Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-03-22T19:28:11Z No. of bitstreams: 1 JennyPaolaBravoCastrillon_TESE.pdf: 21271647 bytes, checksum: 8adb4a5df0dbdb4f20b049cb610cd4d2 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-03-23T21:59:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JennyPaolaBravoCastrillon_TESE.pdf: 21271647 bytes, checksum: 8adb4a5df0dbdb4f20b049cb610cd4d2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-23T21:59:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JennyPaolaBravoCastrillon_TESE.pdf: 21271647 bytes, checksum: 8adb4a5df0dbdb4f20b049cb610cd4d2 (MD5) Previous issue date: 2014-12-22 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / An?logas ?s manchas e f?culas fotosf?ricas solares, cuja visibilidade ? modulada por rota??o estelar, as regi?es ativas estelares consistem em grupos de manchas escuras na superf?cie da estrela e f?culas brilhantes causadas pelo seu campo magn?tico. Atualmente, as manchas estelares est?o bem estabelecidas como os principais marcadores usados para estimar o per?odo de rota??o estelar. Por outro lado, o comportamento din?mico das manchas tamb?m pode ser utilizado para analisar outros fen?menos relevantes, tais como a presen?a de atividade magn?tica e os seus ciclos. Para determinar o per?odo de rota??o estelar, identificar a presen?a de regi?es ativas e investigar se a estrela manifesta ou n?o rota??o diferencial, aplicamos dois m?todos: uma an?lise wavelet e um modelo de manchas. O procedimento wavelet tamb?m ? aplicado na an?lise de pulsa??es e na busca por assinaturas espec?ficas para esta variabilidade estelar particular dentre os diferentes tipos de estrelas vari?veis pulsantes. A transformada wavelet tem sido usada como uma ferramenta poderosa para o tratamento de v?rios problemas em astrof?sica. Neste trabalho mostramos que a an?lise em tempo-frequ?ncia das curvas de luz estelares, utilizando a transformada wavelet, ? uma ferramenta pr?tica para a identifica??o de rota??o, atividade magn?tica e assinaturas de pulsa??o. Apresentamos a composi- ??o espectral e as varia??es multiescala das s?ries temporais para quatro classes de estrelas: alvos dominados pela atividade magn?tica, estrelas com planetas, aquelas com tr?nsitos bin?rios, e estrelas pulsantes. Aplicamos a wavelet Morlet de 6 a ordem, que oferece alta resolu??o em tempo e frequ?ncia. Ao aplicar a transformada wavelet no sinal, obtemos os espectros de pot?ncia wavelet local e global. O primeiro ? interpretado como a distribui??o de energia do sinal no espa?o tempo-frequ?ncia, e o segundo ? obtido por integra??o temporal do mapa local. Sendo a transformada wavelet uma ferramenta matem?tica ?til para sinais n?o estacion?rios, esta t?cnica aplicada v ?s curvas de luz, obtidas a partir das miss?es espaciais Kepler e CoRoT, nos permite identificar claramente determinadas assinaturas para diferentes fen?menos. Em particular, foram identificados padr?es para a evolu??o temporal do per?odo de rota??o, bem como uma outra periodicidade decorrente dos efeitos das regi?es ativas nas curvas de luz analisadas; a continuidade de uma determinada escala (frequ?ncia) durante a maior parte do tempo pode representar um indicador de rota??o e atividade. Al?m disso, uma assinatura de padr?o de batimento no mapa wavelet local de estrelas pulsantes ao longo de todo o tempo tamb?m foi detectada. O segundo m?todo ? baseado na detec??o de manchas estelares durante os tr?nsitos de um planeta extrasolar que orbita sua estrela-m?e. Quando um planeta eclipsa sua estrela-m?e ? poss?vel detectar fen?menos f?sicos que ocorrem na superf?cie da estrela. Se uma mancha escura na superf?cie estelar ? eclipsada parcial ou totalmente, a luminosidade estelar integrada aumentar? ligeiramente. A an?lise da curva de luz medida durante um tr?nsito planet?rio nos permite inferir propriedades f?sicas das manchas estelares como o tamanho, a intensidade, a posi??o e a temperatura. Ao detectar a mesma mancha em tr?nsitos consecutivos, ? poss?vel obter informa??es adicionais, como o per?odo de rota??o estelar na latitude do tr?nsito planet?rio, a rota??o diferencial, e os ciclos de atividade magn?tica. Observa??es do tr?nsito planet?rio nas estrelas CoRoT-18 e Kepler-17 foram usadas para aplicar este modelo. / Analogous to sunspots and solar photospheric faculae, which visibility is modulated by stellar rotation, stellar active regions consist of cool spots and bright faculae caused by the magnetic field of the star. Such starspots are now well established as major tracers used to estimate the stellar rotation period, but their dynamic behavior may also be used to analyze other relevant phenomena such as the presence of magnetic activity and its cycles. To calculate the stellar rotation period, identify the presence of active regions and investigate if the star exhibits or not differential rotation, we apply two methods: a wavelet analysis and a spot model. The wavelet procedure is also applied here to study pulsation in order to identify specific signatures of this particular stellar variability for different types of pulsating variable stars. The wavelet transform has been used as a powerful tool for treating several problems in astrophysics. In this work, we show that the time-frequency analysis of stellar light curves using the wavelet transform is a practical tool for identifying rotation, magnetic activity, and pulsation signatures. We present the wavelet spectral composition and multiscale variations of the time series for four classes of stars: targets dominated by magnetic activity, stars with transiting planets, those with binary transits, and pulsating stars. We applied the Morlet wavelet (6th order), which offers high time and frequency resolution. By applying the wavelet transform to the signal, we obtain the wavelet local and global power spectra. The first is interpreted as energy distribution of the signal in time-frequency space, and the second is obtained by time integration of