Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-05-25T17:32:05Z No. of bitstreams: 1 miguelribeirogomidejunior.pdf: 3188333 bytes, checksum: 3511b672078389bb62b4ce97468a1fc9 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-26T11:58:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 miguelribeirogomidejunior.pdf: 3188333 bytes, checksum: 3511b672078389bb62b4ce97468a1fc9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T11:58:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 miguelribeirogomidejunior.pdf: 3188333 bytes, checksum: 3511b672078389bb62b4ce97468a1fc9 (MD5) Previous issue date: 2008-12-18 / O presente trabalho se propôs a avaliar a questão das radiações eletromagnéticas não ionizantes em unidades de conservação da natureza, bem como estimar possíveis riscos para os ecossistemas. A faixa de interesse foi a constituída pelas radiofreqüências, típicas das instalações de telecomunicações, em todas as modalidades hoje utilizadas. Com base em pesquisas científicas internacionais, foi proposta uma tabela de níveis de riscos ambientais advindos das radiações, que permite verificar a situação de cada região dentro do perímetro da unidade ou zona de amortecimento. Foi feito um diagnóstico da situação das unidades de conservação federais brasileiras em relação às radiações eletromagnéticas, através de pesquisa por meio de questionários respondidos pelos gestores. Um método de mapeamento com técnicas de geoprocessamento foi proposto, resultando em um mapa de intensidade de radiações eletromagnéticas, que adicionado ao plano de manejo ou zoneamento da unidade, proporciona análise de riscos, monitoramento e direcionamento de pesquisas. A partir da legislação existente, foi feita uma análise sob o ponto de vista legal e propostas medidas em relação ao licenciamento ambiental das torres de telecomunicações instaladas no interior ou proximidades da unidade. / The purpose of this work is to evaluate the presence of non-ionizing radiations in protected areas, and to estimate the possible risks of those radiations for the ecosystem. The ranges of interests are the radiofrequencies, typical of installations for telecommunication systems, largely used nowadays. Based on previous international scientific researches, we proposed a table with levels of environmental risks resulting from radiation. That chart will allow people to evaluate the situation of each region in the unit perimeter or buffer zone. A diagnostic on the situation of the electromagnetic radiations in federal protected areas in Brazil was made, through the application of questionnaires among managers. A method of mapping of geoprocessing techniques was developed. This method permits that a map containing the intensity of the electromagnetic radiations could be used with the management plan or unit zoning and better the conditions of hazard analyzing, management and future research. Based on the vigent legislation, an analysis under the legal point of view was done, and we propose rules related to environmental licensing for telecommunication towers inside or next to the protected areas.

Ao longo de décadas, vários países têm desenvolvido a tecnologia de fabricação de estruturas com reduzida detecção por radar para emprego operacional com a utilização de materiais absorvedores de radiação eletromagnética (MARE). Os MARE possuem características químicas e físicas que favorecem a conversão da energia da onda eletromagnética incidente em energia térmica. O uso adequado de MARE multicamadas confere ao alvo uma redução de sua seção reta radar (RCS) em uma larga banda de freqüências. É necessário, porém, determinar como constituir um MARE multicamadas a partir de camadas simples e aplicar na estrutura do alvo de maneira que se obtenha a maior redução possível. Dentro desse contexto, esta dissertação de mestrado tem como objetivo estudar a aplicação de absorvedores de microondas multicamadas à base de borracha com negro de fumo, caracterizando-os via medidas de permissividade, condutividade, refletividade, transparência e RCS de alvos simples em campo aberto. A permissividade complexa desses absorvedores foi avaliada utilizando-se a técnica de cavidade coaxial, a condutividade via método de quatro pontas e a refletividade e a transparência em guia de ondas. A otimização do melhor arranjo de camadas do absorvedor utilizado foi baseada em um algoritmo desenvolvido nesta tese com base na teoria de pequenas reflexões. A partir desta proposição de arranjo de camadas, validada por medidas de refletividade, o melhor arranjo foi produzido industrialmente e aplicado sobre uma plataforma de combate do Exército Brasileiro. A aplicação foi orientada pelo levantamento dos pontos brilhantes dessa plataforma via trabalho experimental. A RCS desse alvo foi medida antes e depois de se utilizar o MARE para verificar a eficácia do modelo de aplicação, obtendo-se valores de redução de RCS entre 100 e 142%.

