Nesta dissertação, descreveremos as primeiras medidas de ruído quântico em um oscilador paramétrico ótico (OPO) bombeado em 780 nm, construído no nosso laboratório. Esse OPO servirá de fonte de estados não clássicos da luz para interação com átomos de rubídio. Faremos uma revisão da teoria clássica do OPO: o bombeamento de um cristal não linear inserido dentro de uma cavidade ótica, produzindo dois feixes intensos de luz (sinal e complementar) com cores distintas. Calcularemos as expressões para o limiar de oscilação, potências de saída dos feixes convertidos e compararemos as principais diferenças entre OPOs com cristais do tipo I e tipo II. Analisaremos a descrição quântica do OPO, calcularemos os espectros de ruído para as quadraturas do bombeio refletido e para as quadraturas dos feixes gêmeos. Veremos que o OPO gera feixes com correlações quânticas, como o emaranhamento tripartido, entres os três feixes envolvidos no processo não linear. O cristal não linear utilizado no nosso experimento é um PPKTP tipo I. Ajustando a temperatura do cristal, podemos gerar feixes próximos da degenerescência até uma diferença de comprimentos de onda de aproximadamente 350 nm. A compressão de ruído quântico observado na diferença das amplitudes dos feixes sinal e complementar é 44%(-2.5 dB). O próximo passo é a implementação da técnica da rotação da elipse de ruído por cavidades óticas, para medir os ruídos de fase dos três campos . Fazendo a verificação do emaranhamento tripartido e determinando a sua dependência com o ruído de fônons inserido pelo cristal, a caracterização do OPO estará completa. A caracterização deste OPO é um passo importante nos objetivos do LMCAL, que é realizar a troca de informação entre luz e átomos em uma rede quântica. / In this dissertation, we will describe the first measurements of quantum noise in an optical parametric oscillator (OPO) pumped at 780 nm, built at our laboratory. This OPO will be the source of nonclassical states of light to interact with rubidium atoms. We will review the classical OPO theory: the pumping of a nonlinear crystal inside a cavity producing two bright light beams (signal and idler) with different colors. We will calculate the power threshold, output power of the converted beams and compare the main differences between type-I and type-II OPO.We will analyze the quantum description of the OPO, and calculate the noise spectrum of the reflected pump quadratures and for the twin beams quadratures. We will observe that the OPO generates beams with quantum correlations, for example, the tripartite entanglement among the three fields involved in the nonlinear phenomena. The nonlinear crystal used in our experiment is a PPKTP type-I. By adjusting the temperature of the crystal, we can generate beams from close to degenerate regime to a difference between them of 350 nm. The squeezing of quantum noise measured in the amplitude quadratures subtraction for signal and idler is 44%(-2.5 dB). The next step is to implement the method of ellipse noise rotation by an optical cavity, to be able to measure phase quadratures of the three different fields. By verifying the tripartite entanglement and determining the phonon noise due to the crystal, our source characterization will be complete. The characterization of this OPO is an important step in LMCAL goals, which is to realize exchange of information between light and atoms in a quantum network.

