O cancro cítrico é uma das doenças mais temidas da citricultura devido ao seu poder de proli-feração nas fazendas, aos danos causados às plantas e aos frutos e à forma de combate adota-da pelos órgãos responsáveis através da erradicação das plantas contaminadas e de outras em sua vizinhança. No Brasil, um dos principais motivos que minimiza a eficiência da erradicação do cancro cítrico é a confirmação do diagnóstico, que necessita ser realizada em alguns laboratórios credenciados. A análise de muitas amostras em conjunto com o tempo gasto com o transporte aumenta a chance de proliferação da doença no campo. Neste trabalho aplicamos técnicas de espectroscopia da fluorescência em folhas de culturas cítricas na intenção de pro-por um método de diagnóstico do cancro cítrico a ser realizado na fazenda e com resposta em tempo real. As amostras experimentais são folhas de variedades cítricas sadias e contaminadas com cancro ou outras doenças. Iniciamos o trabalho aplicando espectroscopia da fluorescência no laboratório. Os resultados provaram a viabilidade do método, mas revelou uma enorme sobreposição de dados ao tentar discriminar o cancro de outra doença. Análises com-plementares nos revelaram que os experimentos deveriam ser feitos no campo, identificando plantas contaminadas e tomando a fluorescência de folhas sadias como referência. A espec-troscopia da fluorescência no campo foi feita com um espectrômetro portátil. O resultado nos possibilitou propor critérios de discriminação do cancro baseado em figuras de mérito. O melhor critério apresentou 79% de acertos, com 88% de sensibilidade e 68% de especificidade. Concluímos que os valores poderiam ser melhores se a espectroscopia fosse realizada com imagens, pois as variações do espectro ocorrem devido ao posicionamento da fibra na lesão do cancro. Passamos a estudar a espectroscopia das imagens da fluorescência com um sistema baseado em um espectrógrafo. Os resultados provaram a viabilidade do estudo e revelaram particularidades espaciais e espectrais das doenças. Infelizmente essa instrumentação só pode ser usada no laboratório, por isso optamos por desenvolver outro sistema mais simples e robusto, a base de uma roda de filtros com filtros passa-banda. Os re-sultados revelaram novas particularidades espaciais e espectrais das amostras, porém nos revelou a necessidade de um processamento de imagem para obter análises quantitativas. O sistema de imagens com filtro ainda foi usado em outro experimento complementar onde as imagens forneceram resultados quantitativos, provando a funcionalidade da técnica. / Citrus canker is one of the most feared diseases of citrus due to its dissemination in the farms, the damage caused to plants and fruits and how to combat adopted by national government through the eradication of infected plants and others in your neighborhood. In Brazil, one of the main reasons that minimizes the effectiveness of citrus canker`s eradication is the confir-mation of the diagnosis by specialized laboratories. The time spent to transport and to analyses many samples increases the chance of canker spreading in the field. In our work we apply spectroscopic techniques of fluorescence in leaves of citrus crops with the aim to propose a method for diagnosis of citrus canker to be held on the farm and real-time response. The expe-rimental samples are leaves of healthy citrus varieties and contaminated with canker or other diseases. We began the work by applying fluorescence spectroscopy in the laboratory. The results proved the feasibility of the method, but showed a huge overlap of data to try to dis-criminate cancer from other diseases. Further analysis revealed that those experiments should be done in the field, focusing to identify infected plants and taking the fluorescence of healthy leaves as a reference. Fluorescence spectroscopy in the field was made with a portable spectrometer. The result allowed us to propose some criteria for canker discrimination based on figures of merit. The best criteria presents 79% correct tests, with 88% sensitivity and 68% specificity. We conclude that these values could be better if the spectroscopy was performed with images, because the variations of the spectrum are due to the positioning of the fiber over the canker lesion. We study the spectroscopy of fluorescence images with a system based on a spectrograph. The results proved its feasibility and revealed spatial and spectral particular features of the diseases. Unfortunately, this instrumentation can only be used in the laborato-ry, so we decided to develop another system more simple and robust. The new system is based on a filter wheel with band-pass filters. The results revealed new spatial and spectral characteristics of the samples, but revealed the need for an image processing for quantitative analysis. This imaging system was still used in another supplementary experiment where the images have provided quantitative results, proving the functionality of the technique.

