A espectroscopia fotoacústica é uma técnica muito utilizada na caracterização de materiais. Ela é baseada no efeito fotoacústico, que consiste na geração de som a partir da incidência de radiação eletromagnética intermitente numa amostra confinada numa pequena câmara fechada e preenchida com algum gás. O efeito fotoacústico depende de muitos parâmetros como a freqüência de modulação da radiação eletromagnética incidente e de parâmetros ópticos e térmicos do material em estudo. O modelo de Rosencwaig-Gersho (RG) tem sido empregado na estimativa de parâmetros ópticos e térmicos da amostra utilizando os casos especiais de opacidade e de comportamento térmico do material. Há o interesse em utilizar o modelo RG para a estimativa de dois ou mais parâmetros, simultaneamente. Houve algum sucesso com a aplicação do método inverso utilizando dados experimentais sintéticos, ou seja, utilizando dados gerados pelo modelo RG (método direto), aos quais adiciona-se ruído com o intuito de simular dados experimentais. O objetivo do presente trabalho é a utilização de dados experimentais reais nesta abordagem do método inverso. Para isso foi realizado um projeto de experimento onde se estudou a possibilidade de estimação simultânea de parâmetros a partir das condições gerais do experimento real. Neste projeto de experimento, o estudo dos coeficientes de sensibilidade modificados desempenha um papel central. Desta forma, foi elaborado um algoritmo para o projeto de experimento, onde é estudada a relação entre tais coeficientes e a estimação dos parâmetros feita pelo método inverso. Como exemplo, é apresentada a execução de um projeto de experimento simples, realizado qualitativamente, porém capaz de apontar para um experimento fotoacústico que fornecerá dados experimentais reais para estimativa de um determinado parâmetro físico da amostra. Com esses dados experimentais o problema inverso foi aplicado para a estimação da difusividade térmica da amostra. Por fim, uma discussão é feita com relação ao valor da difusividade térmica obtida pelo método inverso e com relação à abordagem do método inverso na espectroscopia fotoacústica. / Photoacoustic spectroscopy is a very effective technique for optical and thermal characterization of materials. This technique is based on photoacoustic effect. It occurs when a material sample placed inside a closed cell filled with any gas is illuminated with periodically interrupted light. This effect depends on many parameters as modulation frequency of the incident electromagnetic radiation and on optical and thermal properties of the material studied. The Rosencwaig-Gersho (RG) model has been used for parameter estimation where special cases of opaqueness and thermal behavior of the material are considered. One has interest in the use of the general RG model to estimate two or more parameters, simultaneously. In this way, the inverse problem approach has been applied with the direct problem modeled with the general RG model. However, synthetic experimental data has been used in such approach, e.g., noise is added on the data, obtained from direct problem, in order to simulate real experimental data. The main goal of this work is to use the real experimental data in the inverse problem approach. It was needed to carry out the sensitivity study of the parameters with respect to the overall experimental conditions. The modified sensitivity coefficients play an important role in such study. Therefore, an algorithm was built up to study the relationship between modified sensitivity coefficients for the successful inverse approach of parameter estimation. As an example, a simple and qualitative study of sensitivity of the parameters was done, using such algorithm. It pointed out the conditions of the real experimental arrangement in which experimental data were obtained to estimate a unique parameter of the sample. With these experimental data the inverse problem was applied for determining the thermal diffusivity of the sample. Finally, a discussion is presented on the value obtained for the thermal diffusivity by this approach and on the application of the inverse method on the photoacoustic spectroscopy.

