Conformación de Superficies Reflectoras de Sistemas Dobles de Tipo Offset con Alimentadores descritos en Campo Próximo

This work discusses an iterative procedure of shaping offset dual-reflector antennas based on geometrical optics considering both far-field and near-field measurements of amplitude and phase from the feed horn. The surfaces synthesized will transform a known radiation field of a feed to a desired aperture distribution. This technique is applied for both circular and elliptical apertures and has the advantage to simplify the problem compared with existing techniques based on solving nonlinear differential equations. A MATLAB tool has been developed to implement the shaping algorithms. This procedure is applied for the design of a 1.1 m high-gain antenna for the ESA’s Solar Orbiter spacecraft. This antenna operating at X-band will manage high data rate and high efficiency communications with Earth stations.

Analysis of modified bowtie nanoantennas in the excitation and emission regimes

In this work, we analyze modified bowtie nanoantennas with polynomial sides in the excitation and emission regimes. In the excitation regime, the antennas are illuminated by an incident plane wave, and in the emission regime, the excitation is fulfilled by infinitesimal electric dipole positioned in the gap of the nanoantennas. Several antennas with different sizes and polynomial order were numerically analyzed by method of moments. The results show that these novel antennas possess a controllable resonance by the polynomial order and good characteristics of near field enhancement and confinement for applications in enhancement of spontaneous emission of a single molecule.

Lanthanide oxide nanotubes and nanorods: synthesis, processing, luminescence and catalytic properties

Esta tese relata estudos de síntese, caracterização da estrutura e das propriedades de fotoluminescência e aplicações de nanotubos e nanobastonetes de óxidos de lantanídeos em pontas para microscopia de força atómica, catálise heterogénea e compósitos de base polimérica. Há um interesse crescente em compreender como o confinamento quântico decorrente da redução do tamanho de partícula pode influenciar a eficiência da luminescência, a dinâmica dos estados excitados, a transferência de energia e os efeitos de termalização de nanoluminóforos. Em nanocristais dopados com lantanídeos (Ln3+), e apesar da localização dos estados 4f, ocorrem efeitos de confinamento quântico via interacção com os modos vibracionais da rede. Em particular, a termalização anómala, descrita para uma variedade de nanocristais dopados com Ln3+, tem sido atribuída à ausência de modos vibracionais de menor frequência. Este nanoconfinamento pode ter impacto na dinâmica da luminescência, bem como na transferência de energia mediada por modos vibracionais e processos de upconversion. Nesta tese, relata-se o estudo deste efeito em nanotubos de Gd2O3:Eu3+. A influência de parâmetros como a concentração de európio e as condições de calcinação também foi investigada. Algumas aplicações destes óxidos de lantanídeos também foram exploradas, nomeadamente a modificação de pontas usadas em microscopia de força atómica com nanobastonetes de Gd2O3:Eu3+, lograda através de dielectroforese, técnica que não degrada a emissão de luz (rendimento quântico 0.47). As pontas modificadas são estáveis sob condições de trabalho, podendo ser aplicadas, por exemplo, em microscopia óptica de varrimento de campo próximo (SNOM). A oxidação em fase líquida do etilbenzendo foi investigada usando como catalisador nanotubos de CeO2, em presença dos oxidantes hidroperóxido de t-butilo e H2O2, e do solvente acetonitrilo, e temperaturas entre 55 e 105 ºC. Nanobastonetes de Gd2O3:Eu3+ recobertos com sílica foram preparados pelo método sol-gel. Esta cobertura resultou num aumento, quer do rendimento quântico de emissão, de 0.51 para 0.86 (excitação a 255 nm), quer dos tempos de vida,de 1.43 para 1.80 ms (excitação a 394.4 nm). A superfície dos nanotubos cobertos com sílica foi modificada com o agente de acoplamento metacrilato de 3-(trimetoxissilil)propilo que permitiu a preparação de compósitos através da subsequente polimerização in-situ do estireno por técnicas de miniemulsão e solução. ABSTRACT: This thesis reports on the synthesis, characterisation of the structure and photoluminescence properties, and applications of nanotubes and nanorods of lanthanides oxides in atomic force microscopy tips, heterogeneous catalysis and polymer-base composites. There is a growing interest in understanding how size-dependent quantum confinement affects the photoluminescence efficiency, excited-state dynamics, energy-transfer and thermalisation phenomena in nanophosphors. For lanthanide (Ln3+)-doped nanocrystals, and despite the localisation of the 4f states, confinement effects are induced mostly via electron-phonon interactions. In particular, the anomalous thermalisation reported for a handful of Ln3+-doped nanocrystals has been rationalised by the absence of lowfrequency phonon modes. This nanoconfinement may further impact on the Ln3+ luminescence dynamics, such as phonon-assisted energy transfer or upconversion processes. Here, this effect is investigated in Gd2O3:Eu3+ nanotubes. The influence of parameters such as europium concentration and calcination procedure is also studied. Some applications of these lanthanides oxides have been explored, for instance the modification of atomic force microscopy tips with photoluminescent Gd2O3:Eu3+ nanorods, using dielectrophoresis, a technique which preserves the red emission of the nanorods (quantum yield 0.47). The modified tips are stable under working conditions and may find applications in scanning near-field optical microscopy. The liquid-phase oxidation of ethylbenzene over CeO2 nanotubes has been investigated, using tert-butyl-hydroperoxide and H2O2 as the oxidising agents, and acetonitrile as the solvent, in the range 55-105 ºC. Gd2O3:Eu3+ nanorods have been coated with silica via a sol-gel approach. The silica coating increases both, the Eu3+ absolute emission quantum yields from 0.51 to 0.86 (255 nm excitation), and decay times from 1.43 to 1.80 ms (394.4 nm excitation). The silica coating was modified with 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate and, subsequently, composites have been prepared by in-situ radical polymerisation of styrene via miniemulsion and solution routes.