A birrefringência fotoinduzida e a formação de grades de relevo vêm sendo extensivamente investigadas em filmes de azopolímeros, obtidos por diversas técnicas de fabricação. Embora para azopolímeros amorfos já haja modelos bem estabelecidos tanto para explicar a dinâmica de fotoindução da birrefringência quanto para o transporte de massa que leva à formação de grades de relevo, o mesmo não ocorre para os azopolímeros líquido-cristalinos. Numa tentativa de contribuir para dirimir dúvidas da literatura, nesta dissertação foi sintetizado um azopolímero com diferentes massas molares, depois empregado em medidas de armazenamento óptico e fotoinscrição de grades de relevo. A síntese dos polímeros foi feita a partir do 4,4-difenilmetano-diisocianato (MDI) e de um azomonômero, sintetizado em três etapas: síntese do azocorante, incorporação do segmento flexível e funcionalização do monômero. Os materiais foram caracterizados por espectroscopia ultravioleta-visível (UV-Vis), espectroscopia infravermelha (FTIR) e ressonância magnética nuclear de hidrogênio (1H-RMN). A massa molecular dos polímeros (Mn e Mw) foi determinada por cromatografia de exclusão de tamanha (HPSEC). Através de calorimetria diferencial exploratória (DSC), microscopia óptica polarizada e difração de raios X foram comprovadas as propriedades líquido-cristalinas do azomonômero e dos polímeros. A transição da fase anisotrópica para a isotrópica ocorreu em aproximadamente 79oC no monômero e 84oC para os polímeros. Filmes de Langmuir estáveis foram obtidos para os polímeros na interface ar-água, propiciando a transferência para substratos sólidos na forma de filmes Langmuir-Blodgett (LB). Esses filmes foram usados para armazenamento óptico, sendo que a birrefringência fotoinduzida foi mais alta do que em filmes cast, provavelmente devido à melhor organização do filme LB. Grades de relevo foram inscritas nos dois tipos de filme usando um laser de baixa intensidade, ao contrário do que encontra na literatura, em que grades só são formadas se lasers de altas intensidades são empregados. Embora a amplitude das grades seja pequena e o processo de fotoinscrição ainda precise ser otimizado, este resultado abre novas perspectivas de emprego de azopolímeros líquido-cristalinos. / Photoinduced birefringence and surface-relief gratings (SRGs) have been extensively investigated in azopolymer films obtained with various film-fabrication methods. Even though well-established models exist for amorphous azopolymers which explain the dynamics of photoinduced birefringence and mass transport leading to SRGs, the same is not true for liquid-crystalline azopolymers. In an attempt to try and resolve controversies in the literature, in this work we synthesized an azopolymer with two different molar masses, which were then employed in optical storage and photoinscription of SRGs. The synthesis was performed with 4,4-diphenylmethane-diisocyanate (MDI) and an azomonomer obtained in a 3-step procedure: synthesis of the azodye, incorporation of the flexible segment and functionalization of the monomer. The materials were characterized by ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), infrared spectroscopy (FTIR) and proton nuclear magnetic resonance (1H-NMR). The molar mass of the polymers was determined by high performance size exclusion chromatography (HPSEC). The liquid-crystalline properties of the azomonomer and azopolymers were confirmed via differential scanning calorimetry (DSC), polarized optical microscopy and X-ray diffraction, with a isotropic-liquid crystal phase transition occurring at ca 79oC and 84oC for the monomer and polymers, respectively. Stable Langmuir films made with the azopolymers could be formed at the air-water interface, which were transferred onto solid substrates in the form of Langmuir-Blodgett (LB) films. These LB films could be used in optical storage experiments, with the photoinduced birefringence being higher than in cast films of the same azopolymers, probably due to the better organization of the nanostructured LB films. SRGs could be photoinscribed on both types of film with a low-intensity laser beam, in contrast to the reports in the literature, according to which SRGs can only be inscribed on liquid-crystalline azopolymer samples if high laser intensities are used. Though the SRG amplitude was small and the photoinscription process still needs to be optimized, this finding may open the way for a host of new applications of liquid-crystalline azopolymers.