Ionic Liquids (ILs) has been attracting attention, both from academia and industry, given the numerous applications of these systems. ILs are salts, usually composed by an organic ion, and a counterion which could be organic or inorganic, and, interestingly they are found at liquid state at room temperature. Our interest in studying ILs comes from its low toxicity. Some recent studies have shown that the toxicity of the ILs ishigher than believed, in particular for biologically relevant systems. The main goal of this research is to study the influence of the ionic liquid 1-tetradecyl-3-methylimidazolium chloride ([C14MIM][Cl]) with membrane systems. To do so, we made use of different lipids: POPC, Sphingomyelin, Cholesterol, POPG, DPPC, DPPG and DMPC. For each of these systems, the influence of ILs concentration were elucidated by means of a systematic study through different experimental techniques: Small Angle X-ray scattering (SAXS), dynamic light scattering (DLS), fluorescence anisotropy, optical microscopy and z-potential. Since [C14MIM][Cl] has a positive charge on the imidazolium group, the superficial charge of all vesicles increased. For zwitterionic vesicles no significant change in size and melting temperature were noticed. The imidazolium-based ionic liquid diminished the gel-fluid transition temperature for negatively charged lipids. For DPPC:DPPG (1:1), for instance, the transition temperature decreased from 42.50±0.13oC to 25.27±0.33oC and for DPPG from 46.12±0.22 oC to 36.6±0.38 oC. For DPPG, the vesicle hydrodynamic diameter increased from 84±0.1nm to 176±0.1nm, whereas for DPPC:DPPG it increased from 95±0.1nm to 196±0.1nm. The electronic density profile, obtained by SAXS, supported the penetration of the [C14MIM][Cl] into the negative bilayer structure. 15 mol% of [C14MIM][Cl] increased the polar head thickness of DPPC vesicles from 11.1±0.6 Å to 18.0±0.7 Å, without alter significantly the inner region of the membrane.Qualitative results obtained with optical microscopy showed that the IL incorporation destabilize the membrane asymmetry (between the leaflets) leading to the formation of pores (evidenced by optical contrast lost) and the presence of buds. We believe that this work could improve the understanding of the effects of ILs in the presence of biological relevant systems / Os líquidos iônicos (LI) tem atraído grande atenção, tanto da academia quanto da indústria, devido às suas numerosas aplicações. LI são sais, normalmente compostos por um íon orgânico, e um contra-íon que pode ser orgânico ou inorgânico, mas que tem como característica ser encontrado no estado líquido à temperaturas próximas a ambiente. Nosso interesse em estudar LIs vem de sua baixa toxicidade, atribuída a sua baixa volatilidade. Entretanto, alguns estudos recentes mostraram que a toxicidade dos LI é maior do que se acreditava, em particular com sistemas de relevância biológica.O objetivo principal desta dissertação é estudar a influência do líquido iônico 1-tetradecil-3-metilimidazólio cloreto ([C14MIM][Cl]) com sistemas de membrana. Para isso, utilizamos diferentes lipídios, como o POPC, esfingomielina, colesterol, POPG, DPPC,DPPG e o DMPC. Para cada um destes sistemas, a influência da concentração de LI foi elucidada por meio de um estudo sistemático através de diferentes técnicas experimentais, tais como: espalhamento de raio-X a baixos ângulos (SAXS), espalhamento dinâmico de luz (DLS), anisotropia de fluorescência, microscopia óptica e potencial-z. Uma vez que o componente iônico de [C14MIM][Cl] tem uma carga positiva no grupo imidazólio, a carga superficial de todas as vesículas estudadas aqui aumentou. Entretanto, para asvesículas compostas pelos lipídeos zwitteriónicos, não tenha sido observada qualquer alteração significativa no tamanho e na temperatura de transição de fase gel-fluido. O [C14MIM][Cl] altera a organização interna entre as moléculas de lipídio com carga negativa. Consequentemente, à medida que a quantidade de LI aumenta, a temperatura de transição de fase diminui e o tamanho médio das vesículas aumenta. Para o sistema DPPC:DPPG (1:1) a temperatura de transição de fase caiu de 42.50 ± 0.13 oC para 25.27 ± 0.33 oC e para as vesículas de DPPG de 46.12±0.22 oC para 36.6±0.38 oC. Quanto ao diâmetro hidrodinâmico médio, no caso do DPPG este valor aumentou de 84±0.1 nm para 176±0.1 nm, enquanto que para a mistura DPPC:DPPG (1:1) ele passou de 95±0.1nm para 196±0.1nm. Indicando assim que o LI incorpora na bicamada lipídica negativamente carregada. O perfil de densidade eletrônica, obtido por SAXS, confirma a penetração do [C14MIM][Cl] na bicamada lipídica. Diferentemente, para a membrana lipídica zwitteriónica o LI tende a se situar perto da região da cabeça polar sem afetar significativamente a região do interior da bicamada lipídica. Por outro lado, a presença de15 mol% de [C14MIM][Cl] aumenta a espessura da região polar das bicamadas das vesículas de DPPC de ~ 11.1±0.6 Å para ~ 18.0±0.7 Å. Os resultados qualitativos da microscopia óptica mostraram que a incorporação da LI desestabiliza a assimetria da membrana entre as camadas interna e externa, além de sugerir o aparecimento de poros (evidenciado pela perda do contraste ótico das vesículas) e estruturas chamadas de buds. Esperamos que este trabalho melhore a compreensão dos efeitos do LI na presença de organismos biológicos.