Effects of the climatic factors and anthropogenic actions in the Ria de Aveiro

A compreensão dos impactes das alterações climáticas é fundamental para a gestão a longo do prazo dos ecossistemas estuarinos. Esta compreensão só poderá ser efectiva considerando a variabilidade climática natural e o papel relativo das intervenções antropogénicas nestes ecossistemas. Assim, a presente dissertação analisa a influência das alterações climáticas e pressões antropogénicas na qualidade da água e dinâmica ecológica da Ria de Aveiro com base numa abordagem integrada, que combinou a análise de séries temporais dos últimos 25 anos e a modelação numérica de elevada resolução de cenários futuros de alterações climáticas e intervenções antropogénicas. A componente de modelação de qualidade da água e ecológica foi melhorada a vários níveis. A análise de sensibilidade do modelo 3D hidrodinâmicoecológico ECO-SELFE aplicado à Ria de Aveiro e a revisão das constantes de semi-saturação para absorção de nutrientes pelo fitoplâncton contribuíram para a precisão e robustez das aplicações. A concentração do fitoplâncton foi significativamente influenciada pelas taxas de crescimento do fitoplâncton e de mortalidade e excreção do zooplâncton, e apresentou uma sensibilidade reduzida à variação das constantes de semi-saturação na gama identificada para as diatomáceas. O acoplamento do ECO-SELFE a um modelo de campo próximo e a integração do ciclo do oxigénio aumentaram a sua capacidade de representação dos processos e das escalas espaciais relevantes. A validação do ECO-SELFE foi realizada com base num conjunto de campanhas específicas realizadas no canal de Mira. Os padrões espaciais e temporais observados para as várias variáveis (clorofila a, nutrientes, oxigénio dissolvido, salinidade, temperatura da água, correntes e níveis) foram simulados com erros menores ou semelhantes aos obtidos neste tipo de aplicações. A análise dos padrões de variabilidade espacial e temporal da qualidade da água e ecológica na Ria de Aveiro a diferentes escalas, efectuada com base nos dados históricos de 1985 a 2010 complementados pelas campanhas realizadas, sugeriu uma influência combinada da variabilidade climática e das acções antropogénicas. Os cenários futuros de alterações climáticas e intervenções antropogénicas simulados evidenciaram uma influência mais significativa das alterações climáticas quando comparadas com os efeitos das acções antropogénicas analisadas. As variações mais significativas são previstas para os cenários de subida do nível do mar, seguidos dos cenários de alterações dos regimes hidrológicos, evidenciando o papel da circulação (maré e caudal fluvial) no estabelecimento da qualidade da água e dinâmica ecológica na laguna. Para os cenários de subida do nível do mar são previstos decréscimos significativos da clorofila a e dos nutrientes a jusante e nas zonas intermédias do canal, e um aumento significativo da salinidade a montante. Estas alterações poderão favorecer modificações da composição e distribuição das comunidades, afectando a cadeia alimentar e causando uma progressão para montante de espécies marinhas. Os resultados sugerem ainda que os efeitos poderão ser mais significativos em estuários pouco profundos.

