Simulação do comportamento espectral de redes de período longo em fibra óptica

Esta tese é dedicada às redes de período longo, LPG’s, em fibra óptica, escritas por exposição a radiação ultravioleta (UV) ou por exposição a descargas eléctricas, e às suas aplicações em comunicações ópticas e em sistemas sensores. Numa primeira fase estudaram-se os aspectos teóricos fundamentais para a compreensão das LPG, nomeadamente os dois modelos matemáticos propostos na literatura, para a transmissão espectral de uma LPG, o modelo de duas camadas e o modelo de três camadas. Em seguida, estudou-se o deslocamento do comprimento de onda ressonante perante mudanças de parâmetros externos. Aqui, verificou-se que para variações da temperatura no exterior da LPG, o deslocamento do comprimento de onda ressonante é linear. Por outro lado, para variações de índice de refracção exterior, verificou-se que à medida que o índice exterior se aproxima dos valores do índice de refracção da bainha, o comprimento de onda ressonante tende para valores mais baixos. Por último, realizou-se um estudo da transmissão espectral de duas aplicações que envolvem LPG’s, nomeadamente dois tipos de interferómetros e filtros ópticos. Numa segunda fase, foi desenvolvida uma ferramenta de simulação destes modelos, que permitia não só a obtenção dos espectros de transmissão das LPG’s mas também a obtenção das curvas de phase matching em função do período da rede e do comprimento de onda ressonante. A aplicação permitia também a obtenção das curvas do deslocamento do comprimento de onda ressonante, perante variações do índice de refracção exterior ou da temperatura. Para além disso, essa ferramenta realiza a simulação dos espectros de transmissão de filtros ópticos e de interferómetros de Michelson e de Mach-Zehnder construídos com base em LPG’s. A última fase do trabalho, a componente laboratorial, foi realizada na Unidade de Optoelectrónica e Sistemas Electrónicos do INESC Porto, onde foram construídos e testados os dispositivos estudados anteriormente, com o intuito de validar a aplicação desenvolvida. A ferramenta de simulação demonstrou ser capaz de simular de forma adequada os diversos aspectos do comportamento das LPG’s que foram estudados. A comparação dos resultados obtidos permitiu concluir que o modelo mais correcto para o estudo das LPG’s é o modelo de três camadas, o que está de acordo com o esperado.

Projecto e implementação de uma fonte de alta tensão para produção de descargas eléctricas

O objetivo deste trabalho consistiu em projetar, construir e testar um protótipo em laboratório de uma fonte de alimentação de alta tensão que permita descargas elétricas {estáveis e de dimensões reduzidas}, de modo a que possa ser utilizada, dada a sua essencialidade, na fabricação de redes de período longo (LPG) em fibra ótica nos chamados turning points. Estes são pontos de elevada sensibilidade, fundamentais no desenvolvimento tecnológico de sensores em fibra ótica, em particular, de sensores refractométricos. O protótipo da fonte de alimentação é composto por um regulador do tipo BUCK, um inversor para alimentação do transformador de alta tensão, o circuito de realimentação e controlo PWM e um microcontrolador para o comando da fonte. Posteriormente procedeu-se à otimização dos parâmetros de descarga, o que conduziu a fabricação de redes de período longo com períodos inferiores a 150 micrómetros. Este é um resultado sem paralelo a nível internacional no que concerne ao uso da técnica do arco elétrico.