O presente trabalho reúne elementos para a análise dos principais problemas e dificuldades inerentes à implementação de um dispositivo para a aferição de velocímetros de veículos automotores, de forma a atender a legislação prevista no código nacional de Trânsito, determinada pela Portaria n.º 115 de 1998, que define erros máximos permitidos para velocímetros de ± 5km/h para velocidades de até 100km/h e de ± 5% para velocidades acima de 100km/h. Inicialmente são apresentados e comparados os principais métodos de medição de velocidade abordados na literatura. A partir desta análise, é implementado um método inovador decorrente do efeito de escorrimento ou blur, onde, através do estudo das características e regularidades contidas em uma única imagem borrada, será determinada a velocidade da superfície em análise. A partir de uma bancada que simula o solo em movimento e, utilizando-se uma câmera CCD (Charge Coupled Device) e um frame grabber, fez-se a aquisição de imagens da superfície asfáltica em movimento. A informação de velocidade pôde então ser determinada, através da análise das regularidades contidas na imagem dinâmica devido ao efeito de escorrimento ou efeito blur. Obteve-se resultados suficientes para a aferição de velocímetros, com erros máximos abaixo de 5%. A técnica desenvolvida e avaliada na prática através de uma bancada que simula o asfalto em movimento, demonstrou uma precisão de 0,8% numa faixa de velocidades de 0 a 20km/h , de 1,5% numa faixa de velocidades de 20 a 60km/h e de 2,5% numa faixa de velocidades de 60km/h a 80km/h. Finalmente foram investigados os fatores preponderantes que limitaram os erros nesta ordem de grandeza. / This work gathers elements for the study and analysis of the main problems and difficulties inherents to the implementation of a device to the gauging of a speedometer of automotive vehicles, in order to meet the foreseen legislation described by the governmental decree nº 115 from 1998, which defines the maximum allowed error for speedometers of ± 5km/h for speeds till 100km/h and ± 5% for speeds above 100km/h. From this study, a new method, based on the blur effect, is proposed. In the method, the speed of the target surface is determined by analyzing the characteristics and regularities contained in a single blurred image. Starting from a device that simulates the soil movement and, using a CCD (Charge Coupled Device) camera and a frame grabber, the acquisition of images of the moving asphalt surface was done. The information of speed then could be determined, through the study of the regularities contained in the dynamic image due to the blur effect. The necessary results for the gauging have been achieved with success, with precision below 5%. The developed and evaluated technique in practice through a device that simulates the asphalt in movement has demonstrated a precision of 0,8% in a range of speeds from 0 to 20km/h, 1,5% in a range of speeds from 20km/h to 60km/h and 2,5% in a range of speeds from 60km/h to 80km/h. Finally, it was investigated the preponderant factors which have limited the errors in this order of greatness.

Submitted by Socorro Albuquerque (sbarbosa@ufpa.br) on 2018-04-27T20:04:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_UsoLidarAerotransportado.pdf: 3437847 bytes, checksum: 9fb066cbe1200a8a789b65cbb8c3e007 (MD5) / Approved for entry into archive by Socorro Albuquerque (sbarbosa@ufpa.br) on 2018-04-27T20:05:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_UsoLidarAerotransportado.pdf: 3437847 bytes, checksum: 9fb066cbe1200a8a789b65cbb8c3e007 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-27T20:05:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_UsoLidarAerotransportado.pdf: 3437847 bytes, checksum: 9fb066cbe1200a8a789b65cbb8c3e007 (MD5) Previous issue date: 2018-03-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta pesquisa está centrada na definição de métodos para a utilização de dados de Light Detection And Range – LiDAR em mapeamento geológico estrutural. Na Região Amazônica, em particular nas formações ferríferas bandadas da Província Mineral de Carajás – PMC, a cobertura vegetal compromete a extração de informações estruturais a partir de dados de sensoriamento remoto ótico, pois ela mascara as feições geomorfológicas e estruturais que podem corresponder as estruturas geológicas. Esta tese abordou a aplicação de técnicas de processamento digital de imagens de dados LiDAR, a partir de i) modelo de relevo sombreado – MRS do, o qual foi utilizado uma configuração com oito modos de iluminação com visadas distintas variando de 45º entre elas, para geração de mapas de alinhamentos; e ii) filtragem laplaciana em modelo de relevo sombreado – FLMRS em visadas multidirecionais. Em ambos os mapas resultantes foram