A RCS de um alvo é a energia espalhada por este ao receber a incidência de uma onda eletromagnética, a sua assinatura radar. A redução da RCS de uma aeronave requer um profundo conhecimento da interação da onda eletromagnética incidente neste objeto complexo. O estudo dessa interação por meio de cálculos matemáticos é bem aceito para objetos simples, mas apresentam restrições ao serem aplicadas a objetos complexos, mesmo considerando-se as ferramentas computacionais mais avançadas. O método proposto neste trabalho para o estabelecimento da RCS de objetos complexos é a medição em campo aberto de um alvo real estático, na faixa de freqüências de 8-12GHz, em medida biestática. Para a validação do procedimento, um conjunto de medições foi conduzido utilizando-se a aeronave AT-26 Xavante da FAB como alvo complexo, usando placas planas como objetos simples para a calibração do sistema. Os resultados experimentais encontrados para os alvos simples apresentam desvios baixos (<1dBm) para as medidas em campo aberto, permitindo a estimativa da RCS do alvo complexo e a determinação dos pontos que mais contribuem para o seu diagrama.

Este estudo mostra o comportamento eletromagnético, na faixa de microondas (de 100 MHz a 20 GHz), de revestimentos eletricamente condutores à base de blendas de poliuretano (PU) e polianilina (PAni) dopada, para aplicação como materiais absorvedores de radiação eletromagnética (MARE). As blendas foram preparadas utilizando-se dois diferentes tipos de PU (termorrígido e termoplástico) e amostras de PAni obtidas sob diferentes condições de sínteses e dopadas com os ácidos dodecilbenzeno sulfônico e cânfor sulfônico. As amostras de PAni foram caracterizadas por cromatografia de permeação em gel, microscopias óptica e eletrônica de varredura, pelas espectroscopias Raman, FTIR, UV-visível, RMN e também por difração de raios-X e medidas de condutividades elétrica. Os resultados obtidos mostram uma significativa alteração das morfologias e, conseqüentemente, das propriedades elétricas das PAni, com modificações na distribuição de suas massas molares, de seus graus de reticulação e de distribuição dos grupos quinônicos nas cadeias do polímero condutor. Os filmes de PU/PAni caracterizados pelas microscopias óptica e eletrônica de varredura, análises térmicas por TG e DSC e medidas de condutividade e permissividade elétrica (e*), mostram que as blendas com o PU termorrígido apresentam baixos valores de condutividade (~ 10-7 S.cm-1) e de e* (tan d ~ 0,05 a 1 GHz) e de absorção de microondas (~1,7 dB). Este comportamento é atribuído à desprotonação da PAni-DBSA, causada pela presença do diisocianato do PU. As blendas com PU termoplástico apresentam um baixo limite de percolação (~ 0,20%) e altos valores de condutividade (55,0 S.cm-1) e e* (tan d ~ 3 a 1 GHz) . Esta alteração das propriedades elétricas e dielétricas influenciou na eficiência do MARE (de 100 MHz a 20 GHz), com valores de atenuação de até 25dB.

Este trabalho apresenta um estudo de assinaturas de sinais de radar de alvos de geometrias simples e complexas, na faixa de freqüências de 8 - 12 GHz (banda X). Os alvos de geometrias simples estudados são: esfera, placa plana, disco, cilindro, cone e refletores de canto (diedros e triedro). Como alvo de geometria complexa caracterizado tem-se o modelo em escala da aeronave ERJ-145. Os diagramas de refletividade são obtidos em câmara anecóica, na condição quase-monoestática. A calibração do sistema de medidas, na banda X, é realizada pelo uso de uma lente de Luneberg e uma placa plana. Apresenta-se um amplo e detalhado arquivo de diagramas de RCS (Radar Cross Section), dos alvos de geometrias simples, cujas informações apóiam a caracterização do alvo de geometria complexa. A redução de RCS é também avaliada considerando-se os parâmetros geometria do alvo e a aplicação de Material Absorvedor de Radiação Eletromagnética (MARE). Entre os resultados coletados pode-se mencionar que o diedro de 50 apresenta uma redução de RCS, no ângulo de 0o, de 94% em relação ao diedro de 90, devido à contribuição da geometria. É também observado que a aplicação de MARE no diedro de 90 promove uma redução da sua RCS de 99%, em 10 GHz. A caracterização do modelo da aeronave ERJ-145 mostra a complexidade da análise de diagramas de RCS de alvos complexos.