Sensores em fibra óptica para monitorização ambiental

Fruto da crescente preocupação face à bioacumulação e bioconcentração de poluentes e conscientização dos efeitos do aquecimento global, nos últimos anos têm sido adoptadas inúmeras acções e medidas que visam o controlo de parâmetros indicadores da qualidade do meio, a detecção de substâncias potencialmente perigosas e a promoção/utilização de energias alternativas não poluentes. Neste âmbito, a monitorização em tempo real revela-se fundamental para a análise contínua do equilíbrio dos ecossistemas. Neste contexto, os sensores de fibra óptica, mais concretamente os sensores químicos em fibra óptica possuem um conjunto de características, como por exemplo a miniaturização, baixo custo, versatilidade, biocompatibilidade, capacidade de monitorização remota, que representam uma alternativa tecnológica e economicamente viável. Por outro lado, a utilização de redes de difracção em sensores de fibra óptica, é em adição uma mais-valia para este tipo de sistemas, as redes de período longo pela sua sensibilidade intrínseca ao índice de refracção, e as redes de Bragg pela sua facilidade de interrogação e facilidade de multiplexagem. A presente dissertação tem por objectivo o estudo, desenvolvimento e análise de sensores em fibra óptica para monitorização de espaços ambientais. O presente documento encontra-se organizado em cinco capítulos. O capítulo 1 faz um enquadramento dos sensores de fibra óptica para monitorização ambiental dando relevo aos sensores químicos em fibra óptica. No capítulo 2 expõe-se o conjunto de conceitos necessários para a compreensão do trabalho. A começar pelas redes de difracção em fibra óptica e a suas potencialidades como elementos sensores. Algumas configurações foram detalhadas assim como alguns princípios para interrogação das mesmas. A medição multi-parâmetro e o fabrico de membranas de sensibilidade selectiva são também abordados. O Capitulo 3 refere a primeira configuração desenvolvida, trata-se de um sensor interferométrico baseado numa cavidade Fabry-Pérot, constituído por uma rede de Bragg e a reflectividade da ponta da fibra. O objectivo do sensor é a monitorização do ácido acético e outras espécies carboxílicas em bioreactores. Para tornar a configuração sensível ao ácido foi aplicado um revestimento de Silane-PVP à extremidade da fibra. A configuração sensora demonstrada aufere de características favoráveis, como excelente resolução, resposta linear, não utilização de indicadores, leitura em reflexão e o facto de operar na janela espectral das telecomunicações. O Capítulo 4 apresenta a segunda configuração desenvolvida que tem por objectivo a medição simultânea de salinidade e temperatura. A medição de salinidade é baseada no índice de refracção. Trata-se de um sensor de intensidade auto-referenciado, baseado em três redes de difracção. Uma rede de período longo sensível ao índice de refracção e temperatura e duas redes de Bragg, para interrogação da da rede de período longo e compensação de temperatura. Para discriminação dos parâmetros de interesse foi utilizado o método matricial. A configuração exposta exibe características favoráveis, como excelente resolução, resposta linear, discriminação de índice de refracção e temperatura, leitura em reflexão e o facto de operar na janela espectral das telecomunicações. O Capitulo 5 contém as conclusões e comentários finais ao trabalho. No final da tese seguem-se os anexos, onde se encontram as publicações e comunicações resultantes do trabalho realizado.

Redes sociais retratam eleição mais polarizada da história recente do Brasil

Na expectativa pelo resultado das eleições presidenciais – que acabaram sendo as mais disputadas e polarizadas do Brasil desde a redemocratização –, os cidadãos brasileiros marcaram presença de forma maciça nas redes sociais ao longo do domingo. Em participação no Jornal das 18h da GloboNews, o Diretor da FGV-DAPP (Diretoria de Análise de Políticas Públicas), Marco Aurélio Ruediger, analisou o volume de menções durante a eleição.

Análise de procedimentos metodológicos para georreferenciamento e cadastramento de atributos de redes elétricas urbanas em atendimento às normas da ANEEL

Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT

Acousto-optic modulation of optical reflection properties in fiber Bragg gratings and the application in fiber lasers