Orientador: Hugo Luis Fragnito / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-08T21:00:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marconi_JorgeDiego_D.pdf: 6438397 bytes, checksum: df80d0a6babab0366b1839d4344573fa (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Esta tese apresenta um estudo teórico e experimental sobre Amplificadores Paramétricos a Fibra Óptica. Mostramos primeiramente a potencialidade do amplificador em termos de largura de banda plana, necessária para aplicações em sistemas WDM. Foram desenvolvidas equações do ripple para os diferentes tipos de espectro de alto ganho possíveis. Usando fibras de dispersão deslocada e fibras altamente não-lineares curtas, construímos amplificadores de dois bombeios com uma banda plana de amplificação de 52 nm e 84 nm, respectivamente. Em ambos os casos, a banda obtida foi comparável à obtida com outras tecnologias como Érbio ou Raman. Pesquisamos também o crosstalk entre canais em amplificadores paramétricos. Mostramos como as variações de ë 0 ao longo da fibra aumentam o crosstalk, pois se incrementam os processos de mistura de quatro ondas espúrios. Em amplificadores de dois bombeios, obtivemos os melhores resultados para aplicações WDM com fibras curtas (L ~ 0.8 km). Finalmente, a partir da análise da penalidade do fator de mérito Q do sinal, estudamos como os efeitos da modulação de fase do/s laser/s de bombeio, necessária para suprimir o espalhamento Brillouin estimulado, são prejudiciais para a performance destes amplificadores. Com base nesse resultado, procuramos eliminar o espalhamento Brillouin com um método alternativo que consiste na aplicação de distribuições de deformação mecânica ao longo da fibra. Obtivemos um aumento de 10.7 dB em 285 m de fibra altamente não-linear, o que é da ordem dos valores obtidos modulando a fase do/s bombeio/s. Aplicamos a técnica em dispositivos paramétricos obtendo um conversor de comprimento de onda com um sinal convertido de largura de banda estreito, sintonizável ao longo de 70 nm de comprimento de onda do sinal de entrada / Abstract: This thesis presents a theoretical and experimental study on fiber optics parametric amplifiers. For the double-pumped case, we show the performance of the amplifier in terms of spectral bandwidth and gain uniformity, both fundamental properties for WDM applications. By using short dispersion shifted fibers and highly non-linear fibers, we made parametric amplifiers with 52 and 84 nm of flat bandwidth, respectively. In both cases, the bandwidth is similar to the one obtained with optical amplifiers based on other technologies such as doped fibers, Raman gain or semiconductors. We also deduced equations of the gain ripple for all the possible types of high gain spectra. We also investigated the inter-channel crosstalk in parametric amplifiers. We showed that the variations of the zero dispersion wavelength along the fiber increase the crosstalk because those variations enhances the spurious four wave mixing tones. Finally, the degradation of the signal quality factor (Q) was studied for both, single and double-pumped parametric amplifiers. We showed that the phase modulation applied to the pump lasers to suppress the stimulated Brillouin backscattering can strongly degrade the performance of the amplifier. One alternative technique that we developed was based on applying different mechanical stress distributions along the fiber length. We experimentally demonstrated, using 285 m of highly non-linear fibers, that the backscattering threshold can be increased by 10.7 dB. This value is similar to that obtained using the phase modulation schema. The method was successfully applied to parametric devices. In particular we made a narrow linewidth wavelength converter with 70 nm of signal tuning band / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ariana Komura de Castro.pdf: 1539013 bytes, checksum: 9322eebdf7e436f3bca6297342a522b1 (MD5) Previous issue date: 2009-07-03 / The Hildebrand solubility parameter is used to express the compatibility of petroleum in mixtures, starting from the principle that, independently from the system composition, the asphaltenes always precipitate in a certain solubility parameter, known as the flocculation parameter, which estimated value is 16,35 (MPa)1/2. In this paper, it was tried to experimentally determine the flocculation parameter and the solubility parameters of some petroleum, through data of onset of precipitation of asphaltenes by adding n-alkenes. The experimental determinations of onset of precipitation were performed by optical microscopy and Near-Infrared spectroscopy (NIR), in order to be also evaluated the correlation between measures. The outcomes of onset of precipitation showed a reasonable correlation among techniques, but the data obtained by NIR were generally larger. Towards the flocculation parameter, the experimental data when adjusted to a linear behavior of first order ended up on inconsistent values compared with the ones in literature, what raised doubts about the basic hypothesis of compatibility model. However, it was possible the determination of solubility parameters for several petroleum and it was noticed that the data are used successfully in prediction of compatibility in mixtures, therefore, it was verified the need of the improvement of experimental methodology to the determination of onset of precipitation through Near-Infrared spectroscopy and clues indicate that the phenomena of asphaltenes precipitation may not be only molecular. / O parâmetro de solubilidade de Hildebrand é utilizado para expressar a compatibilidade de petróleos em misturas, partindo-se do princípio que, independentemente da composição do sistema, os asfaltenos precipitam sempre em um determinado parâmetro de solubilidade, conhecido como parâmetro de floculação, cujo valor estimado é 16,35 (MPa)1/2. Neste trabalho, tentou-se determinar experimentalmente o parâmetro de floculação e os parâmetros de solubilidade de alguns petróleos, através dos dados de início de precipitação dos asfaltenos pela adição de