Em 1993, Bennett et al. [1] postularam o processo de teletransporte de um estado quântico através do uso de dois canais de comunicação, um canal clássico e outro formado por um par de sistemas emaranhados. Na área de óptica quântica, várias realizações experimentais deste teletransporte foram relatadas [2, 3, 4], tanto no domínio de variáveis contínuas como discretas. Recentemente, foi medido emaranhamento no domínio de variáveis contínuas entre feixes de luz intensos de cores distintas [5, 6, 7]. Utilizando feixes com estas características como canal de comunicação quântico, apresentamos uma proposta para o primeiro teletransporte de informação quântica com troca de informação no domínio de variáveis contínuas entre campos de cores distintas. Resultados experimentais em direção à realização da proposta foram alcançados. Os moduladores eletro-ópticos, necessários na construção e reconstrução dos estados quânticos da luz, foram caracterizados. Quatro cavidades ópticas foram construídas, com requerido pelo protocolo para feixes de luz de cores distintas. Um oscilador paramétrico óptico (OPO) foi construído para a gerar os feixes correlacionados. No entanto, ele apresentou resultados insatisfatórios, atribuídos a um defeito no cristal não linear. Por isso, um OPO com novo cristal e novos espelhos foi projetado e se encontra em fase de construção. Por fim, um tratamento teórico adequado às particularidades da proposta experimental é apresentado. / In 1993, Bennett et al. [1] postulated teleportation of quantum states by means of two communication channels, one classical and the other formed by a pair of entangled systems. In quantum optics, several experimental realizations of this teleportation process have been reported [2, 3, 4], both in the continuous and discrete variables domains. Recently, entanglement in the continuous variables domain between brigth beams of light with different colors were measured [5, 6, 7]. Using beams with these characteristics as a quantum comunication channel, we present a proposal for the first quantum information teleportation with exchange of information in the continuous variables domain between different color fields. Experimental results towards the proposal´s accomplishment have been achieved. The electro-optic modulators, needed in the preparation and reconstruction of quantum states of light, were characterized. Four optical cavities were built, as required by the protocol for multicolored light beams. An optical parametric oscillator (OPO) was built to generate the correlated beams. However, it showed unsatisfactory results, attributed to a defect in the nonlinear crystal. Therefore, an OPO with new crystal and new mirrors was designed and is under construction. Finally, a theoretical treatment appropriate to the particularities of the experimental proposal is presented.

Em levantamentos geodésicos planialtimétrico se faz necessário conhecer a qualidade das coordenadas estimadas de acordo com o tipo de aplicação a que se destinam. Este trabalho mostra de modo didático o estudo das teorias de análise de qualidade de rede GPS, baseando-se nas teorias de confiabilidade de rede propostos por Baarda, em 1968. As hipóteses estatísticas são fundamentais para elaboração dos testes para detecção de erros grosseiros (outliers), que constitui a base para a análise da confiabilidade de rede. Neste trabalho são propostas três estratégias, desenvolvidas em MathCAD, para a análise da qualidade do ajustamento. Os resultados obtidos foram comparados com os dos programas comerciais, Ski-Pro e Ashtech Solution, e também validados por medidas de campo feitas com estação total. As três estratégias propostas, para a rede em estudo implantada no Campus II da USP, apresentaram bons resultados / Geodetic planimetric survey requires the knowledge of the coordinates quality, estimated according to the final application. This work shows a didactic way on the study on theoretical analyses on quality of GPS networks, based on reliability network proposed by Baarda in 1968. Statistical hypotheses are fundamental to development of outliers’ detection tests, which consists the base for network reliability. In this work, three strategies are proposed, developed in MathCAD, to analyze adjustment quality. The results were compared with the results of two commercial programs, Ski-Pro and Ashtech Solution, and also field validation measurements with total station. The three proposed strategy, applied on a pilot network located at the Campus II of USP, gave good results

Realizamos neste trabalho a construção de um Oscilador Paramétrico Ótico triplamente ressonante bombeado por um laser de Titânio Safira sintonizável na faixa entre 730 nm e 800 nm com potencial de extensão. Os feixes emitidos possuem comprimento de onda em torno de 1560 nm que estão na janela de transmissão das fibras óticas, com potência de saída máxima em torno de 420 mW e um limiar de oscilação mínimo de 53(3) mW quando bombeado por 780.126(0.03) nm. Para os feixes gêmeos a finesse da cavidade vale F=155 e as perdas intracavidade 0.05(0.1)%, permitindo, em tese, uma compressão de ruído próxima a 97(6)%. Esse OPO foi construído com o propósito de que o utilizemos como fonte geradora de estados triplamente emaranhados em um sistema de armazenamento e transferência de informação quântica quando em interação com um sistema atômico de rubídio. Medimos a potência de limiar e a eficiência de conversão para cada comprimento de onda do feixe de bombeio utilizado para caracterizar o sistema. / At the present work we conducted the construction of a triply resonant Optical Parametric Oscillator pumped by a Titanium-Sapphire laser, which is tunable between 730 nm to 800 nm. The emitted beams have wavelength around 1560 nm, in the optical fibers transmission window, maximum output of 420 mW and minimum oscillation threshold of 53(3) mW. For the twin beams, the cavity finesse is F=155 mW and the intracavity losses are 0.05(0.10)%, allowing, in principle, a noise compression close to 97(5)%. The present OPO was built having the purpose of being used as source of triply entangled states in a system for quantum information storage and transfer, while interacting with an atomic rubidium system. We measured the power threshold and conversion efficiency for each pump beam wavelength that we used to characterize the system.