This thesis aims to investigate the interaction of acoustic waves and fiber Bragg gratings (FBGs) in standard and suspended-core fibers (SCFs), to evaluate the influence of the fiber, grating and modulator design on the increase of the modulation efficiency, bandwidth and frequency. Initially, the frequency response and the resonant acoustic modes of a low frequency acousto-optic modulator (f < 1.2 MHz) are numerically investigated by using the finite element method. Later, the interaction of longitudinal acoustic waves and FBGs in SCFs is also numerically investigated. The fiber geometric parameters are varied and the strain and grating properties are simulated by means of the finite element method and the transfer matrix method. The study indicates that the air holes composing the SCF cause a significant reduction of the amount of silica in the fiber cross section increasing acousto-optic interaction in the core. Experimental modulation of the reflectivity of FBGs inscribed in two distinct SCFs indicates evidences of this increased interaction. Besides, a method to acoustically induce a dynamic phase-shift in a chirped FBG employing an optimized design of modulator is shown. Afterwards, a combination of this modulator and a FBG inscribed in a three air holes SCF is applied to mode-lock an ytterbium doped fiber laser. To improve the modulator design for future applications, two other distinct devices are investigated to increase the acousto-optic interaction, bandwidth and frequency (f > 10 MHz). A high reflectivity modulation has been achieved for a modulator based on a tapered fiber. Moreover, an increased modulated bandwidth (320 pm) has been obtained for a modulator based on interaction of a radial long period grating (RLPG) and a FBG inscribed in a standard fiber. In summary, the results show a considerable reduction of the grating/fiber length and the modulator size, indicating possibilities for compact and faster acousto-optic fiber devices. Additionally, the increased interaction efficiency, modulated bandwidth and frequency can be useful to shorten the pulse width of future all-fiber mode-locked fiber lasers, as well, to other photonic devices which require the control of the light in optical fibers by electrically tunable acoustic waves.

Os Estados Unidos da América, a globalização e o "mundo do pacífico"

Tese de Doutoramento em RELAÇÕES INTERNACIONAIS,na Especialidade de "Globalização e Ambiente"

Risco de suicídio em paciente alcoolista com depressão

Dependência do álcool é o consumo excessivo com perda do controle apesar das conseqüências prejudiciais decorrentes. A depressão se caracteriza por um período longo e contínuo de humor deprimido com sintomas específicos. Procuramos ressaltar a importância do tratamento da co-morbidade da depressão em pacientes alcoolistas a fim de prevenir complicações como o risco de suicídio. O suicídio e a depressão em adolescentes e adultos representam maior risco com o uso indevido do álcool. A depressão em pacientes alcoolistas precede as tentativas de suicídio na maioria dos casos. Relatamos um caso grave de paciente dependente do álcool com depressão e risco de suicídio atendido no ambulatório do Programa de Estudos e Assistência ao Uso Indevido de Drogas do Instituto de Psiquiatria da Universidade Federal do Rio de Janeiro (PROJAD/IPUB/UFRJ). O tratamento consistiu no uso de antidepressivos e psicoterapia cognitivo-comportamental. O tratamento da depressão do paciente associou-se a maior adesão à terapêutica, prevenção de recaídas no alcoolismo e redução do risco de suicídio. O diagnóstico precoce da depressão como co-morbidade em paciente dependente de álcool realizado por profissionais treinados é indispensável para o tratamento adequado e para minimizar o risco de suicídio.

Avaliação da eficiência de projetos de reabilitação ambiental de áreas mineiras abandonadas: o caso da área mineira de Covas

Dissertação de mestrado em Geociências (área de especialização em Valorização de Recursos Geológicos)

Atividade antimicrobiana das pastilhas de Paraformaldeído reproduzindo as condições de uso nas instituições de saúde do Brasil

A atividade antimicrobiana das Pastilhas de Paraformaldeído, reproduzindo as condições de uso das Instituições de Saúde do Brasil (sem o aquecimento, sem o acréscimo da umidade relativa, a 5%, por um período longo de exposição de 12 horas), foi avaliada "in vitro" por meio do monitoramento microbiológico, segundo a metodologia da AOAC, adotada oficialmente pelo Ministério da Saúde do Brasil para o registro dessa categoria de produtos. Os resultados dos experimentos refutaram a ação esterilizante das Pastilhas de Paraformaldeído nestas condições. Diante destes resultados, realizou-se, então, os testes para avaliação desinfetante do produto utilizando-se o Método de Diluição de Uso, preconizada pela AOAC, adaptado para produtos gasosos, contra os microrganismos teste padronizados Staphylococcus aureus (ATCC nº. 6538), Samonella choleraesuis (ATCC nº. 10708) e Pseudomonas aeruginosa (ATCC nº. 15442). Nestes experimentos, os resultados das culturas mostraram-se 100% negativos contra todas as bactérias testadas inferindo-se indícios de atividade desinfetante de alto nível.