n-alcanos. As determinações experimentais de início de precipitação foram realizadas por microscopia ótica e espectroscopia de Infravermelho Próximo (NIR), a fim de que fosse avaliada também a correlação entre as medidas. Os resultados de início de precipitação indicaram uma correlação razoável entre as técnicas, mas os dados obtidos pelo NIR foram geralmente maiores. Em relação ao parâmetro de floculação, os dados experimentais quando ajustados a um comportamento linear de primeira ordem proporcionou valores inconsistentes comparados com o da literatura, o que coloca em dúvida a hipótese básica do modelo de compatibilidade. Entretanto, foi possível a determinação dos parâmetros de solubilidade para vários petróleos e foi observado que os dados são utilizados com sucesso na predição da compatibilidade em misturas, porém, verificou-se a necessidade do aperfeiçoamento da metodologia experimental para a determinação do início de precipitação através da espectroscopia de infravermelho próximo e indícios apontam que o fenômeno da precipitação dos asfaltenos possa não ser apenas molecular.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2018-04-10T11:48:01Z No. of bitstreams: 1 rodrigooliveiradasilva.pdf: 5997458 bytes, checksum: 0a46aa567e5e1847c47c94d1947e71db (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-04-11T11:12:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rodrigooliveiradasilva.pdf: 5997458 bytes, checksum: 0a46aa567e5e1847c47c94d1947e71db (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-11T11:12:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigooliveiradasilva.pdf: 5997458 bytes, checksum: 0a46aa567e5e1847c47c94d1947e71db (MD5) Previous issue date: 2018-12-21 / PROQUALI (UFJF) / Esta pesquisa investiga o setor ferroviário de cargas brasileiro, especialmente no que tange às estratégias políticas das concessionárias do setor. A partir de 2010, mudanças na postura de atuação do órgão regulador, orientado por diretrizes do Governo Federal, trouxeram um impacto considerável no dia a dia das concessio-nárias ferroviárias de carga. A agência reguladora editou, em 2011, três resoluções que ficaram conhecidas como o “novo marco regulatório” do setor ferroviário de cargas. Logo após da edição de tais resoluções, em 2012, houve o primeiro processo de revisão tarifária do setor. Também em 2012, o Governo Federal lançou o Pro-grama de Investimento em Logística (PIL), em que o modelo atual de concessão, conhecido como de integração vertical, seria alterado para um modelo de passagem livre (open acess). Todas estas mudanças geraram uma intensa movimentação de atores do setor ferroviário de cargas. As concessionárias, juntamente com sua asso-ciação de representação de classe, tentaram influenciar, notadamente o órgão re-gulador, em relação aos impactos prejudiciais que tais medidas causariam às suas atividades. Já os usuários, também com o suporte de suas associações de represen-tação, apoiavam a decisão do órgão regulador em tentar minimizar os efeitos da atuação monopolista das concessionárias. Estes movimentos para influenciar o ator público com poder de decisão em determinada questão de política pública são cha-mados de estratégias políticas empresariais, cujo objetivo é gerar decisões políticas favoráveis à empresa ou ao setor ao qual ela pertence. O sucesso das estratégias políticas depende da construção de uma série de entrelaçamentos entre atores que podem influenciar direta ou indiretamente as decisões em políticas públicas e no marco legal e regulatório. Tais entrelaçamentos se constituem alianças estratégicas, que formatam a rede política de valor das empresas. Contudo, é imprescindível que as estratégias políticas estejam aderentes aos princípios da ética e integridade corporativa. Visando auxiliar as empresas que atuam em setores regulados, em especial as do setor ferroviário de cargas, esta pesquisa desenvolveu um ferramental analítico, na perspectiva relacional, de modo a contribuir para a gestão mais efetiva dessas empresas, considerando as particularidades institucionais do seu contexto e a necessidade de respeitar princípios éticos. Tal ferramental originou-se de uma fundamentação teórica, suportada pelas seguintes teorias: estratégias políticas, regulação econômica, ação coletiva, stakeholders, institucional, agência, redes e ética nos negócios. O ferramental analítico proposto foi refinado por meio de entrevistas com profissionais ligados ao setor ferroviário de cargas, pela análise em profundidade de três processos de mudança regulatória e pala aplicação parcial do ferramental analítico proposto em uma das empresas do setor. O método empregado para se alcançar o objetivo do trabalho foi o estudo de casos, em que se triangulou dados de entrevistas semiestruturadas, documentos públicos e registros em diversas mídias. Como principais resultados, a pesquisa pôde evidenciar os tipos de estratégias políticas empregadas pelas concessionárias ferroviárias de carga em processos específicos de mudança regulatória; a percepção dos entrevistados em relação ao ambiente regulatório; e a postura ética dos atores que compõem o setor ferroviário de cargas. Por fim, o ferramental analítico proposto se mostrou pertinente à realidade das empresas do setor. / This research investigates the Brazilian rail freight sector, especially regarding the strategies of the concessionaires of the sector. As of 2010, changes in the regulatory agency's position, guided by Federal Government guidelines, have brought a considerable impact without day to day rail freight concessions. In 2011, the regulatory agency issued three resolutions that became known as the "new regulatory framework" of the rail freight sector. Soon after the issuance of these resolutions, in 2012, there was the first process of tariff revision of the sector. Also in 2012, the Federal Government launched the Logistics Investment Program (PIL), in which the current concession model, known as vertical integration, was changed to a free passage model. All these changes have generated an intense movement of airports of the railroad