observados os mesmos trends estruturais, NE-SW, NW-SE e secundariamente N-S e E-W. No entanto, o mapa gerado a partir da FLMRS em visadas multidirecionais apresentou uma melhor geometria da distribuição espacial dos lineamentos. Os resultados obtidos a partir da análise dos dados LiDAR foram comparados com dados estruturais coletados e analisados a partir do estudo da deformação do minério de ferro e nas rochas vulcânicas associadas na mina da Serra Sul de Carajás - S11D. A análise estrutural mostrou um único episódio refletindo encurtamento na direção E-W, com a instalação de dois sistemas de falhas, uma de direção NE-SW e a mais nova de direção NW-SE. Esta deformação é responsável pela geometria das rochas do platô S11D, formando uma sequência sinformal/antiformal com caimento para NE e SE acompanhando o e desses sistemas de falhas e com planos axiais mergulhando em alto ângulo para NW e NE formando dobras com padrões de interferência complexos. A laminação no minério de ferro preserva ainda estruturas primárias e não há evidências de milonitização pervasiva nestas rochas. Propõe-se um modelo deformacional para as rochas do Platô S11D relacionado a transpressão controlada pela Falha Carajás durante movimentos sinistrais regionais. A análise comparativa de mapas estruturais gerados com dados LiDAR aerotransportados e métodos manuais tradicionais foram realizados a partir do comparativo dos dois mapas. O cálculo e quantificação da dispersão das linhas de contorno estrutural em cada área a partir dos diferentes métodos mostrou um coeficiente de correlação que variou entre 0,91 e 0,93, sugerindo um bom grau de similaridade entre as estruturas mapeadas, embora haja variações na orientação e abundância nas linhas de contorno estrutural. Em geral, os resultados demonstram a eficácia dos dados LiDAR aerotransportado para extrair informações estruturais detalhadas e precisas em terrenos tropicais, podendo ser utilizados para complementar o mapeamento estrutural baseado em dados de campo. / This research is focused on the definition of methods for the use of Light Detection And Range - LiDAR data in structural geological mapping. In the Amazon Region, in particular in the banded iron formations of the Mineral Province of Carajás - PMC, the vegetal cover compromises the extraction of structural information from optical remote sensing data, since it masks the geomorphological and structural features that can correspond the geological structures . This thesis addressed the application of digital image processing techniques of LiDAR data, from i) shaded relief model - MRS do, which used a configuration with eight lighting modes with different views ranging from 45º between them, to generation of alignment maps; and ii) laplacian filtration in shaded relief model - FLMRS in multidirectional visions. In both resulting maps the same structural trends, NE-SW, NW-SE and secondarily N-S and E-W were observed. However, the map generated from the FLMRS in multidirectional visions presented a better geometry of the spatial distribution of the lineaments. The results obtained from the analysis of LiDAR data were compared with structural data collected and analyzed from the study of iron ore deformation and associated volcanic rocks at the Serra Sul de Carajás mine - S11D. The structural analysis showed a single episode reflecting shortening in the E-W direction, with the installation of two fault systems, one NE-SW direction and the new NW-SE direction. This deformation is responsible for the geometry of the rocks of the S11D plateau, forming a sinformal / antiformal sequence with NE and SE trim along with these fault systems and with axial planes dipping at high angles to NW and NE forming folds with complex interference patterns. Lamination in iron ore still preserves primary structures and there is no evidence of pervasive milonization in these rocks. It proposes a deformational model for the rocks of the S11D Plateau related to transpression controlled by the Carajás Fault during regional sinistral movements. The comparative analysis of the structural maps generated with airborne LiDAR data and traditional manual methods were performed from the comparative of the two maps. The calculation and quantification of the dispersion of the structural contour lines in each area from the different methods showed a correlation coefficient that varied between 0.91 and 0.93, suggesting a good degree of similarity between the mapped structures, although there are variations in the orientation and abundance in the structural contour lines. In general, the results demonstrate the effectiveness of the airborne LiDAR data to extract detailed and accurate structural information on tropical terrain and can be used to complement the fieldbased structural mapping.

