando os espectros de Mid-IR e regresso por PLS, com excelente R2Pred=0,98 e RMSEP= 0,0001. Para esses conjuntos de dados, o PLS e o SVM demonstraram sua robustez, apresentando-se como ferramentas teis para a previso das propriedades do biodiesel estudadas
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A evoluo nos sistemas digitais de comunicao est intrinsicamente relacionada ao desenvolvimento da tecnologia de fibras pticas. Desde a sua criao, na dcada de 60, inmeras pesquisas vem sendo realizadas com o intuito de aumentar a capacidade de informao transmitida, por meio da reduo da atenuao, controle da disperso cromtica e eliminao das no-linearidades. Neste contexto, as Fibras de Bragg surgem como uma estrutura de grande potencialidade para se minimizar tais inconvenientes. As fibras de Bragg possuem um mecanismo de operao diferente em relao s fibras tradicionais de suportar os modos confinados. Nelas, o ncleo possui um baixo ndice de refração, e a casca constituda por anis dieltricos de diferentes ndices de refração, alocados alternadamente. Para uma fibra de Bragg com ncleo oco, como a considerada neste trabalho, h perdas decorrentes dos modos de fuga. Portanto, a anlise da disperso destas estruturas se situa no plano complexo, tornando-a muito difcil. Esta dissertao ser fundamentada em uma estratgia imprescindvel anlise dos modos transversais TE0m, TM0m e dos hbridos. Os resultados encontrados so validados confrontando-os com os obtidos na literatura. O trabalho discutir as perdas e disperses dos modos citados, e os resultados obtidos podero nortear as pesquisas das fibras de Bragg.
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O objetivo deste trabalho foi estabelecer um modelo empregando-se ferramentas de regresso multivariada para a previso do teor em steres metlicos e, simultaneamente, de propriedades fsico-qumicas de misturas de leo de soja e biodiesel de soja. O modelo foi proposto a partir da correlao das propriedades de interesse com os espectros de reflectncia total atenuada no infravermelho mdio das misturas. Para a determinao dos teores de steres metlicos foi utilizada a cromatografia lquida de alta eficincia (HPLC), podendo esta ser uma tcnica alternativa aos mtodo de referncia que utilizam a cromatografia em fase gasosa (EN 14103 e EN 14105). As propriedades fsico-qumicas selecionadas foram ndice de refração, massa especfica e viscosidade. Para o estudo, foram preparadas 11 misturas com diferentes propores de biodiesel de soja e de leo de soja (0-100 % em massa de biodiesel de soja), em quintuplicata, totalizando 55 amostras. A regio do infravermelho estudada foi a faixa de 3801 a 650 cm-1. Os espectros foram submetidos aos pr-tratamentos de correo de sinal multiplicativo (MSC) e, em seguida, centralizao na mdia (MC). As propriedades de interesse foram submetidas ao autoescalamento. Em seguida foi aplicada anlise de componentes principais (PCA) com a finalidade de reduzir a dimensionalidade dos dados e detectar a presena de valores anmalos. Quando estes foram detectados, a amostra era descartada. Os dados originais foram submetidos ao algoritmo de Kennard-Stone dividindo-os em um conjunto de calibrao, para a construo do modelo, e um conjunto de validao, para verificar a sua confiabilidade. Os resultados mostraram que o modelo proposto por PLS2 (Mnimos Quadrados Parciais) foi capaz de se ajustar bem os dados de ndice de refração e de massa especfica, podendo ser observado um comportamento aleatrio dos erros, indicando a presena de homocedasticidade nos valores residuais, em outras palavras, o modelo construdo apresentou uma capacidade de previso para as propriedades de massa especfica e ndice de refração com 95% de confiana. A exatido do modelo foi tambm avaliada atravs da estimativa dos parmetros de regresso que so a inclinao e o intercepto pela Regio Conjunta da Elipse de Confiana (EJCR). Os resultados confirmaram que o modelo MIR-PLS desenvolvido foi capaz de prever, simultaneamente, as propriedades ndice de refração e massa especfica. Para os teores de teres metlicos determinados por HPLC, foi tambm desenvolvido um modelo MIR-PLS para correlacionar estes valores com os espectros de MIR, porm a qualidade do ajuste no foi to boa. Apesar disso, foi possvel mostrar que os dados podem ser modelados e correlacionados com os espectros de infravermelho utilizando calibrao multivariada
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Este trabalho focou-se no estudo do impacte das condies ambientais, de instalao e de utilizao na degradao da fibra tica, que frequentemente resultam na reduo do desempenho das fibras ticas. Entre este fatores, foram estudados os efeitos de ambientes agressivos para o revestimento da fibra, nomeadamente no tempo de vida e resistncia. Foi tambm estudado o efeito da propagao de sinais ticos de elevadas potncias em curvaturas apertadas e a sua influncia na degradao do desempenho da fibra tica. Ainda neste mbito, foi tambm estudado o desempenho de fibras ticas insensveis a curvtura e fibras dopadas com rbio, sendo analisada a dinmica do efeito rastilho nestas fibras. Como parte integrante das redes ticas, os conetores ticos so de extrema importncia na sua estrutura. O seu desempenho ser refletido na qualidade do servio da rede, e por isso determinante estudar os fatores que contribuem para a sua degradao e mau funcionamento. Assim, este trabalho apresenta um estudo do comportamento de conetores ticos perante situaes de mau manuseamento (como so limpeza insuficiente e degradao fsica da face final). Em adio foi tambm dado nfase reutilizao de fibra danificada pelo efeito rastilho no desenvolvimento de sensores, passveis de serem utilizados na monitorizao de ndice de refração, presso hidrosttica, tenso ou alta temperatura. Este procedimento surge como uma soluo de baixo custo para o desenvolvimento de sensores em fibra tica a partir de fibra danificada e inutilizvel para as suas habituais aplicaes em transmisso e/ou reflexo de sinais ticos.