O principal objetivo deste estudo é contribuir para uma maior compreensão da interação de aditivos magnéticos com a onda eletromagnética, na faixa de micro-ondas (2-18 GHz), de materiais absorvedores de radiação eletromagnética (MARE). Nesse sentido, este trabalho mostra o comportamento eletromagnético de diferentes tipos de MARE à base de ferrita de MnZn, ferro carbonila e suas misturas em uma matriz de silicone. Ênfase foi dada na determinação dos parâmetros permissividade e permeabilidade complexas, na faixa de 2 a 18 GHz e refletividade entre 8,2 - 12,4 GHz. Para a determinação dos parâmetros complexos foi estabelecida uma metodologia de medidas via técnica de guia de ondas coaxial. A partir dos resultados obtidos observa-se, por exemplo, que no caso da permissividade, a ferro carbonila interage prioritariamente com o campo elétrico da onda incidente, por meio do componente de armazenamento, já que o componente de perdas do campo elétrico é desprezível. Já, a ferrita de MnZn estudada mostra variação dos componentes de armazenamento e de perdas com o aumento da concentração de aditivo no MARE e da frequência de medida. Quanto à permeabilidade, verifica-se que a amostra de MARE à base de ferro carbonila apresenta os maiores valores (1,0 a 2,2), ou seja, este aditivo interage mais intensamente com o campo magnético da onda do que a ferrita MnZn (0,7 a 1,8). Medidas de refletividade de amostras de MARE, experimentais ou simuladas, obtidas pelo uso dos aditivos puros como das suas misturas apresentam bons resultados (70 - 99% de atenuação da radiação incidente). Verifica-se, ainda, que esses materiais comportam-se como absorvedores de micro-ondas do tipo ressonante. Os resultados também confirmam que a atenuação da radiação incidente é dependente da proporção dos aditivos magnéticos, da espessura da amostra e da frequência. Estudos comparativos de medidas de refletividade experimentais e simuladas mostram boa concordância, indicando que a simulação é uma ferramenta de apoio à otimização do processamento de MARE, contribuindo para a redução de custos e de tempo de processamento.

A caracterização da anisotropia na permissividade relativa complexa do Compósito de Fibra de Carbono (CFC) tornou-se importante para avaliar os efeitos diretos e indiretos causados por impacto de raio em aeronaves construídas com esse material. Esta importância está associada à relação que existe entre a blindagem eletromagnética utilizada para proteger os equipamentos de bordo e a permissividade do CFC. Devido a estas relações e sua relevância para a indústria aeronáutica, foi realizada uma extensa investigação da permissividade do CFC. Foram medidas as partes real e imaginária (e' e e") da permissividade na faixa de freqüência de 1 kHz a 10 MHz, a 25C, a partir de amostras cilíndricas extraídas de uma mesma placa multicamadas de CFC, com seus eixos ortogonais entre si e paralelos aos eixos cartesianos. Os resultados destas medidas foram compilados em uma base de dados para serem utilizados em um software de simulação baseado no Método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD). Como resultado, foi possível representar em três eixos o campo próximo e a intensidade da energia eletromagnética a que pode ser submetida uma estrutura de CFC com geometria arbitrária no espaço tridimensional de uma placa de CFC do material iluminada pela componente elétrica. Além disso, foi observada a anisotropia entre os planos YZ e YX, apontando que a maior anisotropia ocorre na direção do eixo Y. O material analisado apresentou baixas perdas, com e" tendendo assintoticamente a zero.

Os materiais absorvedores de radiação (RAM) quando atingidos por uma onda eletromagnética têm sua estrutura molecular excitada e parte da energia da radiação incidente é convertida em calor. Exemplos de uso bem sucedido desses materiais podem ser enocntrados na aeronáutica clássica e nas áreas de telecomunicações, de eletrodomésticos e médica. O presente trabalho consiste no processamento e caracterização de revestimentos absorvedores, utilizando-se como matérias-primas um poliuretano contendo quantidades variáveis de ferritas de MnZn, MgZn e NiZn e de negro de fumo. Medidas de refletividade na faixa de 2 - 18 GHz, utilizando-se arco NRL, mostraram que o revestimento mais eficiente na absorção da onda incidente foi obtido com a ferrita de MnZn de maior granulometria. Uma maior eficiência foi, também, observada pelo efeito sinérgico entre as partículas de ferritas de NiZn e MnZn e de negro de fumo, quando utilizadas em conjunto na preparação do revestimento. Pela combinação adequada do negro de fumo com ferritas de NiZn e MnZn foram obtidos revestimentos absorvedores do tipo banda larga, com espessura de 1,0 mais ou menos 0,2 mm, com eficiência na absorção média da radiação de até 75%.