of loads. As concessionaires, with their association of class representation, they tried to influence, especially the regulatory body, in relation to the impacts. The users, also supported by their representative associations, supported a decision of the regulator to minimize the effects of the monopolistic performance of the concessions. These moves to influence public power with decision-making power in a particular public policy issue are directed at business strategies, its purpose is to generate business-friendly policy decisions or the quality sector. The success of political strategies depends on the construction of a series of interlacings between actors that can influence directly or indirectly as decisions in public policies and not legal and regulatory framework. Such interlinkages constitute strategic alliances, which form a political network of business value. However, it is imperative that policy strategies adhere to the principles of ethics and corporate integrity. Aiming to assist as companies that operate in regulated sectors, especially as the rail freight sector, this research developed a population analyst, from a relational perspective, in order to contribute to a more effective management companies, considering as institutional particularities of their context. Ethical principles. Such manipulation originated from a theoretical foundation, supported later theories: political strategies, economic regulation, collective action, stakeholders, institutional, agency, networks and business ethics. The analytical project proposed for refining by means of interviews with professionals related to the rail freight sector, for in-depth analysis of three processes of regulated change and partial application of the proposed analytical project in a company of the sector. The method used for the purpose of case studies, in which triangulated data from semi-structured interviews, public documents and records in various media. As the main results, the research could highlight the types of incentive systems used in freight rail concessions in specific processes of regulatory change; a perception of the interviewees regarding the regulatory environment; it is an ethical stance of the actors that compose the railroad cargo industry. Finally, the proposed proposal analyst was relevant to the reality of the companies in the sector.

Orientador: Hugo Luis Fragnito / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-19T18:29:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CastanedaTutestar_JuanAndres_M.pdf: 6184459 bytes, checksum: 92c32f647e9f3cbb607992b021c7924d (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Estudamos a interação entre laser e ruído em fibras ópticas, sua dependência com dispersão cromática e sua aplicação para caracterizar flutuações dos parâmetros de dispersao ao longo da fibra. A interacao é governada pela polarização não-linear de terceira ordem e, nesta tese, consideramos especificamente o processo de mistura de quatro ondas ou FMW (de Four-Wave Mixing) descrito por termos de ordem cúbica na amplitude do campo elétrico aplicado. Em particular, nós estamos interessados em termos que são lineares na amplitude do laser e quadraticos na do ruído. Devido a este processo, são geradas novas ondas que apresentam picos bem definidos no espectro e muito sensíveis aos parâmetros de dispersão de alta ordem (até quarta ordem e demonstrada nesta tese). Medidas com pulsos de curta duração (~ 100 ps para o laser e ~ 40 ps para o ruído em nossos experimentos) nos permitem caracterizar como os parâmetros de dispersão variam ao longo da fibra com boa resolução espacial (< 1 km). Apresentamos também uma resolução numérica das equações exatas para determinar como os parâmetros de dispersão, em fibras de perfil de índice degrau, dependem do raio do núcleo da fibra. Encontramos que variações de 0.1 µm (± 1%) do raio do núcleo da fibra produzem mudancas no comprimento de onda de dispersão nula (?0) e no pico de FWM (?FWM) que são consistentes com os resultados experimentais. Também verificamos a existencia de um valor do raio do núcleo da fibra o qual oferece propriedades de dispersao robustas para processos paramétricos. Este trabalho visa contribuir para a compreensão dos processos nao-lineares e campos estocásticos e, do ponto de vista prático, para o desenvolvimento de um método eficiente para medir variações na dispersão de alta ordem ao longo da fibra / Abstract: We study the interaction between laser and noise in optical fibers, its dependence on chromatic dispersion and its application to characterize the parameters of dispersion fluctuations along the fiber. The interaction is governed by the nonlinear polarization of the third-order and, in this thesis, we consider specifically the process of four-wave mixing (FWM) described by cubical terms in the amplitude of the applied electric field. In particular, we concern linear terms in the amplitude of the laser and quadratic in the noise. Due to this process, new waves are generated that have well-defined peaks in the spectrum and very sensitive to the parameters of highorder dispersion (up to fourth order is demonstrated in this thesis). Measurements with pulses of short duration (~ 100 ps for the laser and ~ 40 ps for the noise in our experiments) allow us to characterize how the dispersion parameters vary along the fiber with good spatial resolution (< 1 km). We also present an exact numerical solution of the equations to determine how the parameters of dispersion, in a stepindex fiber, depending on the radius of the fiber core. We found that variations of 0.1µ m (± 1%) of the fiber core radius produce changes in the wavelength of zero dispersion (?0) and at the peak of FWM (?FWM) that are consistent with experimental results. We also verified the existence of a value of the radius of the fiber core which provides robust dispersion properties for parametric processes. This work aims to contribute to the understanding of nonlinear processes and stochastic fields, and the practical point of view, to develop an efficient method for measuring variations in the high-order dispersion along the fiber / Mestrado / Mestre em Física

