Optical trapping: a review of essential concepts

Optical tweezers are an innovative technique for the non-contact, all-optical manipulation of small material samples, which has extraordinarily expanded and evolved since its inception in the mid-80s of the last century. Nowadays, the potential of optical tweezers has been clearly proven and a wide range of applications both from the physical and biological sciences have solidly emerged, turning the early ideas and techniques into a powerful paradigm for experimentation in the micro- and nanoworld. This review aims at highlighting the fundamental concepts that are essential for a thorough understanding of optical trapping, making emphasis on both its manipulation and measurement capabilities, as well as on the vast array of important biological applications appeared in the last years.

Taller exposición de experimentos de Óptica.

El trabajo consta de dos fases: una primera, dedicada al diseño, construcción y manipulación de varios experimentos relacionados con los fenómenos-leyes físicas (Óptica), y una segunda fase, donde se expondrán los trabajos realizados. Estos trabajos están disponibles para el uso y manipulación de los alumnos, en este caso, de primero de BUP. Los resultados no constan.

Mejora de la competitividad del sistema portuario español mediante la optimización del servicio de manipulación de mercancías

El transporte marítimo, responsable de la canalización del 90% de los flujos comerciales internacionales, se organiza en torno a los puertos. Éstos, que resultan plataformas indispensables para el desarrollo de la economía, compiten entre sí para maximizar el tráfico atraído hacia sus instalaciones. El papel estratégico de los puertos tiene un expreso reconocimiento en el contexto de la Unión Europea, tanto desde la óptica del comercio como bajo el prisma del transporte. No en vano, por los puertos europeos transita más del 90 % del comercio de la Unión con terceros países y aproximadamente, el 40 % del tráfico intracomunitario. Los puertos españoles configuran un eje neurálgico en el desarrollo del transporte marítimo a nivel internacional y una plataforma logística para todo el sur de Europa. Sus más de siete mil novecientos kilómetros de costa y un emplazamiento geográfico estratégico, confirman al territorio nacional como un punto de especial interés por sus establecimientos portuarios. La actividad del Sistema Portuario Español con una cifra de negocio de más de 1000 millones de euros, representa anualmente un 20 % del Producto Interior Bruto específico del sector transporte, aporta un 1.1% al Producto Interior Bruto Nacional y genera 145.000 empleos directos e indirectos. Debido a la actual coyuntura económica ahora, más que nunca, la competencia interportuaria se ha intensificado y sólo aquellos puertos que sean capaces de adaptarse a las nuevas necesidades y que puedan prestar unos servicios portuarios de calidad, fiables y a precios competitivos estarán en condiciones de mantener sus tráficos. La entrada en vigor de la Ley 33/2010, de 5 de agosto, de modificación de la Ley 48/2003, de 26 de noviembre, de régimen económico y de prestación de servicios en los puertos de interés general, marca como uno de sus objetivos principales el fomento de la eficiencia y la competitividad de nuestros puertos a través de la promoción de la competencia. La Ley avanza en la liberalización de los servicios portuarios, en particular, destaca el servicio portuario de manipulación de mercancías en donde se introducen algunas modificaciones con las que pretende dotar de transparencia, así como normalizar el acceso a la profesión y a la formación. Surge por tanto, la conveniencia de investigar las condiciones de prestación de los servicios portuarios, su impacto en la competitividad del sistema portuario y sobre cada uno de los agentes que forman parte de la cadena global del transporte marítimo. En primer lugar, la Autoridad Portuaria, como organismo público que tiene entre sus competencias la gestión y control de los servicios portuarios para lograr que se desarrollen en condiciones óptimas de eficacia, economía, productividad y seguridad. Al analizar el sector mediante el modelo de “Cinco Fuerzas de Porter” descubrimos que el creciente poder de los proveedores de servicios portuarios, especialmente el de manipulación de mercancías y el proceso de descentralización en la gestión de los puertos de interés general está restando atractivo y competitividad al sector. Además según la encuesta realizada a los representantes de las Autoridades Portuarias, existe prácticamente unanimidad