El proyecto ALMA (Atacama Large Millimeter Array) será el más grande arreglo de antenas para interferometría en el mundo. Los receptores para este proyecto están siendo diseñados y fabricados en diferentes laboratorios alrededor del mundo. Los Departamentos de Ingeniería Eléctrica (DIE) y Astronomía (DAS) de la Universidad de Chile están trabajando en un prototipo para el receptor de la llamada Banda1, la cual se encuentra en el rango de 31-45GHz. El objetivo de esta memoria es el desarrollo de la etapa de amplificación de este receptor. Primero se realizó un diseño basado en estudios previos y simulaciones que permitieron obtener una antena capaz de adaptar una guía de onda rectangular y una línea microstrip de 50 Ω. Esta última permite la conexión a un circuito amplificador de bajo ruido basado en transistores HEMT (High Electron Mobility Transistor). Luego se diseñó la tarjeta de polarización necesaria para energizar el amplificador. Para terminar, se ideó un bloque conductor en donde posteriormente se empaquetarán los componentes antes mencionados. Una vez terminado el diseño se fabricaron el bloque completo, las antenas y el circuito de polarización utilizando la fresadora con control numérico por computador (CNC) adquirida por el DAS. Después se montaron los componentes fabricados en el bloque y se realizó la conexión eléctrica a un circuito amplificador adquirido comercialmente utilizando una Máquina Soldadora de Precisión (Bonding Machine) adquirida por el DIE. Finalmente, para estudiar el comportamiento del amplificador ya empaquetado se midió la ganancia en un Analizador Vectorial de Redes, obteniéndose un promedio de 15dB en todo el ancho de banda. La respuesta del amplificador es concordante con las especificaciones comerciales del circuito HEMT (que son tomadas sin empaquetamiento del mismo). Se incluyen además modificaciones al diseño preliminar que pueden facilitar la fabricación de futuras versiones.

Ingeniero Civil Electricista / El Departamento de Ingeniería Eléctrica (DIE) y el Departamento de Astronomía (DAS) de la Universidad de Chile se encuentran desarrollando un prototipo de receptor superheterodino para la denominada Banda 1, que abarca el rango de frecuencias desde 31 a 45 GHZ. Este trabajo se enmarca dentro del proyecto ALMA (Atacama Large Millimiter Array), que consistirá en el mayor arreglo de antenas para interferometría del mundo, y en el que trabajan diferentes organismos alrededor del mismo. El principal objetivo del presente trabajo de título consiste en el diseño y construcción de un amplificador de microondas de bajo ruido utilizando componentes discretos, que será utilizado como preamplificador en el receptor superheterodino mencionado anteriormente. Otros objetivos de esta memoria son el diseño y construcción de la empaquetadura para el amplificador, así como también sus circuitos de polarización y fuente de poder. La primera etapa consistió en el diseño de los distintos componentes. El amplificador se basó en estudios y simulaciones previas, logrando un diseño que permite la adecuada conexión de sus elementos. Para mantener un estándar, la empaquetadura mantuvo las dimensiones exteriores de los diseños que la precedían, sin embargo sus dimensiones interiores fueron diseñadas según las características de los elementos a montar en ella. Los circuitos de polarización fueron diseñados de acuerdo a los requerimientos de las distintas etapas del amplificador. La fuente de poder se basó en un diseño anterior que permite el ajuste de diferentes voltajes y corrientes de polarización, proyectándola además, para trabajos futuros. La segunda etapa corresponde a la fabricación de todos los elementos, mientras que la tercera etapa consiste en sus respectivos montajes en la empaquetadura y las uniones de todos ellos. Estos procesos fueron realizados mayoritariamente en el laboratorio del DAS, mediante la utilización de distintas técnicas. Finalmente, se analiza el desempeño de cada etapa de amplificación de manera independiente, comprobando su correcto funcionamiento en cada una de ellas y logrando resultados cercanos a las simulaciones. Además, fue posible obtener variadas consideraciones, las que podrán ser utilizadas para mejorar el desempeño en trabajos futuros.