the local map. Since the wavelet transform is a useful mathematical tool for nonstationary signals, this technique applied to Kepler and CoRoT light curves allows us to clearly identify particular signatures for different phenomena. In particular, patterns were identified for the temporal evolution of the rotation period and other periodicity due to active regions affecting these light curves. In addition, a beat-pattern vii signature in the local wavelet map of pulsating stars over the entire time span was also detected. The second method is based on starspots detection during transits of an extrasolar planet orbiting its host star. As a planet eclipses its parent star, we can detect physical phenomena on the surface of the star. If a dark spot on the disk of the star is partially or totally eclipsed, the integrated stellar luminosity will increase slightly. By analyzing the transit light curve it is possible to infer the physical properties of starspots, such as size, intensity, position and temperature. By detecting the same spot on consecutive transits, it is possible to obtain additional information such as the stellar rotation period in the planetary transit latitude, differential rotation, and magnetic activity cycles. Transit observations of CoRoT-18 and Kepler-17 were used to implement this model.

A avaliação dos efeitos dos aerossóis em relação ao balanço radiativo local e global bem como o impacto sobre a saúde humana, principalmente em grandes centros urbanos, demanda que se conheça de forma precisa a sua concentração e distribuição espaço-temporal. Neste contexto, o monitoramento acurado de longo prazo por estações instaladas ao redor do mundo tornou-se um desafio e uma necessidade para várias áreas do conhecimento. Classicamente as estações utilizam a técnica de fotometria solar para inferir a concentração e a distribuição de tamanho dos aerossóis através da profundidade óptica do aerossol (POA) e do coeficiente de Ångström . No presente trabalho é sugerida uma metodologia para estimar POA e do coeficiente de Ångström através de quatro canais espectrais de radiômetros do tipo Multi-Filter Rotating Shadowband Radiometer (MFRSR) que operam em São Paulo desde 1999. Estas estimativas foram avaliadas em relação à rede AErosol RObotic NETwork (AERONET) entre os anos de 2004 a 2006. Os resultados mostram que, em termos de variabilidade temporal da POA, há boa concordância entre os diferentes instrumentos. Entretanto, são encontradas diferenças médias sistemáticas da ordem de 0,03 na magnitude da POA em três dos quatro canais analisados, enquanto que o valor sugerido pela OMM para uma atmosfera limpa é de no máximo 0,02. Este resultado aponta que a metodologia empregada nos MFRSR fornece valores de boa qualidade. Ainda neste trabalho, foram relacionadas variáveis meteorológicas coletadas pela Estação Meteorológica do IAG-USP com a POA e o do coeficiente de Ångström estimados neste trabalho. Observou-se uma relação linear entre o coeficiente de Ångström e a umidade relativa (UR), indicando um crescimento do tamanho médio dos aerossóis que integram um grupo com 0,20<POA<=0,60 no canal 415nm com o aumento da umidade relativa. Acredita-se que este grupo tenha predominância de aerossóis de fontes locais. As medidas de longo prazo permitiram também caracterizar, em conjunto com estimativas espaciais de POA pelo sensor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) a bordo do satélite Terra, a influência do transporte de aerossóis de queimadas da região amazônica e do Brasil central em São Paulo, na série de dados analisados. Estes eventos contribuem para o aumento significativo da POA sobre a região metropolitana e trazem partículas ligeiramente menores que as emitidas por fontes locais. / The evaluation of the aerosol effects to the local and global radiation budget, as well as the impact on human health, particularly in large urban centers, demands knowing accurately their concentration and spatial-temporal distribution. In this context, the accurate long term monitoring from ground based stations installed around the world has become a challenge and a necessity for various areas of knowledge. Classically, the stations use the technique of Sun photometry to infer the concentration and size distribution of aerosols through the aerosol optical depth (AOD) and Ångström coefficient . In this paper we suggest a methodology to estimate AOD and Ångström coefficient through four channels of Multi-Filter Rotating Shadowband Radiometers (MFRSR) operating in Sao Paulo since 1999. These estimates were compared to the results of the AErosol RObotic NETwork (AERONET) between the years of 2004 to 2006. The results showed that the MFRSR can represent well the temporal variability of the AOD, but systematic differences were found with mean values of about 0.03 in AOD, in three of the four analyzed channels. The value suggested by WMO for clean air is at most 0.02. This result indicates that the methodology employed in MFRSR provides values of quality good. Also in this study, meteorological influences on the aerosol optical properties were analyzed. The meteorological variables were monitored at the Meteorological Station of the IAG-USP There was a linear relationship between Ångström coefficient and relative humidity (RH), indicating a growth of the average size of aerosols within a group with 0.20<AOD<=0.60, in the channel 415 nm, with increasing relative humidity. It is believed that this group has predominance of aerosols from local sources. Long term measurements also helped to characterize, together with spatial estimates of AOD by the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) on board the Terra satellite, the influence of the transport of aerosol particles from biomass burning from the Amazon region to São Paulo. It was observed that these events contribute to significant increase in AOD on the metropolitan region and bring slightly smaller particles than the emitted by local sources.