Efeito residual do calcário na produção de milho e soja em solo Glei Pouco Húmico

O cultivo de milho e soja em solos ácidos requer a aplicação de calcário, para elevar o pH, reduzir a toxidez de alumínio e fornecer os nutrientes cálcio e magnésio. O calcário pode ter efeito residual prolongado, sendo necessário quantificar a durabilidade e a eficiência da calagem no solo por um período longo de cultivos sucessivos. Neste trabalho, deu-se continuidade a um experimento instalado na EMBRAPA Cerrados, em 1986, em solo Glei Pouco Húmico argiloso, com doses iniciais de 0, 2, 4, 6 e 8 t ha-1 de calcário dolomítico a lanço. A partir de 1990, foi cultivado o milho em rotação com a soja, em um total de sete cultivos sucessivos. Os dados de produtividade mostraram que o calcário aplicado em 1986 tem apresentado efeito residual. A resposta das duas culturas até o quarto cultivo e da soja, no sexto cultivo, foi significativamente maior a partir da primeira dose de 2 t ha-1 de calcário. No quinto e no sétimo ano de cultivo, a produtividade do milho foi significativamente maior, respectivamente, a partir das doses de 4 e 6 t ha-1 de calcário. A produtividade relativa máxima, para a média de quatro cultivos de milho e três cultivos de soja em sucessão, foi obtida com a saturação por bases do solo de 42% para o milho e 38% para a soja. A partir do quarto ano de aplicação do calcário, a perda anual média de cálcio + magnésio trocáveis do solo nos tratamentos com calcário foi de 2 mmol c dm-3.

Aspectos fenológicos de seis espécies vegetais em matas de galeria do Distrito Federal

A fenologia de Vochysia piramidalis, Tapirira guianensis, Talauma ovata, Tococa formicaria, Miconia pseudonervosa e Miconia chamissois foi acompanhada de abril de 1994 a setembro de 1995, em dez indivíduos de cada espécie. Todas foram perenifólias, sugerindo relação com a presença de água no solo. Vochysia piramidalis e T. guianensis apresentaram padrão de floração atrasada em relação ao início das chuvas; T. ovata, T. formicaria e M. pseudonervosa, floração precoce; e M. chamissois, floração tardia. Quanto à duração da floração, M. pseudonervosa e T. formicaria apresentaram período longo e V. piramidalis, T. ovata, T. guianensis e M. chamissois, período curto. Vochysia piramidalis revelou padrão de dispersão anemocórico, com curto período de formação e maturação dos frutos. As demais, padrão zoocórico. Miconia pseudonervosa apresentou maturação variando dentro e entre indivíduos. Talauma ovata exibiu frutos imaturos por período extenso, mas com maturação rápida e simultânea no mesmo indivíduo. A produção foi abundante em T. guianensis, com maturação simultânea dentro do mesmo indivíduo e intervalos curtos entre os períodos reprodutivos. T. formicaria e M. chamissois apresentaram um período relativamente curto de frutificação, porém com maturação não-simultânea dentro do mesmo indivíduo. A frutificação das espécies zoocóricas foi durante o período chuvoso, coincidindo com o período de dispersão de animais.