Doctor en Ingeniería Eléctrica / El Gran Conjunto Milimétrico / submilimétrico de Atacama (ALMA) es el observatorio astronómico más grande jamás construido. Se encuentra ubicado en el Llano de Chajnantor, a una altitud de 5.000 metros sobre el nivel del mar en el norte de Chile. Se compone de un conjunto de 66 antenas distribuidas en un área de 15 km de diámetro y que opera entre 35 y 950 GHz, Estas antenas están interconectados en un interferómetro capaz de detectar fuentes de señales débiles procedentes del espacio más profundo y producir imágenes con una resolución angular mejor que el telescopio espacial Hubble. Para lograr este rendimiento de las antenas se tiene que registrar las señales procedentes del cielo con un error de tiempo más pequeño que 38 fs. Esta sincronización se realiza mediante señales ópticas transmitidas desde un edificio central utilizando una red de fibra óptica del tipo usado en telecomunicaciones. El sistema de transmisión se ve afectado por perturbaciones externas tales como la vibración, y oscilaciones térmicas. Estas perturbaciones además de cambiar directamente la longitud de la fibra, afectan el estado de polarización de la luz que viaja a través de ella. Este cambio de longitud puede ser neutralizado aplicando un esquema de corrección de longitud de línea que utiliza estiradores de fibra. Sin embargo, el cambio de polarización no es fácil de compensar, y su interacción con la dispersión de modo de polarización (PMD) , produce una variación de fase adicional. Con el fin de minimizar este efecto, ALMA especificó valores de PMD muy bajos para todos los equipos que se ubican en el camino óptico de la señal que transmite la referencia de fase. Puesto que el sistema de corrección de longitud de línea utiliza estiradores mecánicos, se debe poner especial atención en alinear el estado de polarización de la señal que entra al estirador de fibra con su punto óptimo. Solamente encontrando este punto se puede minimizar el cambio de polarización que se produce al estirar la fibra ubicada en el interior del estirador mecánico. Este trabajo presenta un algoritmo innovador y eficiente para encontrar el eje óptimo de los estiradores de fibra utilizados en ALMA. Este algoritmo se desarrolló durante la realización de este trabajo, y permite una identificación rápida y precisa del eje óptimo que minimiza el cambio de polarización, comparado con el método original, este algoritmo reduce en un 70% el tiempo promedio de calibración y reduce en un 50% el error de calibración residual. También se hace una revisión de los sistemas de transferencia de referencia de tiempo utilizados en ALMA. Explicando los desafíos que enfrentan y las soluciones tecnológicas implementadas para supéralos. A continuación, se presenta el efecto del PMD, mostrando diferentes técnicas de medición y su compensación. Además este trabajo presenta un conjunto de mediciones de PMD realizadas sobre fotomezcladores, estiradores de fibra, e instalaciones de fibra en el Arreglo Muy Grande (o Very Large Array, administrado por NRAO) y en ALMA.  The Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) is the largest astronomical observatory ever built. It is located on the Chajnantor plateau, at an altitude of 5000 meters above the sea level in northern Chile. It consists of an array of 66 antennas spread in a 15 km diameter area and operating between 35 and 950 GHz. These antennas are interconnected in an interferometer capable to detect weakest signal sources coming from the deepest space and produce images with an angular resolution better than the Hubble space telescope. To achieve this performance the antennas need to record the signals coming from the sky with a time error smaller than 38 fs; this synchronization is made using optical signals transmitted from a central building via a telecommunication grade fiber optic network. This transmission system is affected by some external perturbations like vibrations and thermal cycles. These perturbations, besides directly changing the length of the fiber, affect the polarization state of the light traveling across it. The length change can be neutralized implementing a line length correction scheme that uses fiber stretchers, but the polarization change is not easy to compensate, and its interaction with the polarization mode dispersion (PMD) produces extra phase drift. In order to minimize this effect, ALMA specified very low PMD for all the equipment in the optical path of the signal carrying the phase references. Given that the line length correction scheme uses fiber stretchers that mechanically change the length of a long section of the fiber, special attention needs to be put in aligning the input polarization state with the axis of this device that minimizes the polarization change produced when the stretcher moves. This work presents an innovative optimization algorithm for the fiber stretchers used in ALMA, which was developed during the realization of this work. It allows a fast and accurate identification of this axis of minimal polarization change, compared with the original method; this algorithm produced a 70% reduction of the average calibration time and a 50% reduction of the average residual calibration. A review of the time reference transfer system used in ALMA is also made, explaining the challenges that it faces and the way they are overcome. Then the effect of PMD is presented, showing different PMD compensation and measurement techniques. In addition, this work presents PMD measurements made on ALMA photomixers and fiber stretchers, and of buried fiber installations of the Very Large Array (VLA) and ALMA.