[pt] A avaliação e a caracterização da cor constituem fatores críticos do processo de controle de qualidade de produtos, que também devem atender exigências dos clientes e consumidores finais. A cor de um objeto depende fortemente das características da iluminação. Nesse contexto, a presente pesquisa analisou e comparou os diferentes métodos especificados em normas internacionais, que qualificam o desempenho dos simuladores de luz do dia utilizados em avaliações visuais (cabines de luz) e instrumentais (espectrofotômetros). Para alcançar tais objetivos, foram verificadas as condições de medição estabelecidas pela CIE (intervalo de medição e largura de banda espectral) e elaborados e validados procedimentos de medição de diferentes fontes luminosas. Com base nestes procedimentos, foram realizadas medições de simuladores de luz do dia para adquirir as suas distribuições espectrais de potência, as quais foram utilizadas para avaliá-los e para comparar os métodos especificados em normas. Como principais resultados da pesquisa destacam-se: (i) a constatação de que, de fato, as recomendações da CIE para medição de fontes luminosas devem ser incorporadas ao processo de medição; (ii) o aumento da confiabilidade metrológica através da validação dos procedimentos espectroradiométricos com base em análises de repetitividade das medições; e (iii) a comparação realizada entre os diferentes métodos de avaliação de simuladores de luz do dia, o que permitiu documentar para os casos estudados a presença ou a falta de correlação entre os mesmos. O trabalho contribuiu também ao introduzir uma sistemática normalizada de rotinas para se expressar a incerteza associada à medição espectroradiométrica. / [en] The evaluation and the characterization of the colour constitute critical factors of the process of quality control of products, that also must take care of requirements imposed by customers and final consumers. The colour of an object depends greatly on the characteristics of the illumination. In this context, this research is aimed at discussing the different international standards that characterize the performance of the daylight simulators used in instrumental (spectrophotometers) and visual (light booths) evaluations and also at analysing the differences between the various methods specified in these standards. To reach these objectives the measurement conditions established by the CIE (interval and spectral band-width) were verified and elaborated and validated procedures for the measurement of different luminous sources. Based on these procedures, measurements of daylight simulators were carried out to acquire their spectral power distributions. The measurement results were then used to analyze the evaluations methods specified in standards. The following main results have been accomplished: (i) the CIE recommendations for the measurement of luminous sources must, in fact, be incorporated into the measurement process; (ii) the increase in the metrological reliability through the validation of the spectroradiometric procedures based on the analyses of the repeatability of the measurements; and (iii) the comparison established among the different evaluation methods of daylight simulators, leading to the distinction between the presence or the lack of correlation present in the different methods investigated. The work also contributed by the introduction of standard routines to express the uncertainty associated with spectroradiometric measurements.

