O circovírus suíno tipo 2 (PCV2) é o principal agente envolvido na Síndrome Multissistêmica do Definhamento dos Suínos (SMDS). Na maioria dos países onde a suinocultura tem expressiva importância econômica, a SMDS vem causando sérios prejuízos. Com o objetivo de contribuir para a caracterização genética de isolados brasileiros de PCV2, duas amostras autóctones foram clonadas e seqüenciadas na íntegra. Para tanto, o genoma viral foi extraído de tecidos de animais com SMDS e amplificado pelo método denominado “amplificação em círculo rolante com múltiplos primers” (ACRMP). Ambas seqüências apresentaram 1.767 nucleotídeos e diferiram entre si em apenas um nucleotídeo. A análise filogenética destas duas seqüências mostrou maior identidade com o grupo (1A) formado por isolados holandeses, franceses e chineses. Um isolado brasileiro previamente sequenciado, de Minas Gerais, foi classificado em outro grupo e a seqüência diferiu em até 16 nucleotídeos em relação aos isolados do Rio Grande do Sul. Na etapa seguinte desses estudos, visando o futuro desenvolvimento de vacinas, um dos genomas aqui seqüenciados foi transfectado em células de testículo de suíno (ST). Antígenos virais nas células transfectadas foram detectados por imunoperoxidase, demonstrando assim a infecciosidade do clone produzido. Entretanto, o clone infeccioso obtido não foi capaz de multiplicar-se a ponto de fornecer massa antigênica que viabilizasse a produção de uma vacina. Em vista disso, realizou-se uma tentativa de criar uma linhagem celular persistentemente infectada. Para isso, o DNA de PCV2 foi novamente transfectado em células ST com um plasmídeo contendo o gene de resistência a geneticin, visando a seleção de colônias celulares resistentes. Após a transfecção, porém, observou-se um efeito negativo na formação de colônias resistentes a esta droga. Este efeito foi dose-dependente em relação à quantidade de DNA de PCV2, o que impossibilitou o estabelecimento de uma linhagem celular persistentemente infectada. Isto pode estar relacionado com a expressão da proteína da ORF3 que induz apoptose ou à indução de citocinas, como interferons, embora outros mecanismos não possam ser excluídos, como efeito tóxico do alto número de cópias de genomas de PCV2. Analisando os resultados obtidos durante a realização destes estudos, conclui-se que as amostras de PCV2 circulantes no Brasil apresentam de identidade alta (99,09 %). / Porcine circovirus type 2 is the main etiological agent implicated in the postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS) in pigs. In countries with considerable swine production, PMWS is a major cause of economic losses. In order to perfom a genetic analysis on Brazilian PCV2 isolates, two PCV2 isolates inform the state of Rio Grande do Sul - Brazil, were cloned and fully sequenced. Viral genomes were extracted from tissues of animals with PMWS and amplified using multiply-primed rolling circle amplification (MPRCA). Both PCV2 sequences were 1,767 nucleotides long and differed in only one nucleotide from each other. Phylogenetic analysis of both sequences showed the highest sequence identity with a group of viruses (group 1A) that also harbors many Dutch, French and Chinese isolates. This suggests that the Brazilian PCV2 isolates examineed here might have been imported from one of such countries. Interestingly, a Brazilian isolate from Minas Gerais previously sequenced by others, was observed to belong to another group of PCV2 isolates and differs at 16 different sites from the isolates from Rio Grande do Sul. In order to develop a vaccine, one of the isolates here sequenced was transfected into swine testis (ST) cells. Viral antigens were detected in the transfected ST cells by immunoperoxidase, indicating that such PCV2 clone could give rise to infectious virus. However, the cloned virus was not able to multiply to high titers, what would be a major drawback in vaccine development. In attempting to solve this problem, the development of a PCV2- persistently infected cell line was targeted. PCV2 DNA was cotransfected with a plasmid carrying the geneticin resistance gene in order to allow clone selection by identification of geneticin resistant cells. However, the PCV2 DNA had a negative effect on the number of geneticin resistant colonies. Interestingly, this negative effect of PCV2 DNA was dose dependent and for this reason, it was not possible to establishing a persistently infected cell line. This might be linked to ORF3 protein expression, which induces apoptosis or production of interferon. Analyzing the results obtained in this study, the Brazilian PCV2 isolates had high identity (99.05 %).