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A fibra tica de plstico (POF) tem despertado um grande interesse nas comunicaes de banda larga em curtas distncias, devido sua simplicidade de instalao, grande flexibilidade e custo reduzido. Por estas razes consiste numa boa alternativa ao cabo coaxial, de par entrelaado ou mesmo fibra tica de slica (GOF) multimodo. As POFs trabalham na regio do visvel do espectro eletromagntico ao contrrio das GOFs que operam no infravermelho. O valor do ndice de refração do ncleo de uma POF depende do tipo de material constituinte, em que o mais comum o polimetilmetacrilato (PMMA) e o polmero de flor (PF). O perfil do ndice de refração do ncleo pode ser ndice em degrau (SI) ou ndice gradual (GI). Por serem constitudas por materiais polimricos, a atenuao e disperso do sinal muito maior do que nas GOFs, levando a que s possam ser utilizadas em ligaes de distncias inferiores a 1 km. De forma a fazer a anlise do desempenho de sistemas de comunicao tica com POF, foi utilizado o software de simulao VPIphotonics com o qual se fez a parametrizao dos componentes, nomeadamente a fonte tica, a fibra e o fotodetetor. A qualidade do sinal foi analisada atravs de figuras de mrito como o BER, o diagrama de olho, o diagrama da constelao QAM e o EVM. Dos resultados obtidos concluiu-se que a POF Lucina a que apresenta o melhor desempenho para transmisso de dados com elevados dbitos binrios (at 40 Gbps), devido a ser constituda por PF e ter um perfil do ndice de refração do ncleo do tipo GI. Como tal, esta POF foi escolhida para se implementar na simulao de uma arquitetura DVB-c FTTH, juntamente com uma GOF monomodo, onde os sinais QAM transmitidos a partir da central do operador foram recebidos com sucesso na casa do cliente.
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Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento e a aplicao de mtodos de caracterizao de filmes pticos, associados sua estrutura inomognea ou anisotrpica. Os materiais estudados so guias pticos planares e filmes compsitos com propriedades pticas no-lineares. Esses materiais so relevantes para aplicaes na rea de optoeletrnica e ptica integrada. O trabalho dividido em duas partes principais. A primeira parte dedicada caracterizao de guias de onda planares produzidos por troca inica, vidros dopados com ons de Ag e/ou K, atravs de um e/ou dois processos de troca. O perfil de ndice de refração estudado atravs da tcnica de Modos Guiados, uma tcnica ptica empregada tradicionalmente em guias desse tipo. Em complementao a essa medida ptica, so realizadas medidas do perfil de concentrao do on dopante, empregando as tcnicas de RBS e EDS. dedicado um interesse especial pela regio prxima superfcie da amostra, a regio crtica na anlise por Modos Guiados. Os mtodos de Abels-Hacskaylo e de Brewster-Pfund so estendidos a esses guias inomogneos, permitindo a medida direta do valor do ndice de refração superficial. Essa informao e os dados obtidos por Modos Guiados permitem a determinao de um perfil de ndice de refração mais acurado ao longo da profundidade do guia. A segunda parte dedicada ao estudo de materiais compsitos: filmes finos constitudos por uma matriz (silicato, silicato + PVP, e PMMA) dopada com molculas orgnicas que apresentam propriedades pticas no-lineares de segunda ordem (PNA, DR-1 e HBO-BO6). Nessas amostras, aplicado um campo eltrico de alta voltagem (efeito corona), gerando um alinhamento dos cromforos dopantes. Essa mudana na simetria estrutural do material, de isotrpica para uniaxial, observada atravs da assimetria correspondente no valor do ndice de refração (birrefringncia). O valor da birrefringncia induzida obtido atravs da medida da variao da refletncia de luz pelo material, auxiliada por medidas prvias das constantes pticas do material por Elipsometria.