Este trabalho tem como objetivo o ensino dos fundamentos da Astrofísica Estelar moderna a alunos do Ensino Médio através de uma abordagem empírica que usa como ferramentas principais da metodologia a observação, o registro, a análise e a interpretação das mudanças de brilho das estrelas variáveis ao longo do tempo. Mediante técnicas simples (fotometria visual) para a estimativa dos valores dos brilhos aparentes (magnitudes) dessas estrelas no decorrer de vários meses, o aluno coleta seus próprios dados observacionais. Em seguida, esses dados serão colocados em gráficos (curvas de luz), cuja análise permitirá a medida de seus períodos e amplitudes de variação, bem como a determinação de uma série de parâmetros que caracterizam as propriedades físicas das estrelas. O estudo é conduzido de uma forma que permite apresentar aos alunos vários dos grandes temas da Astrofísica contemporânea sem que eles percam o vínculo sensorial com a observação direta dos fenômenos celestes, seja com auxílio de instrumental modesto (binóculos ou pequenos telescópios), seja até mesmo a olho nu. O produto final de nosso trabalho é um Guia de Estudos intitulado Astrofísica Estelar para o Ensino Médio, em doze capítulos e mais de trezentas páginas, que está incluído em sua íntegra nesta monografia. O Guia foi desenvolvido tendo como alvos principais os alunos e professores do Ensino Médio formal. Não obstante, ele pode ser também utilizado por qualquer pessoa que tenha interesse no assunto e que possua os conceitos necessários de Matemática e Física do Ensino Médio; ou ainda em cursos do ensino não-formal que sejam ministrados, por exemplo, por planetários, museus de ciência e astrônomos amadores (situação essa testada com ótimos resultados pelo autor). Por fim, vale mencionar que, neste tipo de aprendizado (conhecido como research-based education, que poderíamos traduzir livremente como aprendizado vinculado à pesquisa), utilizamos intensivamente diversos recursos tecnológicos disponibilizados gratuitamente na internet pelas grandes entidades internacionais que se dedicam à pesquisa e ao estudo das estrelas variáveis tais como softwares específicos, bancos de dados, simulações e cartas para a estimativa das magnitudes. O uso dessa metodologia vinculada à pesquisa, em nossa experiência, se constitui em um fator valioso para desenvolver nos alunos a criatividade, o raciocínio crítico, a familiarização com o método científico e as habilidades para a pesquisa. / This work aims at teaching the fundamental aspects of Stellar Astrophysics to high school students through an empirical approach which uses variable stars observations, data collection, and the analysis and interpretation of brightness changes as key methodological tools. By using some simple techniques (visual photometry) to estimate the values of apparent brightness (magnitudes) of these stars over several months, the student collects his/her own observational data. Subsequently, that data will be plotted in graphs (light curves), whose analysis will in turn allow the determination of its periods and amplitudes of variation, as well as of a series of physical parameters that characterize the physical properties of the stars. The whole study is conducted in a way that shows students several of the major themes of contemporary Astrophysics without losing their sensory link with the direct observation of celestial phenomena - whether with the aid of modest instruments (binoculars or small telescopes) or even naked eye. The final product of our work is a Study Guide called \"Stellar Astrophysics for High School\" in twelve chapters and more than three hundred pages, which is included in their entirety in this monograph. The Guide was developed with the main targets being students and teachers of the formal high school level. Nevertheless, it can also be used by anyone who has an interest in the subject and who possesses the required concepts of high school Mathematics and Physics; or even in non-formal teaching courses that are taught, for example, by planetariums, science museums and amateur astronomers (a situation that has been tested with great results by the author). Last but not least, it is worth mentioning that in this type of learning (known as \"research-based education\") we intensively use various technological resources freely available on the internet from the great international entities that are dedicated to the research and study of variable stars such as specific softwares, databases, simulations and charts for estimating magnitudes. The use of research-based education, in our experience, is a valuable tool to foster and develop students creativity, critical thinking, and the familiarization with the scientific method and research skills.

Este trabalho tem como objetivo o ensino dos fundamentos da Astrofísica Estelar moderna a alunos do Ensino Médio através de uma abordagem empírica que usa como ferramentas principais da metodologia a observação, o registro, a análise e a interpretação das mudanças de brilho das estrelas variáveis ao longo do tempo. Mediante técnicas simples (fotometria visual) para a estimativa dos valores dos brilhos aparentes (magnitudes) dessas estrelas no decorrer de vários meses, o aluno coleta seus próprios dados observacionais. Em seguida, esses dados serão colocados em gráficos (curvas de luz), cuja análise permitirá a medida de seus períodos e amplitudes de variação, bem como a determinação de uma série de parâmetros que caracterizam as propriedades físicas das estrelas. O estudo é conduzido de uma forma que permite apresentar aos alunos vários dos grandes temas da Astrofísica contemporânea