O circovírus suíno tipo 2 (PCV2) é o principal agente envolvido na Síndrome Multissistêmica do Definhamento dos Suínos (SMDS). Na maioria dos países onde a suinocultura tem expressiva importância econômica, a SMDS vem causando sérios prejuízos. Com o objetivo de contribuir para a caracterização genética de isolados brasileiros de PCV2, duas amostras autóctones foram clonadas e seqüenciadas na íntegra. Para tanto, o genoma viral foi extraído de tecidos de animais com SMDS e amplificado pelo método denominado “amplificação em círculo rolante com múltiplos primers” (ACRMP). Ambas seqüências apresentaram 1.767 nucleotídeos e diferiram entre si em apenas um nucleotídeo. A análise filogenética destas duas seqüências mostrou maior identidade com o grupo (1A) formado por isolados holandeses, franceses e chineses. Um isolado brasileiro previamente sequenciado, de Minas Gerais, foi classificado em outro grupo e a seqüência diferiu em até 16 nucleotídeos em relação aos isolados do Rio Grande do Sul. Na etapa seguinte desses estudos, visando o futuro desenvolvimento de vacinas, um dos genomas aqui seqüenciados foi transfectado em células de testículo de suíno (ST). Antígenos virais nas células transfectadas foram detectados por imunoperoxidase, demonstrando assim a infecciosidade do clone produzido. Entretanto, o clone infeccioso obtido não foi capaz de multiplicar-se a ponto de fornecer massa antigênica que viabilizasse a produção de uma vacina. Em vista disso, realizou-se uma tentativa de criar uma linhagem celular persistentemente infectada. Para isso, o DNA de PCV2 foi novamente transfectado em células ST com um plasmídeo contendo o gene de resistência a geneticin, visando a seleção de colônias celulares resistentes. Após a transfecção, porém, observou-se um efeito negativo na formação de colônias resistentes a esta droga. Este efeito foi dose-dependente em relação à quantidade de DNA de PCV2, o que impossibilitou o estabelecimento de uma linhagem celular persistentemente infectada. Isto pode estar relacionado com a expressão da proteína da ORF3 que induz apoptose ou à indução de citocinas, como interferons, embora outros mecanismos não possam ser excluídos, como efeito tóxico do alto número de cópias de genomas de PCV2. Analisando os resultados obtidos durante a realização destes estudos, conclui-se que as amostras de PCV2 circulantes no Brasil apresentam de identidade alta (99,09 %). / Porcine circovirus type 2 is the main etiological agent implicated in the postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS) in pigs. In countries with considerable swine production, PMWS is a major cause of economic losses. In order to perfom a genetic analysis on Brazilian PCV2 isolates, two PCV2 isolates inform the state of Rio Grande do Sul - Brazil, were cloned and fully sequenced. Viral genomes were extracted from tissues of animals with PMWS and amplified using multiply-primed rolling circle amplification (MPRCA). Both PCV2 sequences were 1,767 nucleotides long and differed in only one nucleotide from each other. Phylogenetic analysis of both sequences showed the highest sequence identity with a group of viruses (group 1A) that also harbors many Dutch, French and Chinese isolates. This suggests that the Brazilian PCV2 isolates examineed here might have been imported from one of such countries. Interestingly, a Brazilian isolate from Minas Gerais previously sequenced by others, was observed to belong to another group of PCV2 isolates and differs at 16 different sites from the isolates from Rio Grande do Sul. In order to develop a vaccine, one of the isolates here sequenced was transfected into swine testis (ST) cells. Viral antigens were detected in the transfected ST cells by immunoperoxidase, indicating that such PCV2 clone could give rise to infectious virus. However, the cloned virus was not able to multiply to high titers, what would be a major drawback in vaccine development. In attempting to solve this problem, the development of a PCV2- persistently infected cell line was targeted. PCV2 DNA was cotransfected with a plasmid carrying the geneticin resistance gene in order to allow clone selection by identification of geneticin resistant cells. However, the PCV2 DNA had a negative effect on the number of geneticin resistant colonies. Interestingly, this negative effect of PCV2 DNA was dose dependent and for this reason, it was not possible to establishing a persistently infected cell line. This might be linked to ORF3 protein expression, which induces apoptosis or production of interferon. Analyzing the results obtained in this study, the Brazilian PCV2 isolates had high identity (99.05 %).