Os rebocadores portuários desempenham funções essenciais de assistência a navios nas operações de atracação, desatracação e navegação em aguas portuárias. Eles são equipamentos fundamentais para garantir a segurança das operações e a eficiência dos serviços portuários, contribuindo para a competitividade do porto. Com o crescimento do comercio mundial e, em particular, do Brasil, diversos portos vêm realizando a atualização e renovação das suas frotas de rebocadores para atendimento das demandas atuais. Neste trabalho apresenta-se um modelo de síntese e otimização multi-objetivo para o projeto de rebocadores portuários para ser aplicado na etapa de concepção. Nesta etapa os projetistas devem realizar a exploração mais ampla possível do espaço das potenciais soluções, na busca das melhores possíveis. O modelo de síntese foi formulado a partir de equações empíricas obtidas com base em informações extraídas de bancos de dados de rebocadores, e de estimativas de desempenho propostas por diferentes autores. Em seguida foi acoplado a um algoritmo genético para otimização da capacidade de reboque e do porte da embarcação. Os resultados da otimização para o projeto de três tipos de rebocadores mostraram que o modelo foi capaz de gerar soluções com desempenho melhor ou igual aos rebocadores já construídos. Esta otimização visou maximização da capacidade de reboque e a minimização do porte dos rebocadores. Os valores dos parâmetros que descrevem as soluções, que formaram a fronteira de Pareto deste processo de otimização multi-objetivo, encontram-se dentro daqueles normalmente encontrados em rebocadores existentes. Os resultados mostraram que o modelo de síntese é uma ferramenta capaz de auxiliar e facilitar as atividades das etapas iniciais do projeto de rebocadores. / The harbor tugs play essential assistance functions to vessels in docking and undocking operations, and navigation on port waters. They are an essential equipment to guarantee safe operations and efficiency in port services, contributing to the competitiveness of the port. With the growth of world trade, particularly in Brazil, several ports have been upgrading and renovating their tugs fleet to meet today\'s demands. This study presents a synthesis and multi-objective optimization model for harbor tugboats project to be applied at the design stage, in which the designers must exploit the entire potential solutions space to achieve the best possible one. The synthesis model was formulated by empirical equations based on information extracted from tugboats databases and performance estimates proposed by different authors. It was then coupled to a genetic algorithm to optimize the towing capability and the vessel size. The results of optimization for the design of three types of tugs showed that the model was able to generate solutions with better or equal performance to tugboats ever built. This optimization aimed at maximizing the towing capacity and minimizing the size of the tugs. The values of the parameters that describe solutions, which formed the Pareto front of this multi-objective optimization process, are within those usually found in existing tugboats. The results showed that the synthesis model is a tool capable of assisting and facilitating the early stages activities of the tugs project.