sem que eles percam o vínculo sensorial com a observação direta dos fenômenos celestes, seja com auxílio de instrumental modesto (binóculos ou pequenos telescópios), seja até mesmo a olho nu. O produto final de nosso trabalho é um Guia de Estudos intitulado Astrofísica Estelar para o Ensino Médio, em doze capítulos e mais de trezentas páginas, que está incluído em sua íntegra nesta monografia. O Guia foi desenvolvido tendo como alvos principais os alunos e professores do Ensino Médio formal. Não obstante, ele pode ser também utilizado por qualquer pessoa que tenha interesse no assunto e que possua os conceitos necessários de Matemática e Física do Ensino Médio; ou ainda em cursos do ensino não-formal que sejam ministrados, por exemplo, por planetários, museus de ciência e astrônomos amadores (situação essa testada com ótimos resultados pelo autor). Por fim, vale mencionar que, neste tipo de aprendizado (conhecido como research-based education, que poderíamos traduzir livremente como aprendizado vinculado à pesquisa), utilizamos intensivamente diversos recursos tecnológicos disponibilizados gratuitamente na internet pelas grandes entidades internacionais que se dedicam à pesquisa e ao estudo das estrelas variáveis tais como softwares específicos, bancos de dados, simulações e cartas para a estimativa das magnitudes. O uso dessa metodologia vinculada à pesquisa, em nossa experiência, se constitui em um fator valioso para desenvolver nos alunos a criatividade, o raciocínio crítico, a familiarização com o método científico e as habilidades para a pesquisa. / This work aims at teaching the fundamental aspects of Stellar Astrophysics to high school students through an empirical approach which uses variable stars observations, data collection, and the analysis and interpretation of brightness changes as key methodological tools. By using some simple techniques (visual photometry) to estimate the values of apparent brightness (magnitudes) of these stars over several months, the student collects his/her own observational data. Subsequently, that data will be plotted in graphs (light curves), whose analysis will in turn allow the determination of its periods and amplitudes of variation, as well as of a series of physical parameters that characterize the physical properties of the stars. The whole study is conducted in a way that shows students several of the major themes of contemporary Astrophysics without losing their sensory link with the direct observation of celestial phenomena - whether with the aid of modest instruments (binoculars or small telescopes) or even naked eye. The final product of our work is a Study Guide called \"Stellar Astrophysics for High School\" in twelve chapters and more than three hundred pages, which is included in their entirety in this monograph. The Guide was developed with the main targets being students and teachers of the formal high school level. Nevertheless, it can also be used by anyone who has an interest in the subject and who possesses the required concepts of high school Mathematics and Physics; or even in non-formal teaching courses that are taught, for example, by planetariums, science museums and amateur astronomers (a situation that has been tested with great results by the author). Last but not least, it is worth mentioning that in this type of learning (known as \"research-based education\") we intensively use various technological resources freely available on the internet from the great international entities that are dedicated to the research and study of variable stars such as specific softwares, databases, simulations and charts for estimating magnitudes. The use of research-based education, in our experience, is a valuable tool to foster and develop students creativity, critical thinking, and the familiarization with the scientific method and research skills.

Au moment d'écrire ma Thèse plus de 900 exoplanètes été annoncées et plus de 2700 planètes détectées par le télescope spatial Kepler sont en attente d'être confirmées. La haute précision des spectres et des courbes de lumière obtenue dans les relevés Doppler et transit, permet l'étude détaillée des paramètres des étoiles hôtes, et ouvre la possibilité d'enquêter sur les corrélations étoile planètes. En outre, la détermination des paramètres stellaires avec précision est un besoin critique pour déterminer les paramètres planétaires, à savoir, la masse, le rayon et la densité.Dans le cas des naines FGK, la détermination des paramètres stellaires est bien établie et peut être utilisée avec confiance pour étudier la relation planète-étoile ainsi que pour obtenir les paramètres planétaires avec une grande precision. Cependant, ce n'est pas le cas pour les naines M, les étoiles les plus communes de la Galaxie. Par rapport à leurs cousines plus chaudes, les naines M sont plus petites, plus froides, et plus faiblement lumineuses, et donc plus difficile à étudier. Le plus grand défi qui concerne les naines M est lié à la présence de milliards de lignes moléculaires qui gomme le continuum et rend l'analyse spectrale classique presque impossible. Trouver des fac ̧ons nouvelles et novatrices pour surmonter cet obstacle et obtenir une mesure des paramètres stellaires est l'objectif principal de cette Thèse .Pour l'atteindre, j'ai concentré mes recherches sur deux approches méthodologiques, photométrique et spectroscopiques. Mon premier travail avait pour objectif d'établir l'étalonnage de métallicité pho- tométrique précis. Par manque de binaires FGK+M avec de bonnes données photométriques je ne pouvais pas atteindre cet objectif. Il m'a cependant était possible, avec les données