Estágios iniciais de aglomerados estelares

Analisamos aglomeradosimersosem nuvens moleculares, os quais são fundamentais para a compreensão dos estágios evolutivos iniciais da formação estelar. Na presente tese exploramos principalmente objetos associados a nebulosas de reflexão. Os objetos que estão no foco central do nosso estudo são possíveis aglomerados presentes na direção de nebulosas de reflexãoou emissão,já apontados pelos trabalhos de Bica et aI. (2003b) e Dutra et alo (2003). No estudo desses sistemas utilizamos principalmente dados do Catálogo 2MASS. A análise fotométrica é baseada em diagramas cor-magnitude e cor-cor, juntamente com isócronas teóricas de pré-seqüência-principaI. A distribuição angular de densidade superficial de estrelas no aglomerado e no campo próximo é um outro método de análise utilizado. Através da análise fotométrica e espectroscópica obtivemos os parâmetros físicos fundamentais dos aglomerados. Com base na emissão de estrelas na banda Ks realizamos uma busca por novos aglomerados imersos. A busca foi orientada na direção central de 47 nebulosas no ótico selecionadas a partir do Catálogo de Dutra et aI. (2003), varrendo um raio angular de r = 10' para cada direção. A busca resultou na descoberta de um aglomerado imerso ainda não catalogado, e aqueles já catalogados foram redescobertos. Neste trabalho obtivemos parâmetros físicos para mais de 30 aglomerados imersos. O raio linear derivado para esses objetos situa-se na faixa de 0,3 a 0,9 pc e o número de estrelas membros detectadas fica geralmente na faixa de 20 a 50 A idade média derivada para a amostra indica uma população bastante jovem. A maior parte dos aglomerados possui uma idade de 1 a 2 milhões de anos. Em nossa amostra o objeto mais massivo encontrado possui uma massa estimada de ~ 200M<=).Entretanto, a maioria dos aglomerados possui massa estimada na faixa de ~ 20M<=)a ~ 60M<=).Os valores de massa total para cada aglomerado não possuem uma correlação aparente com o ambiente da nebulosa. Os aglomerados imersos associados a nebulosas em ambientes de complexo HII podem apresentar massas tão baixas quanto aqueles associados a nebulosas de reflexão. Estes sistemas estelares provavelmente não apresentam estrelas com massas superiores àquela de uma estrela com tipo espectral B. Finalmente, estudamos um aglomerado imerso contendo uma estrela OV, o aglomerado NGC 2264. Obtivemos uma função de massa inicial (FMI) para o aglomerado NGC 2264 a partir de 346 fontes de raio-X detectadas pelo CHANDRA com contrapartida no infra-vermelho. A FMI derivada inclui massas estelares acima de M = O,03M<=). Em comparação com a FMI da vizinhança solar existe uma deficiência de estrelas de baixa massa para M < O,3M<=). As massas estimadas para os objetos analisados indicam que eles são sistemas estelares não-ligados gravitacionalmente. A maioria dos aglomerados de nossa amostra possui massa inferior a 100M<=)e está associada a nebulosas de reflexão. A formação de estrelas do tipo O em aglomerados imersos não-ligados gravitacionalmente não parece ser freqüente, segundo nossos resultados.

Caracterização química e toxicológica da água produzida descartada em plataformas de óleo e gás na costa brasileira e seu comportamento dispersivo no mar

The production of oil and gas is usually accompanied by the production of water, also known as produced water. Studies were conducted in platforms that discharge produced water in the Atlantic Ocean due to oil and gas production by Petrobras from 1996 to 2006 in the following basins: Santos (Brazilian south region), Campos (Brazilian southeast region) and Ceara (Brazilian northeast region). This study encompasses chemical composition, toxicological effects, discharge volumes, and produced water behavior after releasing in the ocean, including dispersion plumes modeling and monitoring data of the marine environment. The concentration medians for a sampling of 50 samples were: ammonia (70 mg L-1), boron (1.3 mg L1), iron (7.4 mg L-1), BTEX (4.6 mg L-1), PAH (0.53 mg L-1), TPH (28 mg L-1); phenols (1.3 mg L-1) and radioisotopes (0.15 Bq L-1 for 226Ra and 0.09 Bq L-1 for 228Ra). The concentrations of the organic and inorganic parameters observed for the Brazilian platforms were similar to the international reference data for the produced water in the North Sea and in other regions of the world. It was found significant differences in concentrations of the following parameters: BTEX (p<0.0001), phenols (p=0.0212), boron (p<0.0001), iron (p<0.0001) and toxicological response in sea urchin Lytechinus variegatus (p<0.0001) when considering two distinguished groups, platforms from southeast and northeast Region (PCR-1). Significant differences were not observed among the other parameters. In platforms with large gas production, the monoaromatic concentrations (BTEX from 15.8 to 21.6 mg L-1) and phenols (from 2 to 83 mg L-1) were higher than in oil plataforms (median concentrations of BTEX were 4.6 mg L-1 for n=53, and of phenols were 1.3 mg L-1 for n=46). It was also conducted a study about the influence of dispersion plumes of produced water in the vicinity of six platforms of oil and gas production (P-26, PPG-1, PCR-1, P-32, SS-06), and in a hypothetical critical scenario using the chemical characteristics of each effluent. Through this study, using CORMIX and CHEMMAP models for dispersion plumes simulation of the produced water discharges, it was possible to obtain the dilution dimension in the ocean after those discharges. The dispersion plumes of the produced water modelling in field vicinity showed dilutions of 700 to 900 times for the first 30-40 meters from the platform PCR-1 discharge point; 100 times for the platform P-32, with 30 meters of distance; 150 times for the platform P-26, with 40 meters of distance; 100 times for the platform PPG-1, with 130 meters of distance; 280 to 350 times for the platform SS-06, with 130 meters of distance, 100 times for the hypothetical critical scenario, with the 130 meters of distance. The dilutions continue in the far field, and with the results of the simulations, it was possible to verify that all the parameters presented concentrations bellow the maximum values established by Brazilian legislation for seawater (CONAMA 357/05 - Class 1), before the 500 meters distance of the discharge point. These results were in agreement with the field measurements. Although, in general results for the Brazilian produced water presented toxicological effects for marine organisms, it was verified that dilutions of 100 times were sufficient for not causing toxicological responses. Field monitoring data of the seawater around the Pargo, Pampo and PCR-1 platforms did not demonstrate toxicity in the seawater close to these platforms. The results of environmental monitoring in seawater and sediments proved that alterations were not detected for environmental quality in areas under direct influence of the oil production activities in the Campos and Ceara Basin, as according to results obtained in the dispersion plume modelling for the produced water discharge