O circovírus suíno tipo 2 (PCV2) é o principal agente envolvido na Síndrome Multissistêmica do Definhamento dos Suínos (SMDS). Na maioria dos países onde a suinocultura tem expressiva importância econômica, a SMDS vem causando sérios prejuízos. Com o objetivo de contribuir para a caracterização genética de isolados brasileiros de PCV2, duas amostras autóctones foram clonadas e seqüenciadas na íntegra. Para tanto, o genoma viral foi extraído de tecidos de animais com SMDS e amplificado pelo método denominado “amplificação em círculo rolante com múltiplos primers” (ACRMP). Ambas seqüências apresentaram 1.767 nucleotídeos e diferiram entre si em apenas um nucleotídeo. A análise filogenética destas duas seqüências mostrou maior identidade com o grupo (1A) formado por isolados holandeses, franceses e chineses. Um isolado brasileiro previamente sequenciado, de Minas Gerais, foi classificado em outro grupo e a seqüência diferiu em até 16 nucleotídeos em relação aos isolados do Rio Grande do Sul. Na etapa seguinte desses estudos, visando o futuro desenvolvimento de vacinas, um dos genomas aqui seqüenciados foi transfectado em células de testículo de suíno (ST). Antígenos virais nas células transfectadas foram detectados por imunoperoxidase, demonstrando assim a infecciosidade do clone produzido. Entretanto, o clone infeccioso obtido não foi capaz de multiplicar-se a ponto de fornecer massa antigênica que viabilizasse a produção de uma vacina. Em vista disso, realizou-se uma tentativa de criar uma linhagem celular persistentemente infectada. Para isso, o DNA de PCV2 foi novamente transfectado em células ST com um plasmídeo contendo o gene de resistência a geneticin, visando a seleção de colônias celulares resistentes. Após a transfecção, porém, observou-se um efeito negativo na formação de colônias resistentes a esta droga. Este efeito foi dose-dependente em relação à quantidade de DNA de PCV2, o que impossibilitou o estabelecimento de uma linhagem celular persistentemente infectada. Isto pode estar relacionado com a expressão da proteína da ORF3 que induz apoptose ou à indução de citocinas, como interferons, embora outros mecanismos não possam ser excluídos, como efeito tóxico do alto número de cópias de genomas de PCV2. Analisando os resultados obtidos durante a realização destes estudos, conclui-se que as amostras de PCV2 circulantes no Brasil apresentam de identidade alta (99,09 %). / Porcine circovirus type 2 is the main etiological agent implicated in the postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS) in pigs. In countries with considerable swine production, PMWS is a major cause of economic losses. In order to perfom a genetic analysis on Brazilian PCV2 isolates, two PCV2 isolates inform the state of Rio Grande do Sul - Brazil, were cloned and fully sequenced. Viral genomes were extracted from tissues of animals with PMWS and amplified using multiply-primed rolling circle amplification (MPRCA). Both PCV2 sequences were 1,767 nucleotides long and differed in only one nucleotide from each other. Phylogenetic analysis of both sequences showed the highest sequence identity with a group of viruses (group 1A) that also harbors many Dutch, French and Chinese isolates. This suggests that the Brazilian PCV2 isolates examineed here might have been imported from one of such countries. Interestingly, a Brazilian isolate from Minas Gerais previously sequenced by others, was observed to belong to another group of PCV2 isolates and differs at 16 different sites from the isolates from Rio Grande do Sul. In order to develop a vaccine, one of the isolates here sequenced was transfected into swine testis (ST) cells. Viral antigens were detected in the transfected ST cells by immunoperoxidase, indicating that such PCV2 clone could give rise to infectious virus. However, the cloned virus was not able to multiply to high titers, what would be a major drawback in vaccine development. In attempting to solve this problem, the development of a PCV2- persistently infected cell line was targeted. PCV2 DNA was cotransfected with a plasmid carrying the geneticin resistance gene in order to allow clone selection by identification of geneticin resistant cells. However, the PCV2 DNA had a negative effect on the number of geneticin resistant colonies. Interestingly, this negative effect of PCV2 DNA was dose dependent and for this reason, it was not possible to establishing a persistently infected cell line. This might be linked to ORF3 protein expression, which induces apoptosis or production of interferon. Analyzing the results obtained in this study, the Brazilian PCV2 isolates had high identity (99.05 %).