Submitted by CARLA MARIA GOULART DE MORAES (carlagm) on 2015-06-24T17:27:45Z No. of bitstreams: 1 Hoff_Alexandre.pdf: 2065929 bytes, checksum: 98c0be0d6bc2dd6c614a2379999cb6f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-24T17:27:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hoff_Alexandre.pdf: 2065929 bytes, checksum: 98c0be0d6bc2dd6c614a2379999cb6f6 (MD5) Previous issue date: 2013-01-18 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia experimental para medição de fração de vazio em um escoamento bifásico ar-água, utilizando sensor óptico em um minicanal horizontal de 2,6 mm de diâmetro interno. O sistema de medição consiste de um diodo emissor de luz (LED) de alto brilho, uma resistência dependente de luz (LDR), um circuito amplificador e um circuito para aquisição de dados. Os experimentos são realizados com um tubo de vidro que fica entre o LED e o LDR, no qual passa a mistura ar-água e conforme o padrão de escoamento a luz é atenuada no LDR, que altera sua resistência variando a tensão. Os testes são realizados com vazões volumétricas do líquido de 160, 123 e 63 ml/min e volume de gás de 0,05 e 0,1 ml e os padrões de escoamento testados e observados foram do tipo bolhas, pistonados e golfadas. Nos ensaios são registradas imagens do escoamento, ou dos padrões de bolhas, com uma câmera de alta velocidade e o processamento destas imagens é utilizado para valid ar a técnica do sensor óptico. As áreas das bolhas, em pixels, são comparadas com as áreas das curvas do sinal do sensor óptico e uma boa correlação foi encontrada. Uma curva de calibração do sensor é apresentada para padrão de escoamento tipo bolhas, permitindo encontrar uma relação entre a fração de vazio e a tensão medida pelo sensor. Os resultados obtidos mostraram que a técnica do sensor óptico pode ser usada com bons resultados para a medição de fração de vazio média para um escoamento bifásico ar-água e para a identificação de padrões de escoamento em tubos de diâmetro reduzido. / This work presents the development of an experimental methodology for measuring void fraction in an air-water two-phase flow, using optical sensor in a horizontal mini channel of 2.6 mm internal diameter. The measurement system consists of a light emitting diode (LED) of high brightness, light dependent resistor (LDR), amplifier circuit and data acquisition circuit. The experiments are performed with the air-water flow passing through a glass tube section positioned between the LED and LDR . According to the flow pattern, light is attenuated and impinges on LDR, changing its resistance and thus varying the voltage measured by data acquisition circuit. The tests are conducted with liquid volumetric flow of 160, 123 and 63 ml/min and gas volume of 0.05 and 0.1 ml and flow patterns tested and observed were bubbly and plug. During the tests images of the flow are registered, or the bubbles flow patterns, with a high-speed camera and the processing of these images is used to validate the optical sensor technique. The bubble areas, in pixels, are compared to area under the curve produced from optical sensor signal and a good correlation was found. A calibration curve of the sensor is obtained for bubbly flow pattern, and a correlation between void fraction and the tension is proposed. The results show that the optical sensor technique is adequate for average void fraction measurements in air-water two-phase flow and for flow patterns identification in mini channels.

Este trabalho é uma contribuição às análises de forças de aprisionamento óptico exercidas sobre partículas esféricas por superposições discretas de feixes de Bessel. Um estudo teórico-numérico foi realizado no regime de óptica geométrica, completando as pesquisas já realizadas com tais feixes e no caso escalar, tanto no regime de Rayleigh quanto através de um formalismo eletromagnético completo. Investigam-se padrões longitudinais de intensidade de possível interesse prático, com potenciais de fornecer múltiplas armadilhas ópticas simultâneas utilizando dois métodos de análise. O primeiro parte da observação de que no regime paraxial todos os raios associados aos feixes se encontram quase paralelos entre si quando se toma como aproximação uma superposição de raios paralelos que incidem completamente sobre um hemisfério do espalhador. Tal método, entretanto, é naturalmente restrito pelas forças transversais. O segundo, que torna mais confiáveis e precisas as predições acerca da componente longitudinal de força, adota procedimentos mais robustos que levam em consideração tanto a contribuição da pressão de radiação (força de espalhamento) quanto a força gradiente devido a gradientes locais de intensidade associados a raios não-paralelos. Assim, acredita-se que este trabalho traz como contribuição um reforço a esta classe específica e promissora de feixes não difrativos como feixes de luz interessantes para aplicações em aprisionamento e micromanipulação óptica. / This work is a contribution to the analyses of optical trapping forces exerted on spherical particles by discrete superpositions of Bessel beams. A theoretical-numerical study has been carried out in the ray optics regime, completing the pre-existing research performed with such beams, in the scalar case, both in the Rayleigh regime and through a complete electromagnetic formalism. We investigate longitudinal intensity patterns of possible practical interest with potential to provide multiple simultaneous optical traps, by using two methods of analysis. The first assumes that, in the paraxial regime, all rays associated to the beams are almost parallel to each other, taking a superposition of parallel rays that are completely incident on a hemisphere of the scatterer as a suitable approximation. Such a method, however, is naturally constrained by the transverse forces. The second one, which makes the predictions about the longitudinal force component more reliable and accurate, adopts more robust procedures that take into consideration the contribution of the radiation pressure (scattering force) as well as the gradient force due to local intensity gradients associated to non-parallel rays. Thus it is hoped that this work will contribute to reinforce this specific and promising class of non-diffractive beams as interesting light beams for applications in optical trapping and micromanipulation.

Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2013-01-16T15:26:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoEfeitosFaraday.pdf: 2830184 bytes, checksum: a65a882a543c4f569716126c34a612bb (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-01-17T13:08:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoEfeitosFaraday.pdf: 2830184 bytes, checksum: a65a882a543c4f569716126c34a612bb (MD5) / Made available in DSpace on 2013-01-17T13:08:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoEfeitosFaraday.pdf: 2830184 bytes, checksum: a65a882a543c4f569716126c34a612bb (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho foi investigada e otimizada uma nova heteroestrutura planar de três camadas com efeitos magneto-ópticos de Faraday e de Kerr aprimorados e transmissão óptica extraordinária na região de comprimento de onda de 925 a 1200 nm. Esta estrutura consiste de uma placa metálica não magnética de ouro perfurada periodicamente e colocada sobre duas finas camadas dielétricas, sendo uma composta por um material não magnético e outra composta por um material magnético (Bi-substituted Yttrium Iron Garnet) uniformemente magnetizado perpendicularmente ao seu plano. Analisando e otimizando esta estrutura, obteve-se rotação de Faraday e rotação de Kerr três vezes e nove vezes maior, respectivamente, que os de dispositivos análogos publicados na literatura. Além disso, esta estrutura foi otimizada para obter um aumento de 40% da transmissão óptica extraordinária, preservando o ângulo de rotação de Faraday. A heteroestrutura investigada pode ser utilizada em dispositivos ópticos não recíprocos. / In this work a new planar heterostructure of three layers with an enhanced magneto-optical Faraday and Kerr effects and extraordinary optical transmission in the wavelength region 925 to 1200 nm was investigated and optimized. This structure consists of a periodically perforated non-magnetic metallic (Au) plate, placed on two thin dielectric layers, one composed by non-magnetic material and other composed by magnetic material (Bi-Substituted Yttrium Iron Garnet) uniformly magnetized perpendicularly to its plane. Analyzing and optimizing this structure, we obtained Faraday rotation and Kerr rotation 3 times and 9 times larger, respectively, than those in analogues devices published in the literature. In addition, this structure was optimized to obtain a 40% increase of extraordinary optical transmission, preserving the angle of Faraday rotation. The investigated heterostructure can be used in non-reciprocal optical devices.