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Amostras de leo vegetal foram preparadas na forma de microemulso de gua em leo (w/o) utilizando dodecil sulfato de sdio (SDS) como surfactante e um lcool como co-surfactante. As microemulses foram caracterizadas atravs de medidas de viscosidade, ndice de refração, condutividade eltrica, espalhamento de luz dinmico e voltametria. Ensaios preliminares para a quantificao de analitos por anlise direta foram realizados por voltametria linear e eletroforese capilar. As microemulses de gua em leo de soja apresentaram gotculas de dimenses nanomtricas e estabilidade termodinmica dependente da temperatura, da concentrao dos eletrlitos dissolvidos e da natureza do co-surfactante empregado. Por outro lado, o raio hidrodinmico das gotculas (Rh) diminui com o aumento da temperatura. Quanto aos valores de condutividade, maiores do que os obtidos para o leo de soja e para a gua deionizada, aumentam com a temperatura, na faixa de 20 a 65 oC, e com o teor de gua na microemulso, entre 5 e 7,5 % de gua. A maior estabilidade termodinmica foi alcanada para uma microemulso contendo 40,0 % de leo, 43,2 % de pentanol, 10,8 % de SDS e 6,0 % de gua, em massa, na razo 1:4 [SDS]:[lcool] Medidas voltamtricas com um ultramicroeletrodo de Pt em microemulses contendo ferroceno ou cido olico dissolvidos evidenciaram a dependncia linear das correntes limite andica e catdica com a concentrao da espcie eletroativa. J a oxidao do ferroceno por voltametria cclica, usando o mesmo ultramicroeletrodo, mostrou que a diminuio dos coeficientes de difuso nestes meios permite realizar medidas em estado transiente, empregando velocidades convencionais de varredura em potencial. Experimentos por cromatografia eletrocintica em microemulso reversa (RMEEKC) com n-pentanol como fase contnua permitiram a separao de solutos neutros e aninicos em amostras de leo vegetal e gordura animal. Finalmente, foi desenvolvido um procedimento rpido para a separao e identificao dos biofenis presentes em leos, utilizando como eletrlito de corrida uma mistura de metanol e 1-propanol contendo KOH. Os resultados evidenciam a possibilidade de anlise direta de leos vegetais empregando mtodos eletroanalticos em microemulses w/o, e mtodos por eletroforese capilar, quer em microemulses, quer em meio no aquoso.
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Effects of a Cordia salicifolia (porangaba) extract on the labeling of blood cells (BCs) with technetium-99m ((99m)Tc) and on the morphology of red BCs were evaluated. Labeling of cellular and molecular structures with (99m)Tc depends on a reducing agent. Some physical characteristics, as visible absorbance spectrum, electric conductivity, and refractive index of this porangaba extract, were also determined. Blood samples from Wistar rats were incubated with porangaba extract or with 0.9% NaCl (control). Labeling of blood constituents with (99m)Tc was performed. Plasma (P) and BCs, both soluble (SF-P and SF-BC) and insoluble (IF-P and IF-BC) fractions, were separated. The radioactivity in each fraction was counted, and the percentage of radioactivity incorporated (%ATI) was calculated. Blood smears were prepared, fixed, and stained, and the morphology of the red BCs was evaluated. Data showed an absorbance peak at 480 nm and electric conductibility and refractive index concentration-dependent. Porangaba extract decreased significantly (P < .05) the BC, IF-P, and IF-BC %ATI, and no modifications were verified on the shape of red BCs. Analysis of the results reveals that some physical parameters could be useful to aid in characterizing the extract studied. Moreover, it is possible that chemical compounds of this extract could have chelating/redox actions or be capable of binding to plasma and/or cellular proteins
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The composition of petroleum may change from well to well and its resulting characteristics influence significantly the refine products. Therefore, it is important to characterize the oil in order to know its properties and send it adequately for processing. Since petroleum is a multicomponent mixture, the use of synthetic mixtures that are representative of oil fractions provides a better understand of the real mixture behavior. One way for characterization is usually obtained through correlation of physico-chemical properties of easy measurement, such as density, specific gravity, viscosity, and refractive index. In this work new measurements were obtained for density, specific gravity, viscosity, and refractive index of the following binary mixtures: n-heptane + hexadecane, cyclohexane + hexadecane, and benzene + hexadecane. These measurements were accomplished at low pressure and temperatures in the range 288.15 K to 310.95 K. These data were applied in the development of a new method of oil characterization. Furthermore, a series of measurements of density at high pressure and temperature of the binary mixture cyclohexane + n-hexadecane were performed. The ranges of pressure and temperature were 6.895 to 62.053 MPa and 318.15 to 413.15 K, respectively. Based on these experimental data of compressed liquid mixtures, a thermodynamic modeling was proposed using the Peng-Robinson equation of state (EOS). The EOS was modified with scaling of volume and a relatively reduced number of parameters were employed. The results were satisfactory demonstrating accuracy not only for density data, but also for isobaric thermal expansion and isothermal compressibility coefficients. This thesis aims to contribute in a scientific manner to the technological problem of refining heavy fractions of oil. This problem was treated in two steps, i.e., characterization and search of the processes that can produce streams with economical interest, such as solvent extraction at high pressure and temperature. In order to determine phase equilibrium data in these conditions, conceptual projects of two new experimental apparatus were developed. These devices consist of cells of variable volume together with a analytical static device. Therefore, this thesis contributed with the subject of characterization of hydrocarbons mixtures and with development of equilibrium cells operating at high pressure and temperature. These contributions are focused on the technological problem of refining heavy oil fractions