Investigamos a possibilidade de amplificação de ondas eletromagnéticas no plasma situado nas proximidades dos pólos geomagnéticos a uma altitude de até cerca de cinco raios terrestres. Nesta região ocorre o fenômeno conhecido como "Radiação Quilométrica das Auroras", o qual é uma conseqüência da interação entre o vento solar e a magnetosfera. É feita inicialmente uma ampla revisão das características observacionais conhecidas do fenômeno. Em seguida, é discutido o maser de elétron-cíclotron como possível mecanismo gerador para o fenômeno. Neste sentido, é feita inicialmente uma revisão dos principais trabalhos teóricos, os quais utilizaram o mecanismo de maser na sua formulação de freqüência complexa. Por fim, principia-se um estudo da Radiação Quilométrica das Auroras fazendo uso do maser na formulação de vetor de onda complexo. Os parâmetros físicos necessários para os cálculos de amplificação foram obtidos a partir de um modelo especialmente criado, o qual reproduz de forma aproximada as condições existentes na região aurora!, supondo inclusive um particular gradiente de densidade na direção perpendicular ao campo geomagnético. Os elementos do tensor dielétrico são calculados na aproximação de plasma localmente homogêneo e a função de distribuição considerada consiste na soma de uma maxwelliana de baixa temperatura mais uma cone-de-perda do tipo Dory-Guest-Harris relativística. A relação de dispersão é resolvida exatamente, mantendo-se todos os harmônicos e ordens de raio de Larmor necessários para garantir a convergência da solução. Foram reali zados também cálculos de traçados de raios na aproximação da óptica geométrica através do método de Poeverlein. Constatou-se que quando a razão ent re as freqüências de pla.sma e de cíclotron elet rônicas é Wpe/De < O, 1, as ondas que se propagam no modo ('X t raordinário rápido são amplificadas em freqüências muito próximas à freqüência. de cíclo t ron eletrônica e em ângulos próximos à perpendicular ao campo geomagnético. No caso oposto, Wpe/De > O, 1, são necessários valores cada vez maiores da componente do vetor de onda paralela ao campo magnético para. ocorrer amplificação, a qual é progressivamente menor. Os cálculos ele traçados ele raios mostraram que a escala espacial de variação de parâmetros, perpendicularmente ao campo magnético, é um fator muito importante na amplificação, e que a distância. necessária para uma dada amplificação pode se reduzir substancialmente quando aumenta o gradiente de densidade. / We investigate the possibility of electromagnetic wave amplification in the plasma situated over the geomagnetic peles up to a height around five earth radii. In this region occurs the most intense wave emission phenomenon in the terrestrial magnetosphere, known as "Aurora! Kilometric Radiation", which is a consequence of the solar wind-magnetosphere interaction. Initially, we make a comprehensive review on the known observational characteristics of the phenomenon. Next, the electron-cyclotron maser is discussed as a possible generation mechanism for the phenomenon, anel a review is made on the most important theoretical works, which applied the maser in the complex frequency formulation. We then begin a study on the Auroral Kilometric Radiation applying the maser mechanism in its complex wave frequency formulation . The physical parameters needed for the calculations were obtained from a particular model, especially created to approximately reproduce the real conditions in the aurora! zone, taking into account even a particular density gradient, perpendicular to the geomagnetic field. The components of the dielectric tensor are calculated in the locally homogeneous plasma approximation and the electron distribution function is taken as the sum of a cold maxwellian plus a relativistic Dory-Guest-Harris distribuition. The dispersion relation is exactly solved with all harmonics and powers of Larmor radius needed for the convergency of the solutions. We have also clone ray-tracing studies in the geometrical opti cs approximation, using the Poeverlein's method. We have found Ll1at , wh en Lhe electronic plasma to cyclotron frequencies ratio is Wpe/De < 0.1, the waves t hat propagatc in the fast extraordinary mode are amplified at frequencies very near to Lhe c.\·c lot ron frequency anel in the quasi-perpendi cular direction of the geomagnetic field. On t.hc olhcr hand , c.v·PE/De > 0.1 , the component of the wave vector parallel to the magnet i c fi eld musL have larger values for the amplification to occur, progressively smaller in valu e. The ray-L racing st udies have shown that the spatial scale of the inhomogeneity, perp endi cular to the magnetic field , is a very important factor in the amplification, anel that the cli stance to obtain a given amplification can be substantially reduced when the clensity gra.client is increasecl.