Caracterização química e toxicológica da água produzida descartada em plataformas de óleo e gás na costa brasileira e seu comportamento dispersivo no mar

The production of oil and gas is usually accompanied by the production of water, also known as produced water. Studies were conducted in platforms that discharge produced water in the Atlantic Ocean due to oil and gas production by Petrobras from 1996 to 2006 in the following basins: Santos (Brazilian south region), Campos (Brazilian southeast region) and Ceara (Brazilian northeast region). This study encompasses chemical composition, toxicological effects, discharge volumes, and produced water behavior after releasing in the ocean, including dispersion plumes modeling and monitoring data of the marine environment. The concentration medians for a sampling of 50 samples were: ammonia (70 mg L-1), boron (1.3 mg L1), iron (7.4 mg L-1), BTEX (4.6 mg L-1), PAH (0.53 mg L-1), TPH (28 mg L-1); phenols (1.3 mg L-1) and radioisotopes (0.15 Bq L-1 for 226Ra and 0.09 Bq L-1 for 228Ra). The concentrations of the organic and inorganic parameters observed for the Brazilian platforms were similar to the international reference data for the produced water in the North Sea and in other regions of the world. It was found significant differences in concentrations of the following parameters: BTEX (p<0.0001), phenols (p=0.0212), boron (p<0.0001), iron (p<0.0001) and toxicological response in sea urchin Lytechinus variegatus (p<0.0001) when considering two distinguished groups, platforms from southeast and northeast Region (PCR-1). Significant differences were not observed among the other parameters. In platforms with large gas production, the monoaromatic concentrations (BTEX from 15.8 to 21.6 mg L-1) and phenols (from 2 to 83 mg L-1) were higher than in oil plataforms (median concentrations of BTEX were 4.6 mg L-1 for n=53, and of phenols were 1.3 mg L-1 for n=46). It was also conducted a study about the influence of dispersion plumes of produced water in the vicinity of six platforms of oil and gas production (P-26, PPG-1, PCR-1, P-32, SS-06), and in a hypothetical critical scenario using the chemical characteristics of each effluent. Through this study, using CORMIX and CHEMMAP models for dispersion plumes simulation of the produced water discharges, it was possible to obtain the dilution dimension in the ocean after those discharges. The dispersion plumes of the produced water modelling in field vicinity showed dilutions of 700 to 900 times for the first 30-40 meters from the platform PCR-1 discharge point; 100 times for the platform P-32, with 30 meters of distance; 150 times for the platform P-26, with 40 meters of distance; 100 times for the platform PPG-1, with 130 meters of distance; 280 to 350 times for the platform SS-06, with 130 meters of distance, 100 times for the hypothetical critical scenario, with the 130 meters of distance. The dilutions continue in the far field, and with the results of the simulations, it was possible to verify that all the parameters presented concentrations bellow the maximum values established by Brazilian legislation for seawater (CONAMA 357/05 - Class 1), before the 500 meters distance of the discharge point. These results were in agreement with the field measurements. Although, in general results for the Brazilian produced water presented toxicological effects for marine organisms, it was verified that dilutions of 100 times were sufficient for not causing toxicological responses. Field monitoring data of the seawater around the Pargo, Pampo and PCR-1 platforms did not demonstrate toxicity in the seawater close to these platforms. The results of environmental monitoring in seawater and sediments proved that alterations were not detected for environmental quality in areas under direct influence of the oil production activities in the Campos and Ceara Basin, as according to results obtained in the dispersion plume modelling for the produced water discharge

Desenvolvimento de um algoritmo computacional MoM 3D aplicado em nanoplasmônica

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um algoritmo computacional para análise do espalhamento eletromagnético de nanoestruturas plasmônicas isoladas. O Método dos Momentos tridimensional (MoM-3D) foi utilizado para resolver numericamente a equação integral do campo elétrico, e o modelo de Lorentz-Drude foi usado para representar a permissividade complexa das nanoestruturas metálicas. Baseado nesta modelagem matemática, um algoritmo computacional escrito em linguagem C foi desenvolvido. Como exemplo de aplicação e validação do código, dois problemas clássicos de espalhamento eletromagnético de nanopartículas metálicas foram analisados: nanoesfera e nanobarra, onde foram calculadas a resposta espectral e a distribuição do campo próximo. Os resultados obtidos foram comparados com resultados calculados por outros modelos e observou-se uma boa concordância e convergência entre eles.

Comparative analysis of circular and triangular gold nanodisks for field enhancement applications

ABSTRACT: In this paper, we present a quantitative comparison of circular and triangular gold nanodisks with the same length and thickness. The method of moments is used to solve numerically the scattering problem. With this model, we investigate the spatial near field distribution, spectral response, far field diagrams, and bandwidth wavelength of these particles. Our results show that the resonant wavelength and the near field enhancement and confinement of the triangular particle are larger than those for the circular particle, but the resonance bandwidth and scattering cross section of the triangular particle are smaller.