acerca de la importancia de los servicios portuarios en la competitividad del puerto y la falta de transparencia existente, particularmente en el servicio de manipulación de mercancías. Por otro lado, pone de manifiesto los aspectos considerados más importantes, que son el coste y la fiabilidad en la prestación del servicio. A continuación se investiga la repercusión del coste de los servicios portuarios en el precio final del producto, es decir, cómo inciden éstos en la competitividad del tejido empresarial al que sirven los puertos y su impacto en el consumidor final. Concluyendo que el coste de los servicios portuarios tiene de media un peso del 12 % frente al coste global del transporte marítimo y aproximadamente un 0.5% respecto al precio del producto. Posteriormente se realiza una exhaustiva investigación de las principales empresas prestadoras de servicios portuarios en España, se sintetizan los principales datos y se realiza un análisis de la estructura y evolución del sector. Se observa una tendencia a la integración en grandes grupos empresariales vinculados al sector marítimo y a la concentración sectorial. Siendo conscientes de la importancia de la optimización de los servicios portuarios para las empresas operadoras de terminales y navieras, se ha procedido a contrastar la hipótesis inicial de que el servicio de manipulación de mercancías es el responsable de la mayor parte (65 %) del coste del paso de la mercancía por el puerto. Por tanto, a la vista de los resultados obtenidos, por la importancia manifestada tanto por parte de las Autoridades Portuarias como por las empresas operadoras de terminales, a partir de éste punto se particulariza la investigación para el servicio portuario de manipulación de mercancías. Se selecciona una muestra significativa de empresas estibadoras, se procede a homogeneizar sus cuentas de pérdidas y ganancias y sus balances. Posteriormente se calcula y analiza un elevado número de ratios económico-financieros que tendremos en cuenta a la hora de evaluar una solicitud para el otorgamiento de una licencia para la prestación del servicio de manipulación de mercancías. Asimismo se ha procedido a realizar una cuenta de pérdidas y ganancias y un balance modelo, tanto para la empresa media, construida a partir de los ratios medios, como para una empresa ideal desde el punto de vista empresarial, construida a partir de los mejores ratios obtenidos. Ante la necesidad detectada en el estado del arte de la falta de mecanismos para dotar de transparencia al sector, mediante esta estructura la Autoridad Portuaria dispondrá de una herramienta que le permita objetivizar el proceso de toma de decisiones a la hora de establecer sus condiciones en los Pliegos de Prescripciones Particulares y otorgar las licencias, así como evaluar la rentabilidad de la empresa a lo largo del periodo de prestación del servicio. Por un lado, una empresa prestadora de servicios portuarios, debe obtener una rentabilidad acorde con las expectativas de sus accionistas y como mínimo superior al coste de capital de la misma. Al mismo tiempo, la Administración que tutela la prestación del servicio, la Autoridad Portuaria, debe verificar la viabilidad de la propuesta, pues ello será garantía de éxito de la empresa y por tanto de continuidad de prestación del servicio en el puerto pero también debe asegurar una competitividad en costes. Al proceder a la extracción de conclusiones a partir de los ratios económico-financieros obtenidos para las empresas estibadoras (Ratio medio Beneficios/Ventas=4.68%) se pone de manifiesto que claramente el problema de ineficiencia y sobrecostes no está siendo provocado por unos elevados márgenes de rentabilidad de éstas. Por tanto, se analizan otros agentes integrantes en el proceso y se detecta la particular situación de la mano de obra del estibador portuario. Se investigan las ventajosas condiciones laborales que disfrutan y se proponen una serie de medidas que producirían una mejora en la competitividad del servicio que conllevarían una reducción de un 30 % sobre los costes totales del paso de la mercancía por el puerto. En un sector global como es el marítimo, con un escenario cada vez más dinámico y competitivo, con la presente tesis doctoral se trata de asegurar que los factores clave de éxito identificados se cumplan, siendo uno de éstos el liderazgo en costes, que necesariamente se deberá equilibrar con la viabilidad económica de la empresa en la prestación del servicio de la manera más eficiente y productiva, haciendo el puerto más atractivo tanto para los clientes actuales como potenciales.