Investigamos a possibilidade de amplificação de ondas eletromagnéticas no plasma situado nas proximidades dos pólos geomagnéticos a uma altitude de até cerca de cinco raios terrestres. Nesta região ocorre o fenômeno conhecido como "Radiação Quilométrica das Auroras", o qual é uma conseqüência da interação entre o vento solar e a magnetosfera. É feita inicialmente uma ampla revisão das características observacionais conhecidas do fenômeno. Em seguida, é discutido o maser de elétron-cíclotron como possível mecanismo gerador para o fenômeno. Neste sentido, é feita inicialmente uma revisão dos principais trabalhos teóricos, os quais utilizaram o mecanismo de maser na sua formulação de freqüência complexa. Por fim, principia-se um estudo da Radiação Quilométrica das Auroras fazendo uso do maser na formulação de vetor de onda complexo. Os parâmetros físicos necessários para os cálculos de amplificação foram obtidos a partir de um modelo especialmente criado, o qual reproduz de forma aproximada as condições existentes na região aurora!, supondo inclusive um particular gradiente de densidade na direção perpendicular ao campo geomagnético. Os elementos do tensor dielétrico são calculados na aproximação de plasma localmente homogêneo e a função de distribuição considerada consiste na soma de uma maxwelliana de baixa temperatura mais uma cone-de-perda do tipo Dory-Guest-Harris relativística. A relação de dispersão é resolvida exatamente, mantendo-se todos os harmônicos e ordens de raio de Larmor necessários para garantir a convergência da solução. Foram reali zados também cálculos de traçados de raios na aproximação da óptica geométrica através do método de Poeverlein. Constatou-se que quando a razão ent re as freqüências de pla.sma e de cíclotron elet rônicas é Wpe/De < O, 1, as ondas que se propagam no modo ('X t raordinário rápido são amplificadas em freqüências muito próximas à freqüência. de cíclo t ron eletrônica e em ângulos próximos à perpendicular ao campo geomagnético. No caso oposto, Wpe/De > O, 1, são necessários valores cada vez maiores da componente do vetor de onda paralela ao campo magnético para. ocorrer amplificação, a qual é progressivamente menor. Os cálculos ele traçados ele raios mostraram que a escala espacial de variação de parâmetros, perpendicularmente ao campo magnético, é um fator muito importante na amplificação, e que a distância. necessária para uma dada amplificação pode se reduzir substancialmente quando aumenta o gradiente de densidade. / We investigate the possibility of electromagnetic wave amplification in the plasma situated over the geomagnetic peles up to a height around five earth radii. In this region occurs the most intense wave emission phenomenon in the terrestrial magnetosphere, known as "Aurora! Kilometric Radiation", which is a consequence of the solar wind-magnetosphere interaction. Initially, we make a comprehensive review on the known observational characteristics of the phenomenon. Next, the electron-cyclotron maser is discussed as a possible generation mechanism for the phenomenon, anel a review is made on the most important theoretical works, which applied the maser in the complex frequency formulation. We then begin a study on the Auroral Kilometric Radiation applying the maser mechanism in its complex wave frequency formulation . The physical parameters needed for the calculations were obtained from a particular model, especially created to approximately reproduce the real conditions in the aurora! zone, taking into account even a particular density gradient, perpendicular to the geomagnetic field. The components of the dielectric tensor are calculated in the locally homogeneous plasma approximation and the electron distribution function is taken as the sum of a cold maxwellian plus a relativistic Dory-Guest-Harris distribuition. The dispersion relation is exactly solved with all harmonics and powers of Larmor radius needed for the convergency of the solutions. We have also clone ray-tracing studies in the geometrical opti cs approximation, using the Poeverlein's method. We have found Ll1at , wh en Lhe electronic plasma to cyclotron frequencies ratio is Wpe/De < 0.1, the waves t hat propagatc in the fast extraordinary mode are amplified at frequencies very near to Lhe c.\·c lot ron frequency anel in the quasi-perpendi cular direction of the geomagnetic field. On t.hc olhcr hand , c.v·PE/De > 0.1 , the component of the wave vector parallel to the magnet i c fi eld musL have larger values for the amplification to occur, progressively smaller in valu e. The ray-L racing st udies have shown that the spatial scale of the inhomogeneity, perp endi cular to the magnetic field , is a very important factor in the amplification, anel that the cli stance to obtain a given amplification can be substantially reduced when the clensity gra.client is increasecl.