Condutividade elétrica complexa de rochas

Foram realizadas medidas em laboratório da condutividade elétrica complexa de 28 amostras de testemunhos de sondagem de três furos da área MM1-Alvo 1, Distrito dos Carajás, com o objetivo de auxiliar na interpretação de dados geofísicos de campo, obtidos com os métodos polarização induzida/resistividade e eletromagnético/AFMAG, aplicados na área. As medidas foram tomadas no intervalo de frequências de 10^-3Hz a 10⁴Hz, medindo-se a amplitude e a fase da condutância. O método empregado foi o de medida direta de impedância, utilizando-se um osciloscópio com memória, um gerador de sinais e dois pré-amplificadores diferenciais com alta impedância de entrada. O sistema de eletrodos escolhido para realizar as medidas foi o de 2 eletrodos de platina-platinizada em virtude de sua resposta de frequência ser plana no intervalo utilizado. Todas as medidas foram realizadas à temperatura constante de 24°C ± 1°C. Para interpretar as medidas de condutividade foi realizado estudo petrográfico das amostras, utilizando-se lâminas delgadas, seções polidas e difração de Raios-X. Foi determinado o teor de cobre, sob a forma de sulfeto, nas amostras utilizando-se o método de absorção atômica. Os resultados petrográficos permitiram classificar as amostras em cinco grupos distintos: granito, biotita-xisto, anfibolito, anfibólio-xisto e quartzito ferruginoso-formação ferrífera. O teor de cobre foi variável nos cinco grupos, havendo teores desde 50ppm até 6000ppm. Nas medidas de condutividade observou-se que, dentre os cinco grupos, as amostras da formação ferrífera apresentaram as maiores variações com a frequência. As amostras de granito tiveram espectro mais plano que as dos xistos e anfibolito. A conclusão a que se chegou é que as anomalias eletromagnéticas e de polarização induzida/resistividade observadas no campo próximo aos três furos (F₁, F₂, F₃) são devidas principalmgnte a formação ferrífera magnetitica, a secundariamente à mineralização de baixo teor de calcopirita associada.

Contribution to the quality improvement of the antenna measurement using post-processing techniques = Contribución a la mejora de la calidad de medida de antena usando técnicas de post-procesado