Orientadores: Hugo Enrique Hernández Figueroa, Arismar Cerqueira Sodré Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T11:51:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lona_DanielGrandin_M.pdf: 5547359 bytes, checksum: 1dfde15018aecd3aee7c7be413e9c669 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O objetivo deste trabalho é avaliar a aplicabilidade da tecnologia Radio sobre Fibra (Radio over Fiber - RoF) em redes de sensores sem-fio (Wireless Sensor Networks - WSNs) e Wi-Fi. Inicialmente, realizou-se uma detalhada análise analítica de desempenho dos sistemas em função dos parâmetros típicos de equipamentos RoF, tais como: freqüência de operação, figura de ruído, ruído de intensidade relativa do laser, ruído shot do fotodetector, ruído térmico e modulação óptica. Os sistemas analisados foram então implementados em laboratório nas faixas de freqüência de 915 MHz e 2,4 GHz para WSN e Wi-Fi, respectivamente. Os parâmetros de desempenho medidos foram a indicação de intensidade de sinal recebida (Received Signal Strength Indication - RSSI), taxa de perda de pacotes (Packet Error Rate - PER) e vazão (Throughput) / Abstract: This works aims to evaluate the applicability of Radio over Fiber (RoF) technology in Wireless Sensor Networks (WSNs) and Wi-Fi networks. Initially, the system performance has been analytically evaluated as a function of diverse parameters from RoF pieces of equipment, such as: operation frequency, noise figure, relative intensity noise, shot noise of photodetector, thermal noise and optical modulation. Furthermore, the proposed RoF systems were experimentally implemented in laboratory at 915 MHz and 2.4 GHz bands for WSN and Wi-Fi, respectively. The performance metrics were Received Signal Strength Indication (RSSI), Packet Error Rate (PER) and throughput / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Science Teaching in Brazil has been increasingly acknowledged as a research field and has also been seeking for alternatives to improve scientific education in all levels. One of the research fields is the incorporation of History and Philosophy of Science (HFC) in education, which has received significant attention by government guidelines and researchers in the field. This work presents the results obtained by the implementation of a HFC related didactic module with undergraduate students from UFSM s course of Physics. The purpose of this work was to evaluate the use of Scientists Original Texts (TOC) and History of Scientific Ideas Texts (THIC) in Science Teaching, more specifically in Physics Teaching. In order to subsidize the elaboration of the module, we performed a research in the field magazines and events, trying to ascertain to what extent these publications concern class works and which are the resources used. The results were classified in classroom approaches or HFC subsidies. The results show that there is a low number of classroom approaches, and the main resources for HFC use in the classroom are texts. The results also show that there are almost no reports of the use of TOC and THIC in undergraduate courses. Optics was the chosen theme and conceptual aspects, nature of science aspects and the aspects concerning the requirements of teacher formation were considered. The results, obtained by the application of questionnaires during the length of classes, have indicated an advancement concerning students conceptions about science. They also have indicated that few students succeeded in using the discussions about Optics conceptual contents in the questions proposed. According to the research analysis, there was great acceptance about the texts, especially the ones concerning THIC. Based on the results, we propose didactic module changes and other possible research developments. / O Ensino de Ciências no Brasil tem se afirmado cada vez mais como campo de pesquisa e buscado incorporar os resultados das pesquisas ao longo dos anos para melhorar a educação científica em todos os níveis de Ensino. Uma das linhas de trabalho diz respeito à incorporação de História e Filosofia da Ciência (HFC) ao Ensino das Ciências, que tem ganhado significativa atenção por parte das orientações governamentais e também dos pesquisadores da área. O presente trabalho apresenta os resultados obtidos com a implementação de um módulo didático relacionado à HFC com alunos do curso de Licenciatura em Física da UFSM. O objetivo do trabalho foi avaliar a utilização de Textos Originais de Cientistas (TOC) e Textos sobre a História das Ideias da Ciência (THIC) no Ensino de Ciências, nesse caso, mais especificamente no Ensino de Física. Visando subsidiar a elaboração do módulo foi realizada uma pesquisa em periódicos e eventos da área que buscou verificar em que medida essas publicações contemplam o trabalho em sala de aula e quais são os recursos empregados para este trabalho. Esses resultados, que foram classificados em propostas para a sala de aula ou subsídios ao trabalho com HFC, mostraram que é reduzido o número de propostas para sala de aula sendo que os principais recursos utilizados no trabalho com HFC em sala de aula são textos. Os resultados também indicaram que praticamente não há relatos de utilização de TOC e THIC no Ensino Superior. O tema escolhido foi ótica e a proposta procurou associar aspectos conceituais desse assunto, aspectos sobre a natureza da ciência e aspectos relativos às necessidades formativas de professores. Os resultados, obtidos por meio da análise de questionários aplicados durante a execução das aulas indicaram um avanço em relação às concepções dos alunos sobre a Ciência. Também indicaram que poucos alunos conseguiram utilizar as discussões sobre os conteúdos conceituais de ótica nas questões propostas. Da análise realizada do trabalho desenvolvido constata-se uma grande aceitação dos alunos, principalmente em relação aos THIC. A partir dos resultados obtidos são propostas modificações no módulo didático e outros possíveis desdobramentos da pesquisa.