Ingeniera Civil Eléctrica / El proyecto astronómico ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, constituye un gran desafío tecnológico en diversas áreas. Particularmente para los ingenieros dedicados al desarrollo de instrumentación el reto consiste en crear dispositivos de alta precisión, con bajo ruidos y de alta resolución que permitan estudiar el universo más lejano y frío. El primer elemento electrónico que recibe las onda milimétricas y submilimétricas del universo es el receptor heterodino que es el encargado de maximizar su detección, amplicar y propiciar la digitalizacion de la señal. El ingreso de la onda espacial comienza a través de un lentes o conjunto de espejos y un par de filtros infrarrojos para luego llegar hasta la antena tipo bocina que faculta la recepción y conduce la información al resto del sistema. La geometría de esta antena determina el patrón de radiación, los modos transmitidos y el ancho de banda que soportará. Por ello es de suma importancia realizar una adecuada selección de su ángulo de apertura, largo, perfil, tipo y número de corrugaciones para obtener el mejor rendimiento en consideración de las tenues señales que se estudiaran y el espacio constructivo. En esta memoria nos concentraremos en diseñar, simular y medir una antena tipo bocina para el receptor heterodino de la banda 1 de ALMA correspondiente a 33-52 GHz, que cumplía con las propiedades eléctricas de ganancia y forma del haz, así como con las características mecánicas que permitan su fabricación en un solo bloque. Primero se analizó un modelo previo diseñado para la banda de frecuencia 31.3-45 GHz con el fin de conocer la influencia de los parámetros constructivos de la antena. Luego se propusieron 10 modelos con un número menor de corrugaciones cuyo ancho era mayor respecto al modelo original para facilitar el proceso constructivo. Posteriormente mediante el software μWave de Mician, que utiliza la técnicas adaptacion modal, se optimizaron los parámetros físicos de diseño. Esta optimización tomó en consideración tanto su fabricación en un bloque único como los objetivos electromagnéticos deseados. Finalmente tras lograr un modelo que cumplía los objetivos se validaron los resultados mediante el método de elementos finitos utilizando el software HFSS de Ansoft. Se trabajó con una compañía local para fabricar los modelos. Tras la tercera iteración se logró un dispositivo adecuado pero depurable. Se presentan los dos mejores modelos logrados con su caracterización electromagnética, física y detección de errores con su debido análisis de patrones radiativos, pérdidas por reflexión, ancho en la cintura del haz y centro de fase. Los resultados obtenidos son satisfactorios, cumpliendo con los objetivos de diseño propuestos en consideración de los errores detectados que se deben corregir.

Doctor en Ingeniería Eléctrica / El Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) es el observatorio astronómico más grande jamás construido. Se encuentra en el llano de Chajnantor, a una altura de 5.000 metros sobre el nivel del mar en el norte de Chile. Consiste en un conjunto de 66 antenas capaces de detectar fuentes de señal muy débil que nos llegan desde el espacio más profundo. El instrumento de detección en cada antena consiste en 10 receptores heterodinos de doble polarización y de muy alta sensibilidad que cubren la gama de frecuencia entre 30 a 950 GHz. En particular, el receptor de la Banda-1 está diseñado para cubrir la ventana espectral 31 45 GHz. Esta banda dará ayuda a los astrónomos a traer nueva luz en estudios de Anisotropías en el fondo de radiación cósmica, alta resolución del efecto Sunyaev-Zel ' dovich, detectar imágenes de gas de clúster a diferentes redshifts, estudios de lentes gravitacionales y monitoreo y mapeo del medio interestelar frío a intermedio y alto corrimiento al rojo. El objetivo de esta tesis consiste en diseñar y construir un completo sistema óptico para un receptor prototipo de radio astronomía que trabaje entre los 30 a 45 GHz y que cumpla con las especificaciones de la Banda 1 de ALMA. El sistema óptico incluye una lente, una bocina y un transductor Orthomodal de polarizaciones. Cada uno de estos componentes de microondas fueron diseñadas utilizando modelos teóricos existentes y que son bien conocidos, y luego fueron optimizados utilizando un software comercial numérico muy avanzado. Una vez que se encontró el modelo deseado, el dispositivo fue construido y caracterizado. Cada uno de los tres dispositivos que fueron desarrollados y luego construidos en nuestro laboratorio, presenta excelentes prestaciones y de buen acuerdo entre las mediciones experimentales y simulaciones. Además, una parte importante de esta tesis estuvo muy involucrada en el desarrollo y la construcción de una cámara anecoica de campo cercana que fue utilizada para medir los patrones de radiación de la bocina y también del sistema integrado por la bocina y la lente. Los logros más importantes de esta tesis fueron dos. (i) el desarrollo de un diseño de bocina de tipo spline-line muy compacta y que genera patrones de radiación de muy alta calidad. (ii) un separador de polarización ortogonal de señales que es muy compacto y compatible con un gran ancho de banda.