disponibles, de comparer les étalonnages photométriques déjà établies et légèrement améliorer le meilleur d'entre eux, comme décrit au Chapitre 3.Puis, je me suis concentré sur les approches spectroscopiques pour obtenir des paramètres stel- laires plus précis pour les naines M. À cette fin, j'ai utilisé des spectres HARPS de haute résolution et développé une méthode pour mesurer les lignes spectrales sans tenir compte du continuum . En utilisant cette méthode, je créé un nouvel étalonnage visible avec une précision de 0.08 dex pour [Fe/H] et 80 K pourTeff .Ce travail est détaillé dans le Chapitre 4.Finalement , j'ai également participé à l'amélioration des paramètres de l'étoile GJ3470 et de sa planète, où mon expertise dans les paramètres stellaires de naines M avait un rôle important. Les détails concernant cette enquête sont présentés dans le Chapitre 5 / At the time of writing of this Thesis more than 900 planets have been announced and about 2700 planets from the Kepler space telescope are waiting to be confirmed. The very precise spectra and light curves obtained in Doppler and transit surveys, allows the in-depth study of the parameters of the host stars, and opens the possibility to investigate the star-plant correlations. Also, determining the stellar parameters with precision is critical for more precise determinations of the planetary parameters, namely, mass, radius, and density.In the case of the FGK dwarfs, the determination of stellar parameters is well established and can be used with confidence to study the star-planet relation as well as to obtain precise planetary parameters. However, this is not the case for M dwarfs, the most common stars in the Galaxy. Compared to their hotter cousins, M dwarfs are smaller, colder, and fainter, and therefore harder to study. The biggest challenge regarding M dwarfs is related to the presence of billions of molecular lines that depress the continuum making a classical spectral analysis almost impossible. Finding new and innovative ways to overcome this obstacle in order to obtain precise stellar parameters is the goal of this Thesis.To achieve this goal I focused my research into two main avenues: photometric and spectroscopic methods. My initial work had the objective of establishing a precise photometric metallicity calibration, but I could not reach this goal, as I did not have enough FGK+M binaries with good photometric data. However, it was possible, with the available data, to compare the already established photometric calibrations and slightly improve the best one, as described in Chapter 3.Then, I focused on spectroscopic approaches with the aim of obtaining precise M dwarf parame- ters. To this end I used HARPS high-resolution spectra and developed a method to measure the spectral lines disregarding the continuum completely. Using this method I established a new visible calibration with a precision of 0.08 dex for [Fe/H] and 80 K for Te f f . This work is detailed in Chapter 4.Finally, I also participated in the refinement of the parameters of the star GJ3470 and its planet, where my expertise in stellar parameters of M dwarfs had an important role. The details regarding this investigation are shown in Chapter 5. / No momento em que escrevo esta Tese, o número de planetas anunciados já ultrapassou os 900 e os cerca de 2700 candidatos detectados pelo telescópio espacial Kepler esperam por confirmação. Os espectros e as curvas de luz obtidos nos programas de procura de planetas permitem, também, o estudo em profundidade dos parâmetros das estrelas com planetas e abrem a possibilidade de investigar a relação estrela-planeta. Neste contexto, a determinação com precisão dos parâmetros estelares é crítica na determinação precisa dos parâmetros planetários, nomeadamente, a massa, o raio e a densidade.No caso das anãs FGK, os métodos de determinação dos parâmetros estelares estão bem estabelecidos e podem ser usados com confiança no estudo da relação estrela-planeta, assim como na obtenção de parâmetros planetários precisos. No entanto, não é esse o caso para as anãs M, as estrelas mais comuns da nossa Galáxia. Ao contrário das suas primas, as estrelas M são mais pequenas, frias e ténues e, assim sendo, mais difíceis de estudar. O grande entrave no estudo das estrelas M está relacionado com a presença de biliões de linhas moleculares que deprimem o contínuo espectral, fazendo com que uma análise espectral clássica se torne quase impossível. A procura de métodos inovadores que possibilitem ultrapassar este obstáculo, tendo em vista a obtenção de parâmetros precisos, é o objectivo desta Tese.Tendo em conta esse objetivo, foquei os meus esforços em duas linhas principais de pesquisa, baseadas em métodos fotométricos e métodos espectroscópicos. O meu trabalho inicial tinha como objetivo o estabelecimento de uma calibração fotométrica para a metalicidade, mas não me foi possível atingir esse objetivo, pois não tinha sistemas binários FGK+M suficientes com bons dados fotométricos. No entanto, foi possível, com os dados disponíveis, comparar as calibrações fotométricas existentes e refinar ligeiramente a melhor delas, como descrito no Capítulo 3.Após este trabalho passei a concentrar-me em técnicas espectroscópicas de obtenção de parâmetros estelares em estrelas M. Tendo em mente esse objetivo, usei espectros HARPS de alta resolução para desenvolver um novo método de medição de linhas espectrais independente do contínuo espectral. Seguidamente, usei este método no desenvolvimento de uma nova calibração de metalicidade e temperatura efectiva em estrelas M na região do visível, através da qual consegui atingir uma precisão de 0.08 dex para a [Fe/H] e de 80 K para a temperatura. Este trabalho está descrito no Capítulo 4.Ao mesmo tempo colaborei na determinação com precisão dos parâmetros da estrela GJ3470 e do seu planeta, onde a minha proficiência na determinação de parâmetros estelares em anãs M teve um papel importante. Os detalhes relacionados com este trabalho de investigação estão descritos no Capítulo 5.