A Liberação Paramétrica (L.P) é definida como a liberação de produtos submetidos à esterilização terminal, por meio do cumprimento de parâmetros críticos do processo de esterilização, sem a necessidade da realização do teste de esterilidade. O conceito da L.P para produtos com esterilização terminal surgiu como uma alternativa à deficiência do teste de esterilidade, pois o teste apresenta limitações, não sendo capaz de garantir que todas as unidades do lote se encontram estéreis. A L.P é um assunto recente no Brasil e que se encontra em processo de regulamentação. Em 2012, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária - (ANVISA) iniciou a discussão sobre o tema, dada a importância que este apresenta para país e, recentemente, no inicio do ano de 2014, foi publicada Consulta pública sobre o tema. Desse modo, ainda existem poucas informações sobre o cenário regulatório brasileiro da L.P e como esse conceito deve ser implementado pelas indústrias brasileiras, o que torna relevante a discussão sobre o tema. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo a proposição de um modelo conceitual para auxiliar a adoção da L.P para indústrias farmacêuticas na substituição ao teste de esterilidade terminal. Após a proposição do modelo, o trabalho busca ainda a aplicação deste em uma indústria de produtos com esterilização terminal, com intuito de avaliar o modelo e agregar novos conhecimentos sobre o conceito da L.P. A metodologia do trabalho que melhor se encaixa à proposta é a pesquisa exploratória, ou seja, pesquisa do tipo teórico-conceitual, como discussões conceituais e pesquisas bibliográficas sobre o tema. Esta pesquisa também é classificada como qualitativa, sem a pretensão de garantir a precisão dos dados, já que se trata da proposição e aplicação de um modelo de implementação da L.P. Por ter um caráter aplicado, a pesquisa também pretende avaliar o modelo proposto, segundo o método da pesquisa-ação em uma indústria de produtos com esterilização terminal, no qual o pesquisador interfere e participa da pesquisa. O trabalho desenvolvido conseguiu atingir resultados satisfatórios, mostrando que o modelo proposto traz benefícios à empresa que pretende utilizá-lo para realizar a adoção da LP, pois, através da aplicação do mesmo, a empresa pode se organizar melhor internamente para conduzir as atividades do projeto. O modelo também é vantajoso, pois trabalha com o conceito de equipes multidisciplinares. Isto favorece a integração entre os membros da organização, proporcionando a troca de conhecimento entre os profissionais e a criação de novos conhecimentos relacionados à LP. O modelo também permite que a empresa adquira melhor conhecimento sobre o processo de fabricação dos produtos estéreis no qual deseja adotar a LP. Pois, através da aplicação da ferramenta de análise de risco para LP, é possível visualizar os pontos críticos de controle para a LP, PCC para LP. E isto permite conhecer criticamente o processo e permite elaborar planos de ação para controlar os riscos existentes desses pontos, a fim de atenderem as exigências para a adoção da LP. / Parametric Release (PR) is defined as the release of products subject to terminal sterilization through fulfillment of critical parameters of the sterilization process without the necessity of completing the terminal sterility test. The concept of PR for terminal sterilization products has emerged as an alternative to the sterility test because of its inability to guarantee that all units in the batch are sterile. PR is a new issue in Brazil, undergoing the regulatory process. In 2012, the Brazilian Agency (Agência Nacional de Vigilância Sanitária - ANVISA) started a debate on the topic given the importance it has for the country and recently, at the beginning of the year 2014 a public survey on the subject was published. Thus, there is little information on PR in the Brazilian regulatory scenario and how this concept should be implemented by Brazilian industries, which becomes relevant to the discussion on the topic. Thus, the present work aims at proposing a conceptual framework to help the adoption of PR as a substitute for the terminal sterility test for pharmaceutical industries. After submitting the model, the present work will also seek to employ this product in a company using terminal sterilization in order to assess the model and add new know-how regarding the concept of PR. The methodology that best suits the proposal is exploratory research, i.e., a theoretical/conceptual-type study, such as conceptual discussions and bibliographic exploration on the topic. This kind of research is also classified as qualitative, without any intent to ensure the accuracy of the data, since it is a proposition and an application of a model for implementation of PR. Due to its character, applied to research, it also aims to evaluate the proposed model using the method of action research in a company using terminal sterilization of products, where the researcher interferes and participates in the study. The work has achieved satisfactory results showing that the proposed model is beneficial to the company that may want to use it to adopt PR, because through the same application, the company can better organize itself internally to conduct project activities. The model is also advantageous because it works with the concept of multidisciplinary teams. This improves the integration between members of the organization providing the knowledge exchange among professionals and generation new knowledge related to PR. The model also allows the company to acquire better knowledge about the process of manufacture of sterile products for which it may want to adopt the PR. For, through the application of risk analysis for the PR tool, one can view the critical control points for PR, (CCPs). And this allows to view the process critically and develop action plans to control the risks relative to these points to meet the requirements for the adoption of PR