Investigamos a possibilidade de amplificação de ondas eletromagnéticas no plasma situado nas proximidades dos pólos geomagnéticos a uma altitude de até cerca de cinco raios terrestres. Nesta região ocorre o fenômeno conhecido como "Radiação Quilométrica das Auroras", o qual é uma conseqüência da interação entre o vento solar e a magnetosfera. É feita inicialmente uma ampla revisão das características observacionais conhecidas do fenômeno. Em seguida, é discutido o maser de elétron-cíclotron como possível mecanismo gerador para o fenômeno. Neste sentido, é feita inicialmente uma revisão dos principais trabalhos teóricos, os quais utilizaram o mecanismo de maser na sua formulação de freqüência complexa. Por fim, principia-se um estudo da Radiação Quilométrica das Auroras fazendo uso do maser na formulação de vetor de onda complexo. Os parâmetros físicos necessários para os cálculos de amplificação foram obtidos a partir de um modelo especialmente criado, o qual reproduz de forma aproximada as condições existentes na região aurora!, supondo inclusive um particular gradiente de densidade na direção perpendicular ao campo geomagnético. Os elementos do tensor dielétrico são calculados na aproximação de plasma localmente homogêneo e a função de distribuição considerada consiste na soma de uma maxwelliana de baixa temperatura mais uma cone-de-perda do tipo Dory-Guest-Harris relativística. A relação de dispersão é resolvida exatamente, mantendo-se todos os harmônicos e ordens de raio de Larmor necessários para garantir a convergência da solução. Foram reali zados também cálculos de traçados de raios na aproximação da óptica geométrica através do método de Poeverlein. Constatou-se que quando a razão ent re as freqüências de pla.sma e de cíclotron elet rônicas é Wpe/De < O, 1, as ondas que se propagam no modo ('X t raordinário rápido são amplificadas em freqüências muito próximas à freqüência. de cíclo t ron eletrônica e em ângulos próximos à perpendicular ao campo geomagnético. No caso oposto, Wpe/De > O, 1, são necessários valores cada vez maiores da componente do vetor de onda paralela ao campo magnético para. ocorrer amplificação, a qual é progressivamente menor. Os cálculos ele traçados ele raios mostraram que a escala espacial de variação de parâmetros, perpendicularmente ao campo magnético, é um fator muito importante na amplificação, e que a distância. necessária para uma dada amplificação pode se reduzir substancialmente quando aumenta o gradiente de densidade. / We investigate the possibility of electromagnetic wave amplification in the plasma situated over the geomagnetic peles up to a height around five earth radii. In this region occurs the most intense wave emission phenomenon in the terrestrial magnetosphere, known as "Aurora! Kilometric Radiation", which is a consequence of the solar wind-magnetosphere interaction. Initially, we make a comprehensive review on the known observational characteristics of the phenomenon. Next, the electron-cyclotron maser is discussed as a possible generation mechanism for the phenomenon, anel a review is made on the most important theoretical works, which applied the maser in the complex frequency formulation. We then begin a study on the Auroral Kilometric Radiation applying the maser mechanism in its complex wave frequency formulation . The physical parameters needed for the calculations were obtained from a particular model, especially created to approximately reproduce the real conditions in the aurora! zone, taking into account even a particular density gradient, perpendicular to the geomagnetic field. The components of the dielectric tensor are calculated in the locally homogeneous plasma approximation and the electron distribution function is taken as the sum of a cold maxwellian plus a relativistic Dory-Guest-Harris distribuition. The dispersion relation is exactly solved with all harmonics and powers of Larmor radius needed for the convergency of the solutions. We have also clone ray-tracing studies in the geometrical opti cs approximation, using the Poeverlein's method. We have found Ll1at , wh en Lhe electronic plasma to cyclotron frequencies ratio is Wpe/De < 0.1, the waves t hat propagatc in the fast extraordinary mode are amplified at frequencies very near to Lhe c.\·c lot ron frequency anel in the quasi-perpendi cular direction of the geomagnetic field. On t.hc olhcr hand , c.v·PE/De > 0.1 , the component of the wave vector parallel to the magnet i c fi eld musL have larger values for the amplification to occur, progressively smaller in valu e. The ray-L racing st udies have shown that the spatial scale of the inhomogeneity, perp endi cular to the magnetic field , is a very important factor in the amplification, anel that the cli stance to obtain a given amplification can be substantially reduced when the clensity gra.client is increasecl.