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-08-21T12:36:37Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1515891 bytes, checksum: 2465c9944bb01ce4efb286ff4ef9a994 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-21T12:36:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1515891 bytes, checksum: 2465c9944bb01ce4efb286ff4ef9a994 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho estudamos a interação do DNA com o corante DAPI em solução com alta (PBS 174 mM) e baixa (PBS 34 mM) força iônica. Para esse estudo utilizamos a técnica experimental de piņcamento óptico. Na primeira parte do experimento extraímos os parâmetros mecânicos da interação (comprimentos de persistência e contorno) em função da concentração total de ligante na solução. Com esses parâmetros mecânicos fazemos uma conexão entre essas propriedades e as propriedades físico-químicas do complexo formado através da isoterma de ligação proposta por McGhee - von Hippel, utilizando modelos desenvolvidos recentemente. Através dessa análise identificamos dois modos de ligação para o DAPI e o DNA, a ligação de fenda menor, que ocorre em baixas concentrações de corante e a intercalação, que ocorre em altas concentrações de corante. / In this work we studied the DAPI dye-DNA interaction in high (PBS 174 mM) and low (PBS 34 mM) ionic strength solutions. To perform this task, we used the optical tweezers experimental technique. In the first part of the experiment, we extracted the interaction’s mechanical parameters (persistence and contour lengths) as a function of the total ligand concentration in the solution. With these mechanical parameters we made a connection between these properties and the physicochemical properties of the complex formed by the binding isotherm proposed by McGhee-von Hippel, using recently developed models. From such analysis, we identified two DAPI dye-DNA binding modes, namely, the minor groove binding, which occurs at low dye concentrations, and intercalation, which occurs at high dye concentrations.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-08-22T11:38:04Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1842951 bytes, checksum: 0762bf08c6ccd8403b9b7a927f0cc71f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-22T11:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1842951 bytes, checksum: 0762bf08c6ccd8403b9b7a927f0cc71f (MD5) Previous issue date: 2017-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A fim de estudar a interação do complexo DNA-Berenil, foram realizados experimentos de pinçamento óptico. O estiramento de uma única molécula no regime entrópico possibilitou a caracterização mecânica do complexo mediante duas propriedades: comprimento do contorno e comprimento de persistência. Esta última permitiu determinar os parâmetros físico-químicos e os mecanismos de ligação envolvidos na interação, utilizando uma metodologia de análise baseado em um modelo estatístico. Demonstrou-se que os modos de ligação podem ser modulados alterando a força iônica em solução. Para concentrações iônicas altas ([N a] = 150 mM ) o modo de ligação entre o DNA e o Berenil ́e uma ligação não covalente com a fenda menor, sendo este o modo de ligação dominante na interação. Por outro lado, para concentrações iõnicas baixas ([N a] = 10 mM ), o ligante também intercala parcialmente na dupla hélice. A metodologia aqui desenvolvida pode ser aplicada a outros tipos de ligantes que experimentam vários modos de ligação com o DNA, sendo portanto uma contribuição geral para este campo de pesquisa. / Aiming to study the Berenil-DNA complex interaction it were developed optical clamp experiments. A stretch of a molecule in the entropic regime allowed the mechanical characterization of the complex through its, contour and persistence lengths. The last quantify, allowed to determinate the physical- chemical parameters and the binding mechanisms involved in the interaction, using the analyzes methodology based on a statistical model. It was showed that the binding modes can be modulated by changing the ionic strength in solution. At high ionic concentrations ([Na] = 150 mM), the binding between the DNA and the Berenil is the non-covalent and with the minor cleft, since this form of interaction is the dominant one. In turn, at low ionic concentrations ([Na] = 10 mM), the ligand is also partially intercalated in the double helix. The developed methodology can be applied to other types of ligands, which try several ways of binding to the DNA, being, therefore, a general contribution to this research area.