A escolha do propulsor é uma etapa-chave no projeto de um navio. Muito do que se espera qualitativamente do desempenho de uma embarcação implica em economia de energia, em condições de operação e habitabilidade adequadas à tripulação, e em baixo custo de manutenção dos elementos estruturais e dos equipamentos. Essas questões estão diretamente relacionadas ao aproveitamento de combustível pelo sistema propulsivo e à propagação de vibração, cabendo ao propulsor um papel significativo para a performance do navio em ambos os aspectos. Por esta razão, a dissertação propõe a avaliação de propulsores navais com respeito à excitação de vibração e à eficiência, quando atuando em esteira não uniforme. A dissertação inicia-se com uma abordagem resumida especificamente sobre os estudos já realizados sobre indução de vibração pelo propulsor focados nas chamadas forças de mancal. Em seguida, revisam-se os assuntos pertinentes ao projeto de propulsor, isto é, definição de sua geometria, de seus coeficientes de operação, e dos métodos teóricos e computacionais utilizados para estudar seu comportamento hidrodinâmico. A metodologia do trabalho fundamenta-se no estudo paramétrico da geometria do hélice, objetivando identificar a influência de cada um dos parâmetros de projeto do propulsor nos dois aspectos destacados no início. As diversas configurações geométricas são submetidas a campos de velocidades advindos de diferentes navios, que representam três grupos de embarcações (navios série 60, porta-containers e navios-tanque), com o intuito de verificar as diferentes tendências de comportamento possíveis. Para a execução computacional, elabora-se uma rotina encarregada de sistematizar o processo de alterações geométricas, encaminhar os numerosos casos à análise hidrodinâmica, realizar o processo de integração casco-hélice e o pós-processamento dos resultados. A análise hidrodinâmica citada é feita através do uso de um software comercial, que, baseado na teoria do escoamento potencial, aplica o método dos painéis para a resolução do escoamento ao redor do propulsor. Os esforços excitados pelo hélice são traduzidos em critérios objetivos, baseados na transmissão de vibração através do eixo, que, associados ao critério de eficiência propulsora e à restrição relativa à ocorrência de cavitação, avaliam os casos e identificam-se o comportamento dos parâmetros de projeto. Obtém-se, como conclusão, uma metodologia de avaliação aplicável em outros casos de propulsores e navios. / The propeller choice is a key-step of the ship design. The high quality of the vessel performance requires energy economy, appropriated operating and environmental conditions for the crew, and low maintenance costs of structural elements and equipment. These questions consider directly fuel consumption by the propulsion system and the transmitted vibration, regarding the propeller an important role in the ships performance about both attributes. For this reason, the evaluation of marine propellers, regarding the induced vibration and the propulsive efficiency under a non-uniform inflow, is proposed. The study begins with a briefly state of the art about the propeller induced vibration focused in bearing forces. Then, a propeller design overview is made about subjects such as geometry definition, operation coefficients, and theoretical and computed methods for studying its hydrodynamic behavior. The methodology is based on a parametric study of the propeller geometry, in order to identify the influence of each of the propeller design parameters in both aspects highlighted in beginning. The several geometric configurations are submitted to the wake fields from different ships, that represent three groups of vessels (60 series, containers and tankers), then different tendencies of behavior can be expected. For computational execution, a routine is in charge of systematizing the process of geometrical parameterization, send the cases to the hydrodynamic analysis, make the hull-propeller integration and post process the data. The hydrodynamic analysis is compelled by a HSVA® software, which applies the panel method in the propeller flow, based on potential flow theory. The propeller induced bearing forces are converted in objective criteria, based on vibration transmission through the shaft, which, combined with the propulsive efficiency criteria and the cavitation restriction, evaluate the propeller geometric configurations. As a conclusion, a propeller evaluation methodology applicable to another kind of propeller series and wake fields is obtained.