[pt] Diante do crescimento do interesse pelos amplificadores Raman faz-se necessário um estudo mais detalhado destes. Uma técnica tradicionalmente já utilizada para analise de atenuação em enlaces, a reflectometria óptica no domínio do tempo, é empregada de maneira inovadora neste trabalho para a observação da amplificação Raman distribuída. O objetivo principal deste trabalho não é a analise de amplificadores Raman, mas sim a apresentação desta técnica como nova ferramenta observação do ganho Raman distribuído em fibras ópticas. / [en] Due to increased interest in Raman amplifiers, a more detailed study of them is required. A technique traditionally used for analysis of attenuation on optical links, time domain optical reflectometry, is used in an innovative way in this work for observation of distributed Raman amplification. The main objective of this work in not the analysis of Raman amplifiers, but the introduction of this technique as a new tool for the observation of distributed Raman gain in optical fibers.

[pt] A crescente demanda do uso de sistemas de comunicação óptica, seja pelo aumento do número de usuários ou pela quantidade de informação enviada, requer um aumento substancial na necessidade de desenvolvimento de novos sistemas e componentes. A reectometria óptica no domínio do tempo (OTDR) é a técnica mais empregada para detecção de falhas em enlaces de fibra óptica. Em alguns tipos de rede óptica, como é o caso das redes ópticas passivas (PONs), as perdas nos enlaces são muito elevadas devido à presença de splitters, que dividem o sinal para cada usuário (no cenário FTTH) ou cada grupo de usuários (FTTB / FTTA), o que diminui consideravelmente a máxima distância atingida pelo OTDR. Em termos de componentes aplicados à comunicação óptica, aqueles utilizados para a amplificação óptica são de grande importância. Entre eles estão presentes os amplificadores ópticos de semicondutores. Uma forma de vencer as limitações impostas pelas altas perdas está no emprego de um amplificador óptico semicondutor (SOA), que ao mesmo tempo amplifica o sinal e funciona como uma chave, inibindo a emissão de ASE nos intervalos entre os pulsos do OTDR. Ainda assim, o ganho adicional pode ser insuficiente devido à baixa potência de saturação do SOA. Neste trabalho, será desenvolvido experimentalmente um método para superar a limitação de saturação de um SOA e permitir maiores ganhos de amplificação para pulsos de OTDR. O conceito básico consiste em se aproveitar do fato de que o ciclo de uso de um OTDR é relativamente baixo, o que permite subdividir os pulsos em sub-pulsos, amplificá-los um a um e depois recombiná-los, de forma transparente ao OTDR. Com base na ideia proposta acima, nesta dissertação de mestrado terão avaliados métodos usando a polarização e o comprimento de onda dos pulsos. / [en] The growing demand of using optical communication systems, either by increasing the number of users or the amount of information sent, requires a substantial increase in the need to develop new systems and components. The optical time domain re ectometry (OTDR) is the most common technique for detecting faults in fiber optic links. In some types of optical network, such as passive optical networks (PONs), losses in the links are very high due to the presence of splitters that divide the signal to each user (in FTTH scenario) or each user group ( FTTB / FTTA), which considerably reduces the maximum distance reached by the OTDR. In terms of components used for optical communication, those used for optical amplification is of great importance. Among them are present optical semiconductor amplifiers. One way to overcome the limitations imposed by high losses is the use of a semiconductor optical amplifier (SOA), which at the same time amplifies the signal and acts as a key, inhibiting the emission ASE in the intervals between the OTDR pulses. Still, the additional gain may be insufficient due to low saturation power SOA. This work will develop experimentally a method to overcome the limitation of saturation of an SOA and allow higher amplification gains for OTDR pulse. The basic concept is to take advantage of the fact that the use of an OTDR cycle is relatively low, which allows to split the pulses into sub-pulses, amplify them one by one and then recombine them in a transparent manner to the OTDR. Based on the idea proposed above, this master thesis will be evaluated using methods polarization and wavelength of the pulses.