Os materiais absorvedores de radiação podem se apresentar como tintas, mantas de borracha, espumas poliméricas, entre outros tipos, sendo utilizados com sucesso em diferentes áreas, podendo-se citar a aeronáutica, telecomunicações e médica. O uso de polímeros condutores na formulação desses materiais tem sido estudado, devido à combinação de propriedades como condutividade modulada, baixa densidade e facilidade de processamento em relação a outros materiais. Neste trabalho, foram preparadas tintas absorvedoras de radiação eletromagnética (na faixa de 8 a 12 GHz) utilizando-se blendas de poliuretano (PU) contendo polianilina (PAni) dopada, via solução e processamento reativo, com os ácidos dodecilbenzeno sulfônico (DBSA) e cânfor sulfônico (CSA). As formulações de blendas foram caracterizadas quanto aos seus comportamentos reológico e térmico, suas morfologias e as condutividades elétricas. As pinturas obtidas foram caracterizadas quanto à atenuação da radiação incidente, via medidas de refletividade, utilizando-se a técnica do guia de ondas. As formulações que apresentaram os melhores resultados de absorção da radiação foram as que possuíam a PAni dopada com DBSA e CSA via processamento reativo, apresentando características mais condutoras, atuando, assim, como centros absorvedores mais eficientes. Foi verificado, também, que a atenuação da radiação eletromagnética incidente depende da formulação da tinta e do tipo de substrato (alumínio ou compósitos de fibra de carbono/poliamida 6,6) aonde as tintas são aplicadas. As formulações contendo a PAni dopada com CSA em substratos de compósitos favoreceram a atenuação da radiação em até 30 dB, correspondendo a cerca de 99,9% de absorção da radiação eletromagnética incidente, em torno de 12 GHz.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The phantoms used in Brazil are mostly imported and have relatively high financial cost. Although these phantoms can be considered as essentials for use in quality control, probably high quotas and import bureaucracy are obstacles to their acquisition by the nuclear medicine departments. The main objective of this work was the development of national phantoms for use in quality control of scintillation cameras used in nuclear medicine and for training professional personnel. Initially, we sought to know the interest of medical physicists and radiation protection supervisors in the acquisition of phantoms. After that, it was initiated the construction of three distinct types of physical phantoms, the SENCOR, to evaluate the sensitivity and the center of rotation; the SIMUFÍGADO, which is a liver phantom; and the ANTROFÍGADO, which is an anthropomorphic liver phantom in three versions. Besides these, we set up a computational phantom liver based on a physical phantom using Visual Monte Carlo. The conclusion obtained from inquiring professionals is that there is motivation for sharing and acquiring of national phantoms. The results obtained from characterization of materials used in the development of the phantoms should that such materials are suitable for the construction of such objects, observing only a change in color of acrylics irradiated with doses above 10 kGy. Through analysis of images of non anthropomorphic phantoms it is possible to study several parameters, such as sensitivity of the scintillation cameras, center of rotation, matrix size of pixels, the energy window, counting density and organs geometry. The images obtained from ANTROFÍGADO in SPECT and PET/CT systems can be useful to simulate the geometry of the healthy liver and cirrhotic liver, serving this object to the study of simulations of diagnostic analysis of location and evaluation of morphology and anomalies in the liver. Even though industrial processes for production of phantoms proposed here represent a significant increase in the final cost of these objects, it can be said that it is possible to reproduce many copies of these objects using the same methodology employed in the manufacture of the prototypes here studied. / Os objetos simuladores utilizados no Brasil são, em sua maioria, importados e de custo financeiro relativamente elevado. Embora esses objetos possam ser considerados essenciais para o uso em controle de qualidade, os custos financeiros elevados e a burocracia da importação, provavelmente, são empecilhos para a aquisição deles por parte dos serviços de medicina nuclear. O objetivo central deste trabalho foi o desenvolvimento de objetos simuladores nacionais para uso em controle de qualidade de câmaras de cintilação utilizadas em medicina nuclear e em treinamento de profissionais da área. Inicialmente, buscou-se conhecer o interesse de físicos médicos e supervisores de radioproteção em adquirir objetos simuladores e deu-se início à construção de três tipos distintos de objetos simuladores físicos: o SENCOR, para avaliação de sensibilidade e centro de rotação; o SIMUFÍGADO, que é um simulador de fígado; e ANTROFÍGADO, que é um objeto simulador antropomórfico de fígado em três versões. Além desses, elaborou-se um objeto simulador computacional de fígado baseado num simulador físico usando o Visual Monte Carlo. Pôde-se concluir, a partir da consulta aos profissionais que há motivação para o compartilhamento e aquisição de objetos simuladores nacionais. Nos resultados da caracterização dos materiais empregados para preparação dos objetos simuladores, observou-se que tais materiais são adequados para a construção dos objetos, observando-se apenas uma alteração na coloração dos acrílicos irradiados com doses acima de 10 kGy. Por meio de análises das imagens dos objetos simuladores físicos não antropomórficos é possível o estudo de parâmetros como sensibilidade das câmaras de cintilação, centro de rotação, tamanho de matriz de pixels, janela energética, densidade de contagem e geometria de órgãos. Por meio das imagens adquiridas dos ANTROFÍGADO em sistemas de SPECT e PET/CT pode-se simular a geometria do fígado sadio e com cirrose hepática, servindo tais imagens para análises diagnósticas simuladas de localização e avaliação da morfologia e das anomalias do fígado. Mesmo que processos industriais para produção dos objetos simuladores aqui propostos representem um acréscimo significativo nos custo final desses objetos, é correto afirmar que é possível reproduzir muitos exemplares desses objetos simuladores seguindo a mesma metodologia empregada na confecção desses protótipos.