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-03T12:39:45Z No. of bitstreams: 1 claudiorobertobarbosasimoesrodrigues.pdf: 5762936 bytes, checksum: 8a7ae73391a9d56af3c18605a924763d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-02T13:21:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 claudiorobertobarbosasimoesrodrigues.pdf: 5762936 bytes, checksum: 8a7ae73391a9d56af3c18605a924763d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-02T13:21:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 claudiorobertobarbosasimoesrodrigues.pdf: 5762936 bytes, checksum: 8a7ae73391a9d56af3c18605a924763d (MD5) Previous issue date: 2012-12-17 / No intuito de aportar contribuições ao uso de diodos emissores de luz (ou LEDs, do inglês Light Emmiting Diodes) em sistemas de iluminação pública, cobrindo lacunas existentes no cenário nacional, este trabalho traz uma ampla análise sobre este tema. São apresentados conceitos básicos da fotometria clássica e um estudo sobre adaptações da fotometria para baixos níveis de luminância, que é a condição observada nas vias públicas durante o período noturno. Propõe-se a utilização de métricas escotópicas em sistemas de iluminação pública, uma vez que estas melhor representam a real sensação visual (se comparadas às métricas clássicas – fotópicas) nas condições de iluminamento típicas observadas nestes sistemas. Aspectos gerais da iluminação pública e um histórico da evolução do sistema nacional são brevemente apresentados bem como uma discussão sobre a situação atual deste sistema e das tecnologias utilizadas. O trabalho traz também um estudo sobre características ópticas, elétricas e mecânicas dos LEDs e uma análise dos diferentes tipos de LEDs brancos mais utilizados (HB – High Brightness – e HP – High Power – LEDs). Algumas normas e recomendações aplicáveis à utilização de LEDs em iluminação pública são analisadas e discutidas, com o intuito de se investigar lacunas ainda não cobertas pela normatização existente. Análises de resultados de ensaios de laboratório e de campo, inéditos no país, realizados com alguns modelos de luminárias LED para iluminação pública disponíveis no mercado, são também apresentadas. Um estudo sobre acionamento de LEDs é realizado, abordando técnicas de equalização de corrente entre arranjos série de LEDs associados em paralelo e diferentes tipos de circuitos de acionamento para LEDs. São propostas, analisadas e implementadas uma estrutura inédita de baixo custo para a equalização de corrente e um circuito para o acionamento de LEDs baseado na integração de dois conversores cc cc não isolados. A topologia de dois estágios proposta é composta por um conversor boost no primeiro estágio, utilizado para a correção do fator de potência e por um conversor buck no segundo estágio, utilizado para o controle da corrente nos LEDs. Por fim, o acompanhamento da implantação e do desempenho, ao longo de dez meses, do projeto piloto de iluminação pública empregando LEDs instalado no anel viário da Faculdade de Engenharia da UFJF é apresentado. / In order to present contributions to the use of light emitting diodes (LEDs) in public lighting systems, covering gaps on the national scenario, this work encompasses abroad analysis related to this issue. Basic concepts of classical photometry are presented and so a study of photometry’s adaptations for low luminance levels. It is proposed the use of scotopic metrics for street lighting systems, since they can better represent the actual visual sensation (when compared to the classical one – photopic metrics) on its typical nighty conditions. General aspects of street lighting and the history of the national’s public lighting system are briefly presented as well as a discussion about the current situation of the Brazilian system and technologies adopted. The work also brings a study of mechanical, electrical and optical characteristics of LEDs and an analysis of the two different types of commonly used white LEDs (HB – High Brightness – and HP – High Power - LEDs). Some standards and recommendations related to the use of LEDs in street lighting are analyzed and criticized, with the aim of show some gaps not yet covered by the existent standards. An unprecedented analysis regarding laboratory and field test benchmarking, taken for some luminaires available in commerce, is also presented. A study of LED driving is presented, covering equalization techniques for parallel LEDs strings and different types of LED driving circuits. It was proposed, analyzed and implemented a novel and low cost structure for current equalization and an LED driver, based on the integration of two non-isolated dc dc converters. This proposed two stages topology is composed by a boost converter, on the first stage, employed to the power factor correction and a buck converter, on the second stage, to control the LED’s current. Finally, the process of monitoring the installation and the performance, during ten months, of the LEDs public lighting pilot project, on the roadway belt of Engineering Faculty of UFJF is presented.