Implementación de algoritmos para la manipulación de curvas concoides en diseño geométrico

Este proyecto se enmarca dentro de la Computación Simbólica y de los fundamentos matemáticos del Diseño Geométrico Asistido por ordenador (CAGD). Se abordara uno de los problemas principales en el ámbito del CAGD y que es la manipulación de las Curvas Concoide. La importancia del avance en la manipulación de las curvas concoide radica en el papel fundamental que desempeñan en múltiples aplicaciones en la actualidad dentro de campos de diversa índole tales como la medicina, la óptica, el electromagnetismo, la construcción, etc. El objetivo principal de este proyecto es el diseño e implementación de algoritmos para el estudio, cálculo y manipulación de curvas concoides, utilizando técnicas propias del Calculo Simbólico. Esta implementación se ha programado utilizando el sistema de computación simbólica Maple. El proyecto consiste en dos partes bien diferenciadas, una parte teórica y otra más practica. La primera incluye la descripción geométrica y definición formal de curvas concoide, así como las ideas y propiedades básicas. De forma más precisa, se presenta un estudio matemático sobre el análisis de racionalidad de estas curvas, explicando los algoritmos que serán implementados en las segunda parte, y que constituye el objetivo principal de este proyecto. Para cerrar esta parte, se presenta una pequeña introducción al sistema y a la programación en Maple. Por otro lado, la segunda parte de este proyecto es totalmente original, y en ella el autor desarrolla las implementaciones en Maple de los algoritmos presentados en la parte anterior, así como la creación de un paquete Maple que las recoge. Por último, se crean las paginas de ayudas en el sistema Maple para la correcta utilización del paquete matemático anteriormente mencionado. Una vez terminada la parte de implementación, se aplican los algoritmos implementados a una colección de curvas clásicas conocidas, recogiendo los datos y resultados obtenidos en un atlas de curvas. Finalmente, se presenta una recopilación de las aplicaciones más destacadas en las que las concoides desempeñan un papel importante así como una breve reseña sobre las concoides de superficies, objeto de varios estudios en la actualidad y a los que se considera que el presente proyecto les puede resultar de gran utilidad. Abstract This project is set up in the framework of Symbolic Computation as well as in the implementation of algebraic-geometric problems that arise from Computer Aided Geometric Design (C.A.G.D.) applications. We address problems related to conchoid curves. The importance of these curves is the fundamental role that they play in current applications as medicine, optics, electromagnetism, construction, etc. The main goal of this project is to design and implement some algorithms to solve problems in studying, calculating and generating conchoid curves with symbolic computation techniques. For this purpose, we program our implementations in the symbolic system “Maple". The project consists of two differentiated parts, one more theoretical part and another part more practical. The first one includes the description of conchoid curves as well as the basic ideas about the concept and its basic properties. More precisely, we introduce in this part the mathematical analysis of the rationality of the conchoids, and we present the algorithms that will be implemented. Furthermore, the reader will be brie y introduced in Maple programming. On the other hand, the second part of this project is totally original. In this more practical part, the author presents the implemented algorithms and a Maple package that includes them, as well as their help pages. These implemented procedures will be check and illustrated with some classical and well known curves, collecting the main properties of the conchoid curves obtained in a brief atlas. Finally, a compilation of the most important applications where conchoids play a fundamental role, and a brief introduction to the conchoids of surfaces, subject of several studies today and where this project could be very useful, are presented.

A natureza da ciência por meio do estudo de episódios históricos: o caso da popularização da óptica newtoniana

Apesar das dificuldades em abordar a natureza da ciência em sala de aula, há um entendimento geral da necessidade de incorporar nos currículos noções sobre como ocorre a construção do conhecimento científico. Conhecer a história do desenvolvimento e do processo de aceitação de teorias científicas pode ajudar os professores a incluir discussões sobre a natureza da ciência no ensino de ciências. Este trabalho apresenta uma análise da aceitação e propagação das teorias sobre luz e cores de Newton ao longo do século XVIII. Apontaremos para alguns aspectos da natureza da ciência que podem ser evidenciados pelo estudo desse episódio histórico.

Construção de um espectrógrafo de projeção e sua utilização em demonstrações de espectroscopia óptica

This article describes a projection spectrograph for use in optical spectroscopy classrooms demonstrations. The apparatus is based on an overhead projector and permits the visualization of several phenomena such as, light dispersion by diffraction gratings, diffraction order, optical fluorescence, continuous and discrete optical emission spectra, and light absorption by liquids and solids. A historical survey about the optical spectroscopy development is also presented.