Orientador: Carlos Lenz César / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-01T03:43:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pelegati_VitorBianchin_D.pdf: 6822381 bytes, checksum: 86749ce34dc184aeb7ed4b4ee47d70b3 (MD5) Previous issue date: 2016 / Resumo: Técnicas de microscopias ópticas são as principais ferramentas capazes de observar células e tecidos biológicos em tempo real e com mínimo dano. Essa área foi revolucionada recentemente através das microscopias confocais de varredura a laser e as microscopias de óptica não linear, naturalmente confocais. Entre os processos não lineares temos, a fluorescência excitada por dois ou mais fótons, geração de segundo harmônico [Second Harmonic Generation - SHG] e terceiro harmônico [Third Harmonic Generation - THG]. SHG e THG são técnicas de óptica não linear coerentes, não necessitam de marcadores exógenos e permitem reconstrução de imagens em três dimensões com resolução espacial subcelular. As técnicas de fluorescência permitem visualizar estruturas específicas no espaço, mas não permitem discriminar as substâncias químicas nas estruturas celulares, e as técnicas de SHG e THG não possuem especificidade química. Espectroscopia Raman possui especificidade química através das propriedades vibracionais das moléculas e pode ser usada como mecanismo de contraste na aquisição de imagens. Comparada com a espectroscopia/microscopia infravermelho, a microscopia Raman traz a informação das vibrações moleculares do infravermelho para o visível, eliminando os problemas da baixa resolução espacial e opacidade das amostras. Entretanto a baixa sensibilidade dessa técnica implica em tempos de aquisição de imagens muito longos, da ordem de horas, inviabilizando acompanhar a dinâmica de processos celulares em tempo real. Como solução para essa baixa sensibilidade do espalhamento Raman espontâneo, surgiu a microscopia por espalhamento Raman Coerente anti-Stokes [Coherent Anti-Stokes Raman Scattering - CARS]. Comparado com Raman espontâneo, a microscopia CARS representa aumento de 4 a 5 ordens de grandeza na sensitividade da técnica, diminuindo os tempos de aquisição ao ponto de viabilizar a aquisição em taxas de vídeos (mais rápido do que 30 quadros por segundo) e estudos em tempo real. Essa tese é dedicada ao estudo experimental e teórico, assim como de algumas aplicações, das técnicas de óptica não linear, com destaque para processos de óptica não linear coerentes. Apresentamos de forma detalhada três sistemas experimentais para a aquisição de imagens de Raman coerente e um sistema integrado com várias técnicas de óptica não linear. Mostramos as primeiras imagens de CARS realizadas no Brasil. Além do CARS convencional, trabalhamos com outra técnica de CARS de ordem mais alta, o CARS cascata [cascade CARS - CCARS], e, no melhor do nosso conhecimento, apresentamos as primeiras imagens internacionais obtidas com essa metodologia. CCARS aumenta o contraste da técnica CARS, diminuindo o fundo não ressonante, um problema que aflige a comunidade científica dedicada ao uso dessa técnica. Além da diminuição do fundo não ressonante, a emissão do CCARS acontece em um comprimento de onda diferente de qualquer outro efeito não linear coerente, significando um acréscimo de complexidade mínimo para sua detecção quando comparado com o CARS. Por último mostramos algumas aplicações realizadas com o sistema experimental desenvolvido para integrar diversas modalidades ópticas em paralelo, especialmente da geração de harmônicos com a fluorescência excitada por dois fótons e suas variantes, como microscopia de tempo de vida de fluorescência (Fluorescence Lifetime Imaging ¿ FLIM) / Abstract: Optical microscopies techniques are the main tools capable of observing cell and biological tissues in real time and with minimum damage. This area have recently been revolutionized by confocal laser scanning microscopies and non-linear microscopies, naturally confocal. Among the non-linear process we have, the two or more photons excited fluorescence, second harmonic generation [SHG] and third harmonic generation [THG]. SHG and THG are coherent nonlinear techniques, they do not require exogenous markers and allow three dimension imaging reconstruction with subcellular resolution. The fluorescence techniques allow visualizing specific structures in space, but do not allow discriminating the chemical substances in cellular structures, SHG and THG techniques do not have chemical specificity. Raman spectroscopy has chemical specificity through the vibrational properties of the molecules and can be used as a contrast mechanism for imaging acquisition. Compared to infrared spectroscopy/microscopy, Raman microscopy brings information about molecular vibration from infrared to visible, eliminating the low resolution and sample opacity problems. However, this technique low sensibility implies in very long imaging acquisition times, order of hours, making it not viable for following cellular process dynamics in real time. As an answer for the spontaneous Raman scattering low sensibility, the coherent anti-Stokes Raman scattering [CARS] emerged. Compared to spontaneous Raman, CARS microscopy presents an increase of 4 to 5 orders of magnitude in the sensitivity of the