One important task in the design of an antenna is to carry out an analysis to find out the characteristics of the antenna that best fulfills the specifications fixed by the application. After that, a prototype is manufactured and the next stage in design process is to check if the radiation pattern differs from the designed one. Besides the radiation pattern, other radiation parameters like directivity, gain, impedance, beamwidth, efficiency, polarization, etc. must be also evaluated. For this purpose, accurate antenna measurement techniques are needed in order to know exactly the actual electromagnetic behavior of the antenna under test. Due to this fact, most of the measurements are performed in anechoic chambers, which are closed areas, normally shielded, covered by electromagnetic absorbing material, that simulate free space propagation conditions, due to the absorption of the radiation absorbing material. Moreover, these facilities can be employed independently of the weather conditions and allow measurements free from interferences. Despite all the advantages of the anechoic chambers, the results obtained both from far-field measurements and near-field measurements are inevitably affected by errors. Thus, the main objective of this Thesis is to propose algorithms to improve the quality of the results obtained in antenna measurements by using post-processing techniques and without requiring additional measurements. First, a deep revision work of the state of the art has been made in order to give a general vision of the possibilities to characterize or to reduce the effects of errors in antenna measurements. Later, new methods to reduce the unwanted effects of four of the most commons errors in antenna measurements are described and theoretical and numerically validated. The basis of all them is the same, to perform a transformation from the measurement surface to another domain where there is enough information to easily remove the contribution of the errors. The four errors analyzed are noise, reflections, truncation errors and leakage and the tools used to suppress them are mainly source reconstruction techniques, spatial and modal filtering and iterative algorithms to extrapolate functions. Therefore, the main idea of all the methods is to modify the classical near-field-to-far-field transformations by including additional steps with which errors can be greatly suppressed. Moreover, the proposed methods are not computationally complex and, because they are applied in post-processing, additional measurements are not required. The noise is the most widely studied error in this Thesis, proposing a total of three alternatives to filter out an important noise contribution before obtaining the far-field pattern. The first one is based on a modal filtering. The second alternative uses a source reconstruction technique to obtain the extreme near-field where it is possible to apply a spatial filtering. The last one is to back-propagate the measured field to a surface with the same geometry than the measurement surface but closer to the AUT and then to apply also a spatial filtering. All the alternatives are analyzed in the three most common near-field systems, including comprehensive noise statistical analyses in order to deduce the signal-to-noise ratio improvement achieved in each case. The method to suppress reflections in antenna measurements is also based on a source reconstruction technique and the main idea is to reconstruct the field over a surface larger than the antenna aperture in order to be able to identify and later suppress the virtual sources related to the reflective waves. The truncation error presents in the results obtained from planar, cylindrical and partial spherical near-field measurements is the third error analyzed in this Thesis. The method to reduce this error is based on an iterative algorithm to extrapolate the reliable region of the far-field pattern from the knowledge of the field distribution on the AUT plane. The proper termination point of this iterative algorithm as well as other critical aspects of the method are also studied. The last part of this work is dedicated to the detection and suppression of the two most common leakage sources in antenna measurements. A first method tries to estimate the leakage bias constant added by the receiver’s quadrature detector to every near-field data and then suppress its effect on the far-field pattern. The second method can be divided into two parts; the first one to find the position of the faulty component that radiates or receives unwanted radiation, making easier its identification within the measurement environment and its later substitution; and the second part of this method is able to computationally remove the leakage effect without requiring the substitution of the faulty component. Resumen Una tarea importante en el diseño de una antena es llevar a cabo un análisis para averiguar las características de la antena que mejor cumple las especificaciones fijadas por la aplicación. Después de esto, se fabrica un prototipo de la antena y el siguiente paso en el proceso de diseño es comprobar si el patrón de radiación difiere del diseñado. Además del patrón de radiación, otros parámetros de radiación como la directividad, la ganancia, impedancia, ancho de haz, eficiencia, polarización, etc. deben ser también evaluados. Para lograr este propósito, se necesitan técnicas de medida de antenas muy precisas con el fin de saber exactamente el comportamiento electromagnético real de la antena bajo prueba. Debido a esto, la mayoría de las medidas se realizan en cámaras anecoicas, que son áreas cerradas, normalmente revestidas, cubiertas con material absorbente electromagnético. Además, estas instalaciones se pueden emplear independientemente de las condiciones climatológicas y permiten realizar medidas libres de interferencias. A pesar de todas las ventajas de las cámaras anecoicas, los resultados obtenidos tanto en medidas en campo lejano como en medidas en campo próximo están inevitablemente afectados por errores. Así, el principal objetivo de esta Tesis es proponer algoritmos para mejorar la calidad de los resultados obtenidos en medida de antenas mediante el uso de técnicas de post-procesado. Primeramente, se ha realizado un profundo trabajo de revisión del estado del arte con el fin de dar una visión general de las posibilidades para caracterizar o reducir los efectos de errores en medida de antenas. Después, se han descrito y validado tanto teórica como numéricamente nuevos métodos para reducir el efecto indeseado de cuatro de los errores más comunes en medida de antenas. La base de todos ellos es la misma, realizar una transformación de la superficie de medida a otro dominio donde hay suficiente información para eliminar fácilmente la contribución de los errores. Los cuatro errores analizados son ruido, reflexiones, errores de truncamiento y leakage y las herramientas usadas para suprimirlos son principalmente técnicas de reconstrucción de fuentes, filtrado espacial y modal y algoritmos iterativos para extrapolar funciones. Por lo tanto, la principal idea de todos los métodos es modificar las transformaciones clásicas de campo cercano a campo lejano incluyendo pasos adicionales con los que los errores pueden ser enormemente suprimidos. Además, los métodos propuestos no son computacionalmente complejos y dado que se aplican en post-procesado, no se necesitan medidas adicionales. El ruido es el error más ampliamente estudiado en esta Tesis, proponiéndose un total de tres alternativas para filtrar una importante contribución de ruido antes de obtener el patrón de campo lejano. La primera está basada en un filtrado modal. La segunda alternativa usa una técnica de reconstrucción de fuentes para obtener el campo sobre el plano de la antena donde es posible aplicar un filtrado espacial. La última es propagar el campo medido a una superficie con la misma geometría que la superficie de medida pero más próxima a la antena y luego aplicar también un filtrado espacial. Todas las alternativas han sido analizadas en los sistemas de campo próximos más comunes, incluyendo detallados análisis estadísticos del ruido con el fin de deducir la mejora de la relación señal a ruido lograda en cada caso. El método para suprimir reflexiones en medida de antenas está también basado en una técnica de reconstrucción de fuentes y la principal idea es reconstruir el campo sobre una superficie mayor que la apertura de la antena con el fin de ser capaces de identificar y después suprimir fuentes virtuales relacionadas con las ondas reflejadas. El error de truncamiento que aparece en los resultados obtenidos a partir de medidas en un plano, cilindro o en la porción de una esfera es el tercer error analizado en esta Tesis. El método para reducir este error está basado en un algoritmo iterativo para extrapolar la región fiable del patrón de campo lejano a partir de información de la distribución del campo sobre el plano de la antena. Además, se ha estudiado el punto apropiado de terminación de este algoritmo iterativo así como otros aspectos críticos del método. La última parte de este trabajo está dedicado a la detección y supresión de dos de las fuentes de leakage más comunes en medida de antenas. El primer método intenta realizar una estimación de la constante de fuga del leakage añadido por el detector en cuadratura del receptor a todos los datos en campo próximo y después suprimir su efecto en el patrón de campo lejano. El segundo método se puede dividir en dos partes; la primera de ellas para encontrar la posición de elementos defectuosos que radian o reciben radiación indeseada, haciendo más fácil su identificación dentro del entorno de medida y su posterior substitución. La segunda parte del método es capaz de eliminar computacionalmente el efector del leakage sin necesidad de la substitución del elemento defectuoso.