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-10-26T12:35:42Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3879461 bytes, checksum: 5a7bba689f4bec90e772316f9fae5fab (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-26T12:35:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3879461 bytes, checksum: 5a7bba689f4bec90e772316f9fae5fab (MD5) Previous issue date: 2017-07-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No presente trabalho foram estudadas as mudanças conformacionais da moĺécula de DNA devido a sua interação com variadas concentrações de Putrescina, e também para distintas forças iônicas ([Na + ]: 150 mM, 10 mM e 1 mM). Para análise do complexo DNA- Putrescina foi utilizado o método experimental de pinçamento óptico para obtermos, na primeira parte do trabalho, dois relevantes parâmetros mecânicos, o comprimento de contorno e o comprimento de persistência, para concentrações distintas de Putrescina. Na segunda parte do trabalho os dados obtidos dos parâmetros mecânicos foram utilizados para determinarmos os parâmetros físico-químicos relacionados ao complexo DNA-Putrescina; a conexão entre estes, aparentemente, distintos grupos de parâmetros é feita a partir de uma modelagem estatística que faz uso da isoterma de ligação de Hill. Da análise destes resultados, e também levando em conta os trabalhos de outros pesquisadores, sugerimos que o tamanho do complexo formado pela putrescina, em cada concentração de [Na + ], é significante para o efeito mecânico causado na molécula de DNA. / The present work aims to study the coformation changes of the DNA molecule due to its interaction with various concentrations of putrescine, as well as to different ionic strengths ([Na + ]: 150 mM, 10 mM e 1 mM). In order to perform the analysis of the DNA-Putrescine complex,the optical tweezers experimental technique was used, in order to achieve two re- levant mechanical parameters (i. e., the persistence and contour lengths) for different concentration of putrescine. In a second part of the work, the data obtained was used to determine the physicochemical parameters associated with the DNA-Putrescine complex; the connection between these apparently distinct groups of parameters is obtained from a statistical model which includes the Hill binding isotherm. From the analysis of these results, and also taking into account the work of other researchers, we suggest that the size of the complex formed by putrescine, in each concentration of [Na + ], is significant for the mechanical effect caused in the DNA molecule.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-07-08T13:10:41Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1064090 bytes, checksum: c529ed38b102cce548c96a8fccf63d69 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-08T13:10:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1064090 bytes, checksum: c529ed38b102cce548c96a8fccf63d69 (MD5) Previous issue date: 2015-11-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A crescente demanda mundial pelo aumento da matriz energética priorizando o uso de fontes limpas e renováveis é um dos temas mais relevantes nas discussões políticas dos países em geral. Para o setor agroenergético brasileiro, a geração de conhecimento e tecnologias que contribuam para a produção sustentável de matéria-prima visando a produção de biocombustíveis é um dos principais desafios encontrados atualmente. Devido a políticas governamentais de incentivo para o uso de combustíveis produzidos a partir de óleos vegetais e a necessidade irreversível de fontes de energia sustentáveis, a utilização dos biocombustíveis vem sofrendo uma constante expansão em sua produção no Brasil. O uso de biocombustível no Brasil cresceu de 404 milhões de litros em 2007 para 2,92 bilhões de litros em 2013. Estima-se que a demanda por combustíveis a partir de óleos vegetais cresça até o ano de 2020 na ordem de 2,2% ao ano. Dentro deste contexto, a cultura da macaúba (Acrocomia aculeata) é considerada uma promissora matéria-prima para produção de biodiesel, devido às suas características positivas como a alta produtividade de óleo, a rusticidade, a ampla adaptabilidade em diferentes regiões, e a possibilidade de cultivo em sistemas agrossilvipastoris. Devido a não uniformidade na maturação dos frutos, a definição do momento de colheita é visto como uma questão a ser melhor compreendida para o cultivo em escala industrial, uma vez que a colheita no momento em que os frutos se apresentam em seu estádio de maturação fisiológica permite que se obtenha o óleo do fruto com a maior quantidade e qualidade. Desta forma, tecnologias que possam ser empregadas nas fases de colheita e processamento do fruto são essenciais para a criação de novas estratégias para o beneficiamento e extração do óleo com a máxima quantidade e qualidade, tornando a produção da cultura econômica viável e agregando valor e renda para produtor