Diante da deficiência de ferro que leva a processos degenerativos do sistema nervoso central e da estimulação tátil neonatal como uma estratégia não invasiva e promissora para atenuar os déficits causados pela degeneração, assim, justifica-se comparar em ratos submetidos à dieta deficiente em ferro (A - 4mg/kg) ou dieta adequada em ferro (C - 35mg/kg) os efeitos da estimulação tátil neonatal, em relação aos aspectos morfológicos e morfométricos das células gliais, fibras mielínicas e vasos sanguíneos do nervo óptico, aos 18, 22 e 32 dias de idade. Foram utilizadas 12 ninhadas de ratos Wistar, compostas por 12 ratas-mãe e 72 filhotes machos recém-nascidos, que por sua vez, foram divididos em dois grupos de acordo com a dieta submetida às ratas-mãe (A e C). Metade das ninhadas do grupo A e C foram submetidas à estimulação tátil (E) e a outra metade não recebeu nenhuma forma de estímulo (N). Resultando, portanto, nos seguintes grupos experimentais: grupo controle não estimulado (CN), grupo controle estimulado (CE), grupo anêmico não estimulado (AN), e grupo anêmico estimulado (AE), cada grupo foi composto por 3 ratas-mães e 18 filhotes. Aos 18, 22 e 32 dias de vida, seis animais de cada grupo experimental foram profundamente anestesiados e perfundidos por via transcardíaca. Os nervos ópticos foram cuidadosamente dissecados com o auxílio de um estereomicroscópio (Stemi DRC, Carl Zeiss) e esses fragmentos foram refixados em tetróxido de ósmio a 1% em tampão fosfato e então processados para inclusão em araldite. Na análise dos aspectos morfológicos dos nervos ópticos dos ratos do grupo AN, foi observada grande quantidade de fibras com aumento do diâmetro axônal indicando aumento de líquido intracelular e, por conseguinte edema axônal. Ainda, foram encontradas bainhas de mielina desconfiguradas, caracterizando frouxidão lamelar ou desprendimento da bainha de mielina de seu axônio, além do mais, é notório o aumento de espaços entre as fibras. Os astrócitos e os oligodendrócitos também demonstravam sinais claros de sofrimento celular, apresentando deformidades da membrana nuclear, como invaginação ou irregularidade do envelope nuclear. Os nervos ópticos dos ratos anêmicos e submetidos à estimulação neonatal apresentaram diminuição dos efeitos deletérios da deficiência de ferro. Não houve diferença das características dos nervos ópticos dos grupos CN e CE. De acordo com o resultado de quantificação de células gliais, constata-se que os animais alimentados com dieta inadequada em ferro apresentaram maior quantidade de astrócitos e menor quantidade de oligodendrócitos em todas as idades estudadas e essas medidas não são alteradas pela estimulação tátil neonatal. A quantificação de vasos sanguíneos mostra que a dieta deficiente em ferro não tem qualquer efeito sobre a densidade de vasos, entretanto a estimulação tátil neonatal aumenta significativamente o número de vasos no nervo óptico. A quantificação revelou grande aumento de fibras nervosas mielínicas lesadas nos animais que se alimentaram com dieta deficiente em ferro e também revelou que a estimulação tátil neonatal diminui o número de fibras lesadas. Os dados do presente estudo mostram que animais alimentados com dieta deficiente em ferro sofrem alterações celulares importantes durante o desenvolvimento pós-natal precoce do nervo óptico quando comparados com controle. Também é possível notar que a estimulação tátil neonatal, realizada no período crítico do desenvolvimento do SNC foi eficaz, minimizando a quantidade de fibras mielínicas lesadas e aumentando a quantidade de vasos sanguíneos. / Previous studies showed that iron deficiency leads to degenerative processes in the CNS and neonatal tactile stimulation is a noninvasive and promising strategy to attenuate the deficits caused by the degeneration, it is important to compare in rats, subjected to iron-deficient diet (A - 4mg/kg) or iron-adequate diet (C - 35mg/kg), the effects of neonatal tactile stimulation on the morphometric aspects of the optic nerve, such as the quantification of glial cells, blood vessels and myelinated fibers, at 18, 22 and 32 days of age. A total of twelve litters of Wistar rats was used, consisting of 12 dam and 72 male newborns, which were divided into two groups according to the diet given to the dam (A and C). Half of the litters in group A and C was subjected to tactile stimulation (E) and the other half received no stimulation (N). Finally, resulting in four experimental groups: non-stimulated control group (CN), stimulated control group (CE), the non-stimulated anemic group (AN), and the stimulated anemic group (AE), each group consisted of 3 dam and 18 pups. At 18, 22 and 32 days of life, six pups of each group was anesthetized and sacrificed by transcardiac perfusion. The optic nerve of the pups was dissected and immersed in 1% osmium tetroxide and embedded in araldite. Morphological analysis of the AN group showed that a large amount of fibers with increased axonal diameter which indicates excessive intracellular fluid and therefore axonal swelling. Furthermore, it was found disarranged myelin sheaths, characterized by lamellar loose or myelin detached from its axon. In addition, there was an increase of spaces between the fibers. Astrocytes and oligodendrocytes also showed clear signs of cell suffering, with deformities of the nuclear membrane, such as invagination or irregularity of the nuclear envelope. The analysis of the AE group showed a decrease of the deleterious effects of iron deficiency. There was no difference in the characteristics of the optic nerves of CN and CE groups. According to the result of glial cells quantification, it was found that animals fed with iron-deficient diet had a higher amount of astrocytes and a lower amount of oligodendrocytes at all ages studied, and these numbers were not altered by tactile stimulation. The blood vessels quantification shows that the iron-deficient diet has no effect on the vessel density, however, the neonatal tactile stimulation increased significantly the number of vessels in optic nerve. Morphometry showed a significant increase of the number of damaged fibers on optic nerve of animals that were fed with iron-deficient diet and neonatal tactile stimulation reduced the number of damaged fibers in these animals. The present study showed that animals fed with iron-deficient diet presented significant cellular changes during the early postnatal development of the optic nerve compared with their paired controls. It was also noted that the neonatal tactile stimulation, performed during the critical period of development of the CNS was effective, minimizing the amount of damaged fibers and increasing the amount of blood vessels.