[pt] A estabilidade do escoamento estratificado de ar e água, sujeito a perturbações periódicas no nível de líquido, é investigada numericamente em um duto horizontal. Selecionou-se o Modelo de Dois Fluidos unidimensional para a simulação do escoamento. As equações de conservação de massa e de quantidade de movimento linear para as fases gás e líquido são discretizadas de acordo com o método dos Volumes Finitos. O acoplamento entre as equações é resolvido sequencialmente com uma versão modificada do método PRIME. Perturbações no nível de líquido foram introduzidas de maneira controlada na entrada da tubulação. A evolução dessas perturbações, ao longo da tubulação, é analisada e os resultados são comparados com as previsões fornecidas por um modelo baseado na teoria linear de Kelvin-Helmholtz. A velocidade de propagação, a frequência e o número de onda das perturbações apresentam excelente concordância entre a simulação e modelo, indicando que, de fato, ambas abordagens são capazes de prever características fundamentais dessas ondas. As taxas de crescimento previstas pelo modelo e as obtidas na simulação, também, foram comparadas apresentando razoável concordância. Os resultados mostram que a frequência da perturbação tem influência na taxa de amplificação e que ondas com frequências mais altas tendem a serem mais instáveis. Para tubulações longas, efeitos não lineares podem ser observados em regiões afastadas da entrada da tubulação. Nesse estágio é possível observar alterações no mecanismo de crescimento das perturbações. / [en] The stability of stratified air-water flow under the influence of periodic disturbances in the liquid level is investigated numerically for a horizontal pipe. One-dimensional two-fluid model is used for flow simulation. Conservation equations for mass and linear momentum are discretized for both phases using a finite volume method. Coupling between equations is achieved by sequentially solving a modified version of PRIME method. Controlled disturbances are introduced in the flow by oscillating the liquid level at the pipe inlet. The evolution of the generated disturbances along the pipe is analyzed and the results are compared with predictions given by a model based on linear theory of Kelvin-Helmholtz (KH). An excellent agreement is obtained for velocity, frequency and wave number of the perturbations. This indicates that both approaches are capable to predict the fundamental characteristics of the waves. Amplifications rates predicted by simulation and model have been also compared and the results show a reasonable agreement. It is found that the frequency of the perturbations plays a role in the amplification rate. For increasingly higher frequencies the disturbances tends to be more unstable. The analysis is extended for long pipes, in such cases the growth rates changes at locations far from the inlet. It is conjectured that non linear mechanisms are related to observations.

[pt] A robótica aplicada à reabilitação e amplificação humana está em uma fase iminente de se tornar parte de nossa vida diária. A justaposição da capacidade de controle humana e o poder mecânico desenvolvido pelas máquinas oferecem uma promissora solução para auxílio físico e de amplificação humana. O presente trabalho apresenta um exoesqueleto ativo para membros superiores controlado por uma alternativa e simples Interface Homem-Máquina (HMI) que utiliza o Modelo Muscular de Hill para aumentar a força e resistência mecânica do usuário. Músculos Pneumáticos Artificiais (PAM) são utilizados como atuadores por sua alta razão entre potência e peso e atuam o sistema através de um esquema com cabos de aço. Algoritmos Genéticos (GA) aproximam localmente os parâmetros do modelo matemático do atuador e o modelo fisiológico do músculo, que utiliza sinais eletromiográficos superficiais (sEMG) para estimar o torque na articulação do exoesqueleto. A metodologia proposta oferece três vantagens principais: (i) reduz o número de eletrodos necessários para monitorar a atividade muscular, (ii) elimina a necessidade de transdutores de força ou pressão entre o exoesqueleto e o usuário ou o ambiente e (iii) reduz o custo de processamento em tempo-real, necessário para implementações de sistemas embarcados. O exoesqueleto é restrito ao membro superior direito e a estratégia de controle é avaliada verificando o desempenho do usuário ao manipular uma carga de 3.1kg estática e dinamicamente com e sem o auxílio do equipamento assistivo. / [en] Robotics for rehabilitation and human amplification is imminent to become part of our daily life. The juxtaposition of human control capability and machine mechanical power offers a promising solution for human assistance and physical enhancement. This work presents an upper limb active exoskeleton controlled by an alternative and simple Human-Machine Interface (HMI) that uses a Hill Muscle Model for strength and endurance amplification. Pneumatic Artificial Muscles (PAM) are used as actuators for its high power-to-weight ratio and to drive the system through a cable arrangement. Genetic Algorithms (GA) approach locally optimizes the model parameters for the actuator mathematical model and the physiologic muscle model that uses the surface electromyography (sEMG) to estimate the exoskeleton joint torque. The proposed methodology offers three main advantages: (i) it reduces the number of electrodes needed to monitor the muscles, (ii) it eliminates the need for user force or pressure sensoring, and (iii) it reduces the real-time processing effort which is necessary for embedded implementation and portability. The exoskeleton is restricted to the right upper limb and the control methodology is validated evaluating the user performance while dynamically and statically handling a 3.1kg payload with and without the aid of the assistive device.