Apresentamos nesta tese a primeira geração direta de emaranhamento tripartite entre feixes intensos de luz. Medimos o emaranhamento entre os feixes sinal, complementar e bombeio refletido, produzidos por um Oscilador Paramétrico Ótico (OPO) operando acima do limiar de oscilação. A principal característica do nosso sistema é a diferença entre os comprimentos de onda dos campos (l0 = 532.251 nm, l1 = 1062.102 nm, e l2 = 1066.915 nm). Esta é a primeira medida de emaranhamento entre mais de dois subsistemas produzidos por uma única fonte no âmbito de variáveis contínuas. Para investigar a existência emaranhamento, utilizamos o critério de positividade sob transposição parcial (PPT). Este critério, aplicado a sistemas compostos por estados gaussianos, dispostos em bipartições do tipo 1×(N 1), torna-se necessário e suficiente na demonstração do emaranhamento. Realizamos também a caracterização do emaranhamento produzido quando submetemos os campos a perdas, identificando regiões de parâmetros onde os estados apresentam emaranhamento frágil ou robusto. A fim de garantir que estamos lidando com estados gaussianos, investigamos a estatística das flutuações dos campos, mostrando excelente acordo entre os valores dos momentos de ordem mais alta da fotocorrente medida e os valores esperados para uma distribuição gaussiana. O estudo que apresentamos é um passo importante para a elaboração de uma rede de informação quântica que possibilitará a comunicação entre diferentes sistemas físicos. / We present in this thesis the first direct generation of tripartite entanglement among bright beams of light. We measured the entanglement among signal, idler and reflected pump beams, produced by an Optical Parametric Oscillator (OPO) operating above the threshold. The main feature of our system is the difference between the wavelengths of the fields (l0 = 532.251 nm, l1 = 1062.102 nm, e l2 = 1066.915 nm). This is the first measurement of entanglement among more than two subsystems produced by a single source, in a continuous variable system. In order to investigate the existence of entanglement, we applied the criterion of positivity under partial transposition (PPT). This criterion, applied to systems composed of Gaussian states, arranged in 1×(N1) bipartition, becomes necessary and sufficient to demonstrate entanglement. We also characterized the entanglement when the fields are submitted to losses, identifying regions of parameters where the states have fragile or robust entanglement. To ensure that we are dealing with Gaussian states, we investigate the statistics of the fields, showing excelent agreement among values of higher order moments of the photocurrent measured and expected values for a Gaussian distribution. The present study is an important step in the development of a quantum information network formed by different physical systems.

A monitoração do processo de fermentação alcoólica para a obtenção de etanol é um tema de grande interesse pelo fato deste ser utilizado como fonte sustentavel de energia na indústria. Os processo de monitoração convencionalmente utilizados na indústria são dispendiosos, baseados em medições supervisionadas de densidade e estimativas de parâmetros químicos mediante procedimentos offline. O uso de técnicas de monitoração não invasivas baseadas em ultra-som vem sendo desenvolvidas para esse fim, fazendo uso de estimativas de parâmetros clássicos como a velocidade de propagação acústica e a atenuação. No entanto, a evolução do processo fermentativo não é bem descrita por esses parâmetros. Devido a isso, o presente trabalho propõe um sistema híbrido de processamento de sinais de ultra-som que utiliza um conglomerado de parâmetros para uma caracterização mais eficiente do processo fermentativo. O sistema incorpora procedimentos computacionais para a detecção, caracterização e classificação das fases do mosto em fermentação, visto como uma suspensão sólido-líquido (fase dispersa e contínua). Esses procedimentos foram baseadas em estimativas de estacionariedade dos sinais de retroespalhamento de ultra-som ( teste de hipotese não paramétrico - Teste de Run), ajuste de curvas sobre a largura de banda espectral (técnica de curve fitting), assim como a extração de atributos espectrais tais como : frequência central, largura de banda e valores de amplitude da componente fundamental, entre outros, além de parâmetros ultra-sônicos como o coeficiente de atenuação (slope) e o coeficiente integrado de retro-espalhamento (IBC). Para a classificação foi utilizado o algoritmo K-means. Os resultados obtidos mostraram a viabilidade na caracterização multiparamétrica não invasiva do fluido em fermentação, permitindo a identificação das principais fases do processo fermentativo. O trabalho contribui com uma metodología alternativa para a avaliação da cinética do crescimento microbiano como indicador da evolução da fermentação alcoólica. / Monitoring of alcoholic fermentation process for the ethanol production is a topic of great interest because it can be used as a sustainable energy source in the industry. The monitoring process conventionally used in industry are expensive, based on supervised measurements of density and parameter estimates by chemical offline procedures. The use of noninvasive monitoring techniques based on ultrasound are being developed for this purpose, using estimates of classical parameters as the acoustic propagation velocity and attenuation. However, the time evolution of the fermentation process is not well described by these parameters. For this reason, this study proposes a hybrid system of ultrasound signal processing that uses a conglomerate of parameters aiming a more efficient characterization about the fermentation process. The system incorporates computational procedures for the detection, characterization and classification of the fermentation must phases, seen as a solid-liquid suspension (dispersed and continuous phases). These procedures were based on estimates of stationarity for ultrasound backscattered signals (non-parametric statistical test - Run Test), curve fitting on the spectral bandwidth, as well as spectral attributes extraction such as center frequency, bandwidth and energy values of the fundamental frequency and so on, plus ultrasonic parameters as the attenuation coefficient (slope) and the integrated back-scattering coefficient (IBC). For classification we used the k-means algorithm. The results showed the feasibility for the multiparametric noninvasive characterization of fluid in fermentation, identifying the main stages of the fermentation process. This work contributes with an alternative methodology to evaluate the kinetics of microbial growth as an indicator of the alcoholic fermentation evolution.