A maioria dos solos tropicais e subtropicais apresenta disponibilidade insuficiente de nitrogênio (N) para atender a demanda da cultura do algodão visando à obtenção de elevados rendimentos. O N nas plantas pode ser avaliado através da utilização de sensores de espectrometria óptica ativa, nos quais se destaca o equipamento comercial utilizado neste trabalho (N-SensorTM ALS), capaz de determinar a dose de N a ser aplicada em cobertura em tempo real. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o desempenho de um sensor óptico ativo, sonares e clorofilômetro para predizer parâmetros de planta e testar estratégias de adubação nitrogenada baseada nas leituras do sensor óptico para aumento da produtividade do algodoeiro em sistemas de cultivo adensado e convencional. Os experimentos foram realizados durante três anos sendo: a) em Chapadão do Céu, GO nas safras 2012/13 e 2013/14; b) e em Campo Verde, MT na safra 2014/15. Os parâmetros de planta avaliados foram: altura, massa seca, massa fresca e nitrogênio acumulado na biomassa. Estes parâmetros foram analisados nas áreas correspondentes à adubação em taxa fixa e correlacionados com o índice de vegetação gerado pelos sensores. Os resultados demonstraram que o sensor ativo de dossel utilizado é altamente eficiente em estimar altura de planta, massa fresca, massa seca e nitrogênio acumulado na cultura do algodoeiro. A utilização de clorofilômetro para monitorar o teor de N foliar no algodoeiro não demonstrou ser uma técnica eficiente. O uso de sensor ultrassônico (sonar) para estimar parâmetros de altura de planta, massa seca, massa fresca e nitrogênio acumulado na planta do algodoeiro é uma estratégia promissora que, embora não tenha a mesma eficiência de sensores de dossel, demonstrou bons resultados na detecção da variabilidade nas lavouras. As diferentes estratégias de adubação nitrogenada no algodoeiro orientadas pelo sensor ativo de dossel não resultaram em efeitos claros na produtividade. A produtividade de cada tratamento mostrou-se mais dependente da localização das repetições dentro da área do que da estratégia de adubação adotada. / Most tropical and subtropical soils has insufficient availability of nitrogen (N) to meet the demand of the cotton crop in order to obtain high yields. The N plants may be evaluated using active optical spectroscopy sensors as the one used in this investigation (N-SensorTM ALS). The equipment is capable of determining in real time the amount of N to be applied spread in the field. The aim of this study was to evaluate the performance of an active optical sensor, sonar and chlorophyll sensor to predict plant parameters and test nitrogen fertilization strategies based on the optical sensor readings in order to increase cotton yield in narrow and conventional farming systems. The experiments were conducted in three years: a) in Chapadão do Céu - GO 2012/13 and 2013/14; b) in Campo Verde, MT - 2014/15. The evaluated parameters were plant height, dry weight, fresh and accumulated nitrogen in the biomass. These parameters were analyzed in the areas corresponding to fertilization in fixed rate and correlated with the vegetation index generated by the sensors. The results showed that the active sensor used is highly efficient in estimating plant height, fresh weight, dry weight and accumulated nitrogen on cotton crop. The use of chlorophyll sensor to monitor the leaf nitrogen content in cotton was not effective. The use of ultrasonic sensor (sonar) to estimate plant height parameters, dry pasta, fresh pasta and accumulated nitrogen on cotton plant is a promising strategy. Although it has not the same efficiency as canopy sensors, it showed good results in the detection of variability in crops. The different nitrogen fertilization strategies in cotton-driven asset canopy sensor resulted in no clear effects on productivity. The productivity of each treatment was more dependent on the location of the repetitions within the area than the adopted fertilization strategy.

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