rural. Técnicas derivadas da instrumentação ótica vêm sendo aplicadas como ferramentas de análise em diversos processos, como na classificação e controle de qualidade, na avaliação de estádio de maturação e no monitoramento da senescência de frutos e vegetais. O objetivo deste trabalho foi analisar as propriedades óticas dos frutos de macaúba de acordo com a época de maturação, correlacionando-as com o teor de óleo produzido no mesocarpo e determinar o momento de colheita dos frutos utilizando a técnica ótica do biospeckle laser e processamento de imagens digitais. Foram avaliados frutos em 10 semanas de maturação após a florada. A atividade biológica obtida por meio do biospeckle laser foi mensurada no epicarpo e no mesocarpo dos frutos, com o intuito de relaciona-la com o desenvolvimento dos frutos, o teor de óleo e a firmeza da polpa. As imagens digitais foram obtidas no epicarpo dos frutos com o intuito de relacionar as propriedades colorimétricas com o desenvolvimento dos frutos e o teor de óleo. Foram desenvolvidas classificadores por meio de redes neurais para discriminar frutos maduros, considerados aptos para a colheita. A atividade biológica e as propriedades colorimétricas classificaram os frutos como aptos para a colheita a partir da 59a semana após a florada. O classificador utilizando o parâmetro matiz apresentou maior acurácia na classificação ao avaliar os frutos em todas as semanas analisadas, sendo o mais recomendado para determinar os frutos em ponto de colheita. Por estarem associadas ao estádio de maturação do fruto, tanto a atividade biológica mensurada pelo biospeckle laser, quanto as propriedades colorimétricas, podem ser utilizadas como um indicador da faixa de teor de óleo encontrada no fruto. / The growing worldwide demand for increased energy matrix prioritizing the use of clean and renewable sources is one of the most important issues in political discussions in many countries. For the Brazilian agro-energy sector, the generation of knowledge and technologies that contribute to sustainable production of raw-materials aimed at biofuel production is one of the main challenges today. Due to government incentive policies for the use of fuels produced from vegetable oils and the irreversible need for the use of sustainable energy sources, biofuel production has undergone a steady expansion in Brazil. The production of biofuels in Brazil grew from 404 million liters in 2007 to 2.92 billion liters in 2013. It is estimated that the demand for fuels derived from vegetable oils will grow until the year 2020 in the order of 2.2% per year. In this context, macaw palm (Acrocomia aculeata) is considered a promising raw-material for biodiesel production due to its positive characteristics such as high oil productivity, rusticity, wide adaptability in different regions and possibility of growing in agroforestry system. Due to the lack of uniformity in fruit maturation, the definition of the harvest point is regarded as an issue to be further understood for its cultivation on an industrial scale, since harvest of fruits at their physiological maturation allows extracting oil with higher quantity and quality. Thus, techniques that may be used during harvest and processing of fruits are essential for developing new strategies for processing and oil extraction with maximum quantity and quality, making culture production economically viable and adding value and income to farmers. Techniques derived from optical instrumentation have been applied as analytical tools in many processes, such as classification and quality control, evaluation of the maturation stage and monitoring of the senescence of fruits and vegetables. This study aimed to analyze the optical properties of macaw palm fruit at different maturation stages, correlate with the oil content in the mesocarp and determine the fruit harvest point using the biospeckle laser optical technique and processing of digital images. Biological activity obtained through biospeckle laser were measured in the epicarp and in the mesocarp, in order to relate it with the fruit ripening, oil content and firmness. Digital images were obtained from epicarp in order to relate the colorimetric properties to the ripening of fruits and oil content. Classifiers were developed through neural networks for discriminating mature fruits considered suitable for harvest. Fruits were classified as suitable for harvesting from the 59 th week after flowering, using biological activity and colorimetric properties as maturity indicators. The classifier using the hue as an maturation indicator, showed greater accuracy when evaluating the fruits at every week analyzed. considered the most recommended to determine harvest point. The biological activity, measured by laser biospeckle, and the colorimetric properties can be used as an indicator of oil content range due to the relationship with fruit ripening.