Balanço de nutrientes na produção de mudas cítricas cultivadas em substrato

A formação de mudas cítricas livres das principais doenças da citricultura e com certificação de origem faz parte da estratégia do setor para manter a continuidade e a competitividade do agronegócio citrícola brasileiro. As normas atuais de defesa sanitária vegetal do Estado de São Paulo determinam que a produção de mudas cítricas certificadas deve ser feita em ambiente protegido por tela à prova de insetos vetores e cultivadas em contêineres com substrato esterilizado. Já existe grande número de empresas produzindo mudas nestas condições, contudo não existem recomendações de doses e formas de manejo de fertilizantes. O ensaio foi conduzido num viveiro comercial, utilizando dois porta-enxertos e dois sistemas de adubação: fertirrigação e fertilizantes de liberação lenta. O período experimental compreendeu desde o transplante das mudas para os contêineres até a poda de formação das mudas, num total de 250 dias, com coletas mensais de plantas e semanais de solução. Os tratamentos foram arranjados no esquema fatorial 2 x 2 x 8, com quatro repetições. Os resultados mostraram que existe tanto imobilização como liberação de nutrientes no substrato, os quais podem superar as perdas por lixiviação. Os balanços entre as quantidades de nutrientes aplicadas e os valores recuperados foram satisfatórios, apesar de não serem exatos devido às fontes de erros que começam na amostragem de volumes de solução por período longo até erros analíticos em laboratório. As perdas de N, P e K por lixiviação foram, respectivamente, de 8; 12 e 26% para a fertirrigação e 7; 10; 56%, para os fertilizantes de liberação lenta, portanto próximas, com exceção do potássio, cujas doses aplicadas foram diferentes entre os sistemas de manejo. Da mesma forma, as quantidades de nutrientes absorvidos também foram semelhantes, com exceções do potássio, manganês e zinco. Isso mostra que a estratégia de seleção do sistema de adubação deve considerar principalmente a questão dos custos dos fertilizantes, pois a principal vantagem apontada para os fertilizantes de liberação lenta, que é diminuir as perdas por lixiviação, não foi observada nesse estudo.

Propriedades físicas e químicas de feijão comum preto, cultivar Iapar 44, após envelhecimento acelerado

Feijão armazenado por período longo em temperatura e umidade relativa elevadas torna-se endurecido e resistente ao cozimento devido ao desenvolvimento do defeito "difícil de cozinhar". Este trabalho teve como objetivo avaliar algumas propriedades físicas e químicas de feijão comum preto (Phaseolus vulgaris L.) cultivar Iapar 44, envelhecido. O envelhecimento do feijão foi acelerado a 41ºC e 75% de UR, por 30 e 60 dias, e feijão novo mantido a 5ºC e 60% de UR foi considerado controle. Foram avaliados o tempo de cozimento, por meio do equipamento de Mattson adaptado; a composição química e o pH dos grãos; a solubilidade em água e o perfil eletroforético das proteínas. Os resultados foram submetidos à análise de variância e teste de comparação de médias de Tukey (p<0,05). Verificou-se que o armazenamento, nos dois tempos, causou: aumento no tempo de cozimento dos grãos; diminuição do teor de umidade, aumento do teor de cinzas e manutenção dos teores de proteínas, lipídeos e carboidratos; diminuição do pH e diminuição da solubilidade e a mudança do perfil eletroforético das proteínas. Estes resultados estão de acordo com dados da literatura, que demonstram que durante o armazenamento de feijão em alta temperatura e umidade relativa há formação de ácidos, conduzindo à diminuição da solubilidade e estabilidade térmica das proteínas.

Estudo da morfologia e cristalinidade em polipropileno isotático submetido a deformação uniaxial em temperatura ambiente