Contribution of the noise radiated by a single vehicle to the road traffic noise

El ruido del tráfico rodado supone aproximadamente la mitad del ruido global ambiental. Las técnicas de control de ruido habitual en emisión (límites de emisión de vehículos) e inmisión (barreras acústicas, doble acristalamiento) no han sido suficientes para disminuir significativamente las molestias por el tráfico rodado en las últimas tres décadas. El efecto positivo de estas técnicas de control ha sido contrarrestado por el aumento de la densidad del tráfico. Por otra parte, la molestia del ruido del tráfico está altamente correlacionada con los niveles máximos de ruido (MNL), producidos por lo general por conductores agresivos. Sin embargo, los sistemas actuales de medición de ruido de tráfico se basan en una valoración global, por lo que no son capaces de discriminar entre los conductores silenciosos y ruidosos. Por lo tanto, en esta tesis se propone un sistema de medida de ruido en el campo cercano, que es capaz de medir la contribución de cada vehículo individual al ruido del tráfico rodado, permitiendo la detección de los conductores ruidosos. Este trabajo describe también una combinación de investigaciones analíticas y experimentales para la identificación de los conductores responsables de la generación de niveles máximos de ruido. El sistema se basa en dos micrófonos embarcados, uno para el ruido del motor y otro para el ruido de rodadura. Con el fin de relacionar estas mediciones de campo cercano con el ruido de los vehículos radiado al campo lejano, se desarrolla un procedimiento completo para la extrapolación del ruido medido por los micrófonos de campo próximo a las posiciones de campo lejano, usando una combinación de predicción analítica y mediciones experimentales. Las correcciones para los niveles extrapolados se deben a factores atmosféricos, al término de divergencia esférica y a las condiciones de absorción de la superficie de propagación. Para el micrófono situado próximo al motor, es necesario también caracterizar las propiedades acústicas del capó del motor. Ambos niveles de ruido se extrapolan de forma independiente a la posición de campo lejano, donde se realiza una comparación entre la predicción y mediciones para confirmar que la metodología es fiable para estimar el impacto a distancia del ruido de tráfico

Aprimoramento cognitivo farmacológico: grupos focais com universitários

O presente trabalho analisou como os estudantes universitários avaliam o uso de psicofármacos por pessoas que pretendem melhorar o rendimento cognitivo sem apresentar prejuízo nessa habilidade mental. Esse tipo de remédio só pode ser comercializado através de receita médica especial. Dessa forma, o uso não-médico desse tipo de droga, chamado também de aprimoramento neurocognitivo farmacológico, é ilegal. Com o crescimento no número de estudantes universitários americanos e canadenses que utilizam estimulantes para melhorar a performance acadêmica, o tema tornou-se uma preocupação para a Saúde Pública nos respectivos países. O aprimoramento neurocognitivo farmacológico vem sendo muito discutido no campo da Neuroética. Nos debates dessa a prática são avaliados os riscos e benefícios que essa prática pode trazer para o indivíduo e à sociedade. No Brasil, esse assunto é pouco discutido. Assim, a investigação sobre a compreensão e avaliação que estudantes universitários fazem sobre esse tema trouxe informações que podem ampliar o conhecimento sobre tema no Brasil. A investigação foi realizada através de três grupos focais com estudantes universitários. Os resultados indicaram que questões como pressão social (exigência de bons resultados), segurança do medicamento, risco de coerção social, possibilidade de essa prática aumentar a injustiça social foram as principais preocupações da população entrevistada. Alguns aspectos foram compreendidos de maneira bastantes polarizada. Não está claro para os participantes dos grupos focais, por exemplo, se esta é ou não uma prática desonesta e se a melhora no rendimento cognitivo pode ser entendida como sendo legítima da pessoa. Esses e outros dados mostram que a compreensão do tema aprimoramento neurocognitivo farmacológico é muito influenciada por dois aspectos. O primeiro aspecto se refere ao entendimento prévio que a pessoa tem sobre a relação entre cérebro e comportamento e sobre a relação entre indivíduo e grupo social. O segundo aspecto é a influência que os textos que informam sobre ciência exercem sobre os leitores. Nesse sentido, a aplicação dos grupos focais mostrou-se um importante meio para conhecer o entendimento dos estudantes universitários sobre o aprimoramento neurocognitivo farmacológico e, dessa forma, contribuir para a discussão desse tema no Brasil.

O comportamento em campo aberto como modelo para avaliar a recuperação funcional após lesão unilateral dos barris do córtex somatossensorial