As equações diferencias parciais tem origem na modelagem do problemas nas ciências e engenharia, tais como a equação do calor, equação da onda, equação de Poisson, entre outras. Para muitas destas equações não é tão simples obter uma técnica analítica para achar sua solução e nestes casos é necessário uso de soluções aproximadas obtidas pelo computador. Existem técnicas tradicionais para solução numérica de uma grande classe de equações diferenciais, mas quando esta equação está na forma implícita, muitas destas técnicas já não podem ser aplicadas. Frequentemente as equações diferenciais parciais de segunda ordem tem maior estudo que as equações de primeira ordem sendo uma das razões que os modelos envolvem derivadas de segunda ordem. No caso das equações diferenciais parciais de primeira ordem implícitas a não linearidade em alguns casos não permite determinar uma solução de forma simples. O trabalho desenvolvido faz uma revisão do método das características para estabelecer as condições necessárias e suficientes, que permitam encontrar uma solução, ao mesmo tempo evidencia a complexidade de determinar uma solução clássica. Dentro das aplicações existentes relacionadas com as Equações Diferenciais Parciais Implícitas de Primeira Ordem, podemos mencionar a Equação cinemática e a Equação de Hamilton-Jacobi que podem-se associar com o movimento de partículas. Para a solução de uma Equação Diferencial Implícita de Primeira Ordem o método das características tem uma estrutura de solução que permite resolver a equação de forma analítica e numérica, desde que se verifique o Teorema de Cauchy. O objetivo deste trabalho de mestrado é obter um método numérico para a solução de equações diferenciais parciais de primeira ordem implícitas. Nós propomos um método numérico do tipo previsor-corretor que resolve uma EDP de primeira ordem implícita, utilizando o sistema característico em conjunto com as condições de banda, para reduzir o erro global nas iterações. / Partial differential equations arise in the modeling of problems in science and engineering, such as the heat equation, wave equation, Poisson equation, among others. For many of these equations it is not so simple to obtain an analytical technique to find a solution in these cases and it is necessary to use a computer to obtain approximate solutions. There are traditional techniques for numerical solution of a large class of differential equations, but when this equation is in implicit form, many of these techniques can no longer be applied. Often partial differential equations of second order are more studied than first order equations the reason being that one of the models involve secondorder derivatives. In the case of implicit partial differential equations of first order the non-linearity in some cases does not allow for a solution in simple from to be determined. The work reviews the method of characteristics to establish the necessary and sufficient conditions that will find a solution at the same time demonstrates the complexity of determining classical solution. Within existing applications related to Partial Differential Equations of First Order Implicit, we can mention the textit kinematic equation and textit equation Hamilton-Jacobi that can be associated with the movement of particles. For the solution of a differential equation First Implicit Order the method of characteristics has a solution framework that enables solve the equation analytically and numerically, provided there is the Cauchy theorem. The objective of this master thesis is to obtain a numerical method for the solution of partial differential equations first order implicit. We propose a numerical method of predictor-corrector type that resolves a EDP first implicate order, using the characteristic system in conjunction with the band conditions, to reduce the overall error in iterations.