Made available in DSpace on 2014-06-28T02:02:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000458958-Texto+Completo-0.pdf: 7355419 bytes, checksum: 8a2fa20967c4240f1bb187644d3207a4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Vision is one of the most important senses of man. Many diseases that affect the sense of vision are related to the retina. Some of these diseases specifically affecting the photoreceptors, light-sensitive cells that is the first stage of vision. The examinations of dark adaptation have motivated interest in the study of mechanisms of retinal diseases. This exam directly accesses the functions of the photoreceptors by noninvasive methods. The technique consists in measuring the time to recovery of sensitivity of the retina after exposing the retina to a controlled amount of light. The dark adaptometry equipment is used to monitor the response of these cells to a light stimulus and then reveal some deficiency in the operation. This work describes the procedures, calculations, measurements and verifications necessary for the calibration of an existing dark adaptometer. This equipment was developed in the Image Laboratory at PUCRS, led by Professor Dario Azevedo, Ph. D. from a modified fundus camera. This dark adaptometer is able to test localized regions of the retina, while visualizing the regions of interest, and therefore compensating for any eye movements. For calibration of dark adaptometer, various calculations based on literature review was conducted. After using instruments such as spectrometer, radiometer, and light meter luminometer dark adaptometer was calibrated. The operation of each block that makes up this instrument was checked. Measurements of illuminance values of the light stimulus, retinal luminance attenuation of dark adaptometer, attenuation imposed by optical fiber, was observed throughout the range of attenuation filters (0 dB to 60 dB), also checked the operation of the wheels were made and a shutter that filters are controlled by the motor steps. The dark adaptometer met all specifications, i. e. , the values set in the calculations in this work has been achieved. / A visão é um dos mais importantes sentidos do homem. Muitas doenças que afetam o sentido da visão estão relacionadas com a retina. Algumas dessas doenças afetam especificamente os fotorreceptores, células sensíveis à luz, que é o primeiro estágio da visão. Os exames de adaptação ao escuro têm motivado o interesse no estudo de mecanismos de doenças de retina. Esse exame acessa diretamente as funções dos fotorreceptores por métodos não invasivos. A técnica consiste, em medir o tempo de recuperação da sensitividade da retina, depois de expor a retina a uma quantidade controlada de luz. Um equipamento de adaptometria ao escuro é utilizado para monitorar a resposta destas células a um estímulo luminoso e então revelar alguma deficiência no funcionamento. Neste trabalho, estão descritos os procedimentos, cálculos, medidas e verificações necessárias para a calibração de um adaptômetro de escuro já existente. Este equipamento foi desenvolvido no Laboratório de Imagens da PUCRS, liderado pelo professor Dario Azevedo Ph. D. a partir de uma câmera de fundus modificada. Este adaptômetro de escuro é capaz de testar, de forma localizada, regiões da retina permitindo, a critério do examinador testar e mapear exclusivamente as regiões que forem do seu interesse e compensar eventuais movimentos oculares. Para a calibração do adaptômetro de escuro, foi realizados diversos cálculos com base na revisão bibliográfica. Após, utilizando instrumentos como espectrofotômetro, espectroradiômetro, luxímetro e luminancímetro o adaptômetro de escuro foi calibrado. Foi verificado o funcionamento de cada bloco que compõe este instrumento.Foram realizadas as medidas dos valores de iluminância do estímulo luminoso, luminância retinal, atenuações do adaptômetro de escuro, atenuação impostas pela fibra óptica, foi verificado toda a faixa de atenuação dos filtros (0 dB até 60 dB), também verificado o funcionamento das rodas de filtros e do shutter que são comandados pelos motores de passos. O adaptômetro de escuro atendeu todas as especificações, ou seja, os valores definidos nos cálculos neste trabalho foram atingidos.