Atividade óptica de um meio dielétrico diluído: Pasteur e as simetrias moleculares

Em 1848 Pasteur conjeturou que a rotação do plano de polarização da luz em um meio diluído é gerada pelas propriedades de simetria das moléculas do meio no qual a luz se propaga. O objetivo do nosso artigo é de mostrar que Pasteur estava correto usando conhecimentos de eletromagnetismo e mecânica quântica de um curso de graduação em física. Faremos um breve retrospecto das ideias básicas da teoria eletromagnética necessárias para o estudo da atividade óptica. A seguir, usando a teoria de perturbações em mecânica quântica e levando em conta as simetrias das moléculas calcularemos a atividade óptica do meio. Mostraremos que as previsões teóricas, que estão plenamente de acordo com os resultados experimentais, comprovam a hipótese de Pasteur.

Componentes e implicações do empreendedorismo numa óptica de turismo

O conceito de empreendedorismo tem vindo, progressivamente, a ganhar espaço na comunidade académica como campo de estudo (de aplicação global, muito ligado à criação de riqueza, independência e realização pessoal (Miner, 1997)) sendo que, no entanto, as interpretações em seu redor continuem fragmentadas e sem que haja uma definição universal. O trabalho de reflexão, aqui proposto, procura reunir e apresentar os principais aspectos inerentes ao empreendedorismo bem como dissecar o seu processo através de um quadro denominado 4-P framework: pioneer (pioneiro, no qual o empreendedor é um inovador ou campeão da inovação), perspective (perspectiva, denotando o espírito empreendedor), practice (prática, como símbolo das actividades empreendedoras) e performance (desempenho, indicando o outcome ou resultado das acções e actividades empreendedoras). O estudo tem, como propósito, proporcionar uma melhor compreensão no que concerne à essência do empreendedorismo: fundamentos teóricos e implicações práticas (Ma & Tan, 2006) numa óptica de turismo. O empreendedorismo é tido como uma força central do desenvolvimento económico, na medida em que serve de veículo para a inovação e mudança. Sendo o turismo um dos sectores económicos em que o grau de envolvimento é necessário para o seu sucesso, a diversificação de produtos e serviços turísticos torna-se uma exigência capaz de conduzir ao aumento da procura de novos tipos de necessidades em turismo incluindo, também, oportunidades para um turismo mais sustentável (Lordkipanidze, Brezet & Backman, 2005). No que toca à metodologia aqui utilizada, trata-se de um artigo conceptual, com revisão de literatura que reúna os componentes principais do empreendedorismo e suas implicações numa perspectiva turística e modelo conceptual da natureza dinâmica do Triggering Process e inovação.

O conceito de valor para o consumidor : uma análise sob a óptica da metodologia Laddering

RESUMO: O constructo de customer value é aquele que melhor explica o comportamento do consumidor, uma vez que o seu objectivo é o de entender como os consumidores traduzem os atributos e consequências do uso de um produto em valores pessoais relevantes. A metodologia laddering, que tem como base a teoria das cadeias meios-fim, é um elemento teórico que se considera consistente para estabelecer a relação entre os atributos e os valores do consumidor. Esta dissertação pretende demonstrar a exequibilidade da metodologia laddering em estudos sobre o valor para o consumidor, percebendo quais são as vantagens e limitações do seu uso. É conclusivo que este método, através da construção de cadeias A-C-V, proporciona elementos de estudo que permitem a visualização de hierarquia de valores produzida pelos consumidores, função dos critérios de escolha destes durante e após um processo de compra. A aplicabilidade desta metodologia na perspectiva do valor para o cliente, permite a utilização dos seus resultados num conjunto de áreas específicas do marketing, das quais destacamos a segmentação e análise de mercado, a avaliação do posicionamento de produtos e marcas, a avaliação da publicidade e o desenvolvimento de estratégias de comunicação. ABSTRACT: The customer value construct is the one that best explains the consumer behavior, since its purpose is to understand how consumers translate the attributes and consequences of the use of a product in relevant personal values. The laddering methodology, which is based on the theory of means-end chains, is a theoretical element that is considered consistent for establish the relationship between attributes and consumer values. This thesis attempts to demonstrate the feasibility of the laddering methodology in studies about the value for the consumer, knowing what are the advantages and limitations of its use. It is conclusive that this method, by building chains A-C-V, provides elements of study that allows the visualization of the values hierarchy produced by consumers, according to the criteria of their choice during and after a purchase process. The applicability of this methodology from the perspective of customer value, allows the use of their results in a number of specific areas of marketing, which we emphasize the segmentation and market analysis, evaluation of product and branding positioning, evaluation of advertising and development of communication strategies.