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-09-23T14:07:17Z No. of bitstreams: 1 cristianogomescasagrande.pdf: 22950240 bytes, checksum: 13f9d8db507365054c57ae6d1bfd91ae (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2016-09-26T20:30:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cristianogomescasagrande.pdf: 22950240 bytes, checksum: 13f9d8db507365054c57ae6d1bfd91ae (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T20:30:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cristianogomescasagrande.pdf: 22950240 bytes, checksum: 13f9d8db507365054c57ae6d1bfd91ae (MD5) Previous issue date: 2016-04-14 / Os sistemas de iluminação pública (IP) no Brasil atravessam um momento de mudanças significativas, que implicam em novos paradigmas, desafios e perspectivas para o setor. Essas transformações começam com a transferência dos ativos de IP para os municípios, exigindo que os gestores municipais estejam preparados e capacitados para assumir esse serviço público essencial que anteriormente não era de sua responsabilidade. Além disso, novas tecnologias de iluminação, como os diodos emissores de luz (LEDs), surgem como alternativa às tecnologias convencionais, acarretando muitos impactos e alterações de conceitos no projeto, gestão e manutenção dos sistemas de IP. Assim, esta tese traça um panorama da iluminação pública no país, abrangendo questões referentes à gestão e manutenção do sistema, enfatizando os desafios ligados à transferência dos ativos de iluminação pública para os municípios, além da complexidade inerente à mudança de tecnologia para os LEDs. A discussão é organizada em duas vertentes principais: a gestão da IP, com ênfase nos desafios associados à transferência dos ativos; e a consolidação de novas tecnologias, sobretudo os LEDs. Nesse âmbito, com o objetivo de contribuir para uma utilização mais eficiente dos sistemas de iluminação, este trabalho propõe a consolidação da fotometria mesópica na elaboração de projetos luminotécnicos de IP, uma vez que, nesses casos, é comum deparar-se com condições de baixa luminância, nas quais a sensibilidade espectral da visão humana é diferente das condições supostas pela fotometria clássica. Neste sentido, procura-se explorar em detalhes a recomendação CIE 191:2010, que propõe multiplicadores de correção para a adaptação de grandezas fotométricas convencionais em grandezas mesópicas. Todavia, para se obter tais multiplicadores, é necessária a obtenção da relação entre os fluxos escotópico e fotópico da fonte luminosa (relação S/P), o que exige equipamentos especiais não facilmente disponíveis à maior parte dos projetistas. Com o objetivo de contornar essa dificuldade, esta tese de doutorado propõe uma equação geral que permita realizar o cálculo de S/P em função da temperatura de cor correlata e do índice de reprodução de cor da fonte de luz a ser empregada, que são informações normalmente disponibilizadas nos catálogos de fabricantes ou embalagens de lâmpadas comerciais. A equação encontrada apresentou coeficientes de correlação e de determinação próximos da unidade, o que lhe garante boa confiabilidade. Pela obtenção da relação S/P com auxílio da técnica proposta, um projeto luminotécnico típico tem sua rotina alterada, algo que é demonstrado e exemplificado ao final do texto. / The street lighting systems in Brazil are going through a time of significant changes that involve new paradigms, challenges and prospects for the sector. These changes begin with the transfer of street lighting assets to municipalities, demanding that municipal managers are prepared and able to manage this essential public service that previously was not your responsibility. In addition, new lighting technologies such as light-emitting diodes (LED) are an alternative to conventional technologies, resulting in many impacts and changes of concepts in the design, management and maintenance of street lighting systems. Thus, this thesis provides an overview of street lighting in Brazil, covering issues relating to the management and maintenance of the system, emphasizing the challenges linked to the transfer of street lighting assets to the municipalities, in addition to the inherent complexity of LED technology. The discussion is organized into two main areas: the management of system, with emphasis on the challenges associated with the transfer of assets; and the consolidation of new technologies, especially the LED. In this context, in order to contribute to a more efficient use of lighting systems, this thesis proposes the consolidation of mesopic photometry in the development of street lighting projects, since in such cases it is common to encounter poor conditions luminance, in which the spectral sensitivity of human vision is different from the conditions in the classical photometry. In this sense, it is covered in detail the CIE 191:2010 technical report, which proposes correction factors for the adaptation of conventional photometric quantities in mesopic quantities. However, to obtain such factors, it is required to obtain the relationship between the scotopic and photopic luminous flux of light source (S/P ratio), which requires special equipment not readily available to most lighting designers. Thus, this PhD thesis proposes a general equation that provides the S/P ratio as a mathematical function of correlated color temperature and color rendering index of the light source, which are information usually available in catalogs of manufacturers or products packaging. The proposed equation showed correlation coefficient and coefficient of determination parameters closed to unity, which guarantees good reliability. By obtaining the S/P ratio with the aid of proposed technique, a typical lighting design has changed his routine, something that is demonstrated and exemplified in final of the text.