A utilidade de alguns polímeros depende principalmente de suas propriedades elétricas, ópticas, bioquímicas e térmicas, porém na maioria dos exemplos a propriedade fundamental para as aplicações reside em suas propriedades mecânicas. Os mecanismos de deformação em polímeros semi-cristalinos são em geral complexos e dependem do arranjo e do tamanho dos cristais. A deformação plástica de polímeros semi-cristalinos é produzida pela força aplicada ao sistema, com modificações de suas propriedades termodinâmicas e morfológicas, obtendo-se materiais com novas propriedades e aplicações. Os sistemas estudados neste trabalho, consistem de amostras de polipropileno isotático, (i-PP) comercial, fornecidas pela OPP Petroquímica (III Pólo Petroquímico – Triunfo / RS). As amostras, na forma de grânulos, foram moldadas pelo processo de injeção onde duas massas molares diferentes foram investigadas. As placas moldadas por injeção, com espessura de aproximadamente 3,0 mm, foram cortadas nas dimensões padrões de 17,2 mm X 4,7 mm e após, deformadas plasticamente por compressão plana uniaxial à temperatura ambiente. A análise da morfologia e cristalinidade deste material foram realizadas utilizando as técnicas de difração raios-X em alto ângulo (WAXD), espalhamento de raios-X em baixo ângulo (SAXS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Através da técnica de WAXD foi possível a identificação das diferentes fases cristalinas α e β do i-PP, antes e depois das amostras serem deformadas por compressão uniaxial. A determinação da cristalinidade foi realizada via difração de raios-X, utilizando as geometrias θ - 2θ e de Debye Scherrer, sendo a quantificação realizada a partir da área dos picos cristalinos obtidos a partir da indexação das reflexões de Bragg, utilizando o programa FULLPROF. Como resultado obtido, foi verificado uma significativa diminuição da cristalinidade com o aumento da deformação por compressão aplicada sobre as amostras. Com as medidas de SAXS, foram observados os perfis de espalhamento anisotrópicos e isotrópicos para as amostras sem deformação para maior e menor massa molar, respectivamente. O período longo (L) do material, definido pela soma da espessura lamelar do cristal (dc) e a espessura da camada amorfa (da), também foi obtido para estas amostras. A deformação causou uma diminuição do L, o que levou a diminuição da dc, seguido pelo aumento da da. Porém, com o aumento da deformação observa-se uma diminuição das intensidades espalhadas em torno do eixo azimutal. Este efeito pode ser atribuído ao aumento da fase amorfa seguido pela diminuição da fase cristalinidade. As modificações morfológicas ocorridas nas estruturas esferulíticas e lamelares foram avaliadas utilizando a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), e a Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). O efeito da deformação plana por compressão ficou registrado nas imagens de XXIX MEV e MET, onde verificou-se o alongamento das estruturas esferulíticas na direção de fluxo, seguido da destruição parcial da mesma em deformação por compressão maiores. As imagens obtidas em MEV e MET, foram tratadas a fim de se verificar o grau de orientação e a distribuição da orientação em nível microestrutural por meio do método direto das secantes em um plano e da rosa dos interceptos. Neste caso, quando a rosa apresenta duas pétalas, tem-se um eixo de orientação; com quatro pétalas, dois eixos de orientação, e assim sucessivamente.Em um sistema isométrico sem nenhuma orientação, a rosa dos interceptos apresentará como resultado uma circunferência. Os resultados obtidos para as imagens de MEV e MET em nível esferulítico mostraram que a rosa dos interceptos parte de uma estrutura simétrica com baixo grau de orientação para uma estrutura orientada definida por um sistema de duas pétalas, seguido pelo aumento do grau de orientação para pressões de deformações maiores. Para as imagens de MET em nível lamelar observou-se o aumento do grau de orientação devido o aumento da deformação até 10 MPa. Neste caso, a rosa dos interceptos parte de uma estrutura definida por quatro pétalas (sistema dois eixos de orientação) para uma estrutura de duas pétalas, apresentando um sistema com um eixos de orientação. Porém, para pressões de deformações entre 20-3200 MPa observou-se a diminuição do grau de orientação, pois uma maior desordem é observado nas estruturas devido a amorfização do material, sendo a rosa dos interceptos demostrada por uma estrutura simétrica. Medidas com termopar foram realizadas para verificação do comportamento térmico no momento da deformação. Neste caso, foi verificado um aumento significativo da temperatura com o aumento da deformação. Porém, para as amostras deformadas com 3200 MPa foi observado dois picos de temperatura. Onde o primeiro pico foi atribuído ao comportamento adiabático seguido pela relaxação do material, enquanto o segundo pico foi verificado com grande aumento de temperatura no momento da explosão do material.