Em roedores, as vibrissas são detectores táteis que desempenham papel importante na exploração espacial do ambiente e na discriminação de texturas. No córtex somatosensorial, os campos receptivos de cada uma das vibrissas estão organizados no hemisfério contralateral em colunas discretas denominadas barris. A lesão unilateral dos barris produz um comportamento assimétrico caracterizado pela redução no uso da vibrissa contralateral à lesão na exploração do ambiente, assimetria esta que diminui progressivamente na medida em que os animais são repetidamente testados. Em ratos, este comportamento, normalmente medido pelo número de vezes que os animais encostam as vibrissas na parede de um campo aberto, tem se mostrado uma ferramenta importante em estudos de plasticidade e recuperação funcional após lesões corticais. Contudo, em camundongos com lesões unilaterais dos barris, o registro dos toques das vibrissas na parede tem levado a resultados contraditórios. Esse trabalho tem por objetivo principal o estabelecimento de um modelo comportamental para avaliação da recuperação funcional após lesões unilaterais dos barris do córtex somatosensorial em camundongos. Para tanto, o sentido dos deslocamentos realizados próximos às quinas do campo aberto foi registrado em camundongos Suíços machos submetidos à criolesão unilateral dos barris foi avaliado em três estudos independentes. No primeiro estudo, demonstramos que no grupo Criolesado houve um predomínio dos deslocamentos em sentido contralateral na primeira vez em que foram testados no campo aberto e este resultado foi independente do fato de na primeira sessão ter sido realizada um ou nove dias após a cirurgia. Além disso, demonstramos que o predomínio de deslocamentos em sentido contralateral foi diminuindo na medida em que os animais eram repetidamente testados no campo aberto. No segundo estudo, demonstramos que os animais do grupo Criolesado que foram previamente submetidos a cinco sessões experimentais no campo aberto não apresentaram, após a cirurgia, diferenças entre os deslocamentos realizados em sentido ipsolateral e contralateral à lesão. Já no terceiro estudo, demonstramos que os animais do grupo Criolesado que não foram previamente testados no campo aberto apresentam um predomínio de deslocamentos em sentido contralateral, mesmo quando o teste foi realizado 48 dias após a lesão unilateral dos barris. Nossos dados sugerem que o sentido dos deslocamentos próximo às quinas do campo aberto pode ser uma ferramenta importante para avaliar a recuperação das lesões unilaterais nos barris do córtex somatosensorial. Além disso, para avaliar a recuperação funcional após a lesão unilateral dos barris do córtex somatossensorial, sem o viés da habituação à situação do teste, os animais devem ser testados apenas uma vez

Os usos e sentidos do metilfenidato: experiências entre o tratamento e o aprimoramento da atenção.

O cloridrato de metilfenidato é um estimulante moderado do sistema nervoso central com propriedades semelhantes à anfetamina, indicado principalmente para tratar o Transtorno do Déficit de Atenção e Hiperatividade (TDAH). Segundo relatórios da ONU, sua produção mundial cresceu em torno de 357% entre os anos de 1996 e 2012 enquanto que sua comercialização no Brasil, nesse mesmo período, passou de 9 Kg para 578 Kg, o que significou um aumento de aproximadamente 6.322%. A ampliação no consumo se justifica pela expansão da categoria diagnóstica de TDAH, visto que, a desordem transitória que atingia um número menor de crianças foi transformada em um quadro psiquiátrico incluindo um maior número de sinais e sintomas, persistindo durante a adolescência e toda a vida adulta. Outro possível motivo para o crescimento na comercialização do fármaco é o uso para aprimoramento cognitivo, ou seja, a utilização do metilfenidato por pessoas sem o citado diagnóstico, mas com a finalidade de melhorar o desempenho nos estudos e no trabalho. Assim, buscando entender os usos e sentidos associados ao consumo do remédio, fizemos uma pesquisa de campo de cunho qualitativo e exploratório. Foram realizadas dezesseis entrevistas semiestruturadas com usuários do medicamento. Participaram da investigação onze homens e cinco mulheres, entre 23 e 48 anos. A análise de dados mostrou que todos os entrevistados, independentemente de terem ou não o diagnóstico de TDAH, se reconheciam com dificuldades de atenção, que poderia ser constitucional ou passageiro. Mas, para a maioria dos entrevistados, a procura pelo remédio só ocorreu quando essa característica virou um problema, atrapalhando a preparação para uma importante etapa na vida profissional, como uma prova para concurso público ou residência. Também foi percebido que o relato dos amigos sobre os benefícios do remédio e a experiência pessoal do primeiro comprimido de metilfenidato foi fundamental para que a muitos usuários investigados buscassem a prescrição médica. Ou seja, a maior parte dos entrevistados da pesquisa iniciou a ingestão quando seus amigos lhes contaram sobre os benefícios do remédio para superar os problemas na concentração que atrapalhavam o alcance de uma importante meta profissional. Os participantes da pesquisa apontaram que o consumo do fármaco teria contribuído para melhorar o rendimento nos estudos, já que o estimulante teria aumentado a disposição, a concentração, a memória e a eficiência do desempenho cognitivo. Porém, não foi possível identificar o quanto os efeitos positivos podiam ser o resultado de uma sugestão psicológica, questão levantada por alguns usuários. A análise qualitativa dos dados também revelou que o uso do estimulante ora era vivido como um tratamento para TDAH, ora como aprimoramento cognitivo. Tal ambiguidade parece ser o reflexo de o discurso médico ser o principal meio para justificar o uso do remédio, sem precisar questionar aspectos emocionais, sociais e/ou éticos para alcançar uma melhor performance cognitiva. Assim, entendemos que o presente estudo é uma importante contribuição no campo da Saúde Coletiva por ampliar o conhecimento sobre os usos e sentidos que os seus usuários depositam no estimulante.