Análise do produto "Plano Poupança Reforma" na óptica do particular: Abordagem através de instituições bancárias, sociedade financeira postal e uma sociedade de seguros

As nossas reformas estão cada vez mais em risco devido ao progressivo aumento da esperança média de vida da população. Sendo cada vez mais escasso o tributo dos contribuintes líquidos, prevê-se assim que dentro de 25 a 30 anos a Segurança Social não terá capital para pagar a totalidade das reformas. Ainda será possível contar com as pensões do Estado? Seguramente! Mas serão suficientes para assegurar um nível de vida aceitável aos futuros pensionistas? Muito provavelmente não! Antecipando esta realidade é tempo de começarmos a pensar na nossa reforma procurando as melhores soluções para constituir uma complemento de reforma. Constituir um Plano de Poupança Reforma (PPR) pode revelar-se difícil nos dias de hoje devido pouco rendimento disponível, mas quanto mais cedo começar a poupar para a reforma, mais fácil será, face a um futuro incerto. Apurou-se que existem disponíveis, vários tipos de PPR, que diferem no capital e na rentabilidade, consoante o horizontal temporal e o objectivo do investidor. Se a estratégia se baseia no futuro, faz todo o sentido o investidor seleccionar investimentos de longo prazo e que ofereçam possibilidades de rentabilização superiores à média. Se o investidor pretender uma rentabilidade a curto prazo através de investimentos diversificados, não encontra vantagens em optar por investimentos a longo prazo, porque estes possuem limitações nas questões de liquidez ou acarretar encargos significativos (comissões). O objectivo principal deste trabalho é conhecer e perceber a estrutura conceptual do objecto, nomeadamente através da aprendizagem de conceitos e cálculo; identificação dos problemas do produto; estratégia de escolha do produto; a capacidade de decisão.

Desmultiplexagem óptica controlada por tensão (DOV)

Este trabalho apresenta a caracterização optoelectrónica de uma estrutura p-i-n baseada em a-Si:H e/ou a-SiC:H que funciona como sensor de cor no espectro visível. O estudo do sensor tem como objectivo a multiplexagem e desmultiplexagem de um sinal óptico (WDM Wavelengthdivision multiplexing). A caracterização do processo de WDM tem em vista a utilização de vários canais para a transmissão de sinais a curta distancia. Este modelo deverá integrar como meio de transmissão a fibra óptica, que constituirá uma importante mais valia na optimização do sistema WDM. Aliada as características do sensor cuja sensibilidade espectral na região do visível é modulada pelo sinal de tensão eléctrico aplicado. O facto destes dispositivos funcionarem como filtros de cor controlados por tensão, permite controlar a selectividade espectral no canal de transmissão, o que regula a regeneração do sinal óptico transmitido. O sistema do processamento de sinal para a desmultiplexagem foi feito para três sinais ópticos com os respectivos comprimentos de onda (Vermelho-626 nm, Verde-525 nm e Azul- 470 nm).

Os indicadores de medida da qualidade dos produtos alimentares: óptica do consumidor

Neste estudo procurou-se identificar os principais indicadores intrínsecos e extrínsecos utilizados pelo consumidor na avaliação da qualidade, no acto da compra, de três categorias de alimentos: laranjas, iogurtes sólidos de aromas e café em saco (grão ou moído). Da elaboração de um caso prático exploratório e da análise efectuada produto a produto conclui-se que a percepção e a valorização da qualidade dos produtos em estudo são extremamente variáveis. Agregando os diferentes indicadores de qualidade, conclui-se, porém, que os consumidores utilizam essencialmente variáveis intrínsecas. Todavia, quando comparados todos os produtos (considerando apenas os atributos extrínsecos e comuns a todas as categorias), conclui-se que a cada categoria de produto estão relacionados factores diferentes.

Fibra óptica: novas auto‐estradas de telecomunicações em urbanizações

“…O Manual ITUR define as condições de elaboração de projectos e construção da rede de tubagem e redes de cabos em urbanizações, garantindo a segurança de pessoas e bens e a defesa do interesse publico. As regras técnicas de projecto e instalação das ITUR devem ser entendidas como objectivos mínimos a cumprir, podendo os intervenientes prever outras soluções, desde que devidamente justificadas, tendo sempre em vista soluções tecnicamente mais evoluídas.”

Desenvolvimento e optimização de um sensor de fibra óptica para determinação da concentração de oxigénio

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Instrumentação, Manutenção Industrial e Qualidade