technique, lowering the acquisition times to the point of making video acquisition (faster than 30 frames per second) and real time studies possible. This thesis is dedicated to the experimental and theoretical study, as well as some applications, of the non-linear techniques, with emphasis on coherent non-linear optical processes. We present in detailed form three experimental systems for the acquisition of coherent Raman images, and a system with the integration of various non-linear techniques. We show the first CARS images acquired in Brazil. In addition to conventional CARS, we worked with other higher order CARS technique, the cascade CARS [CCARS], and, in the best of our knowledge, we present the first international image acquired with this methodology. CCARS increases the contrast from CARS technique, decreasing the non-resonant background, a problem that afflicts the scientific community dedicated to the use of this technique. Besides the decrease of the non-resonant background, the CCARS emission occurs in a different wavelength from any other non-linear coherent effect, meaning a minimum complexity increase for its detection when compared with CARS. Finally we show some applications performed with the experimental system developed to integrate several optical modalities in parallel, especially the generation of harmonics with two photons excitation fluorescence and their variants such as Fluorescence Lifetime Imaging [FLIM] / Doutorado / Física / Doutor em Ciências / 830406/2010 / CAPES

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luis Otavio Ribas Lima.pdf: 8124964 bytes, checksum: d16bc8c64f9e15d57f770b1b271d6b3b (MD5) Previous issue date: 2014-06-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Aluminum alloys have been the primary material of choice for the aircraft due to their properties such as low density, high mechanical and corrosion resistance. Commercial aircraft apply aluminum alloys for the fuselage, wings and supporting structure due to the extensive knowledge in design and production of aluminum components, and most importantly, aluminum alloys continue to be developed, keeping it highly competitive. A great development happen with the heat-treatable alloys, which allow improvement of the mechanical properties. Among this alloys stand out the Al-Zn-Mg-Cu series, known for high strength, toughness and corrosion resistance. The improvement of those alloys occurs by the precipitation of nanometric particles MgZn2, called η phase. This study’s aim was to promote an interrupted heat treatment T6I4-65 in an AA7050 aluminum alloy, with fatigue crack growth resistance as priority. Interrupted heat treatments’ goal is optimizing the consumption of solute atoms during process of nucleation and growth of precipitates as a finely dispersion. The T6I4-65 condition obtained was analyzed by differential scanning calorimetry, DSC, optical and electronic microscopy, mechanical tests as hardness, tensile and fatigue crack growth. The T6I4-65 treatment results in a microstructure with a fine dispersion of precipitated phase η’, about 75% smaller than those resulting from in current use, T7451. This microstructure resulted in a reduction of up to 24% in fatigue crack growth rate compared to that resulting from T7451 treatment, keeping the ductility of 17% of area reduction and yield strength higher than 400MPa. / Ligas de alumínio são o principal material de uso na indústria aeronáutica devido a suas propriedades como baixa densidade, alta resistência mecânica e a corrosão. Aeronaves comerciais utilizam ligas de alumínio em sua fuselagem, asas e na estrutura de suporte devido ao extenso conhecimento no projeto e produção de componentes em alumínio, e mais importante, as ligas de alumínio continuam a serem desenvolvidas, mantendo-se altamente competitivas. Ocorreu um grande avanço com o desenvolvimento das ligas tratáveis termicamente, que permitiram a otimização das propriedades mecânicas. Entre estas ligas tratáveis, destaca se a família Al-Zn-Mg-Cu, conhecidas pela alta resistência mecânica, tenacidade e resistência a corrosão. O aperfeiçoamento destas ligas ocorre pela precipitação de partículas nanométricas de MgZn2, conhecida como fase η. O objetivo deste trabalho foi obter um tratamento térmico interrompido T6I4-65 em uma liga de alumínio AA7050 com prioridade ao aumento de resistência à propagação de trinca por fadiga. Tratamentos interrompidos tem por objetivo otimizar o consumo de átomos de soluto durante os processos de nucleação e crescimento dos precipitados endurecedores na liga na forma de dispersão finamente dispersa. A condição T6I4-65 obtida foi analisada por meio de calorimetria diferencial de varredura, DSC, microscopia ótica e eletrônica de varredura e transmissão, ensaios mecânicos dureza, tração e propagação de trinca por fadiga. Este tratamento resultou em uma microestrutura com uma dispersão de finos precipitados de fase η’, cerca de 75% menores que os resultantes de tratamentos de uso corrente, T7451. Esta microestrutura promoveu a redução de até 24% na taxa de propagação de trinca por fadiga em comparação à resultante do tratamento T7451, mantendo grande ductilidade, até 17% de redução de área e limite de escoamento superior a 400MPa.