Resumo: Sensores ópticos são amplamente utilizados para mapeamento da cobertura da terra em escala local e pequenas regiões, com uma ampla variedade de aplicações, incluindo planejamento urbano, inventario agrícola e florestal, gerenciamento de bacias hidrográficas e monitoramento ambiental. Mapeamento de cobertura da terra com dados da banda L SAR tem focado primariamente em florestas e área úmidas de regiões tropical e boreal, com ênfase no monitoramento de desmatamento tropical e reflorestamento. No inicio de 2006, aquisições sistemáticas do ALOS PALSAR tem fornecido conjunto de dados multisazonais com alta resolução (12,5m), com potencial para substituir ou complementar os conjuntos de dados ópticos para mapeamento de cobertura da terra em regiões que a cobertura de nuvens é menos problemática, mas ainda um limitante para a variação sazonal da cobertura da terra. Este estudo avalia a utilização de dados PALSAR multitemporal, combinados com modelo digital de superfície (DSM) derivado do ALOS PRISM, para o mapeamento da cobertura da terra em uma região central do estado de São Paulo, Brasil. A área de estudo (22.5ºS 47.8 ºW) está situada na região oeste do reservatório de Barra Bonita, próximo a confluência dos rios Tietê e Piracicaba, com elevações variando entre 300 e 1000m. Os usos da terra dominante são agricultura ( cana de açúcar, cítricas e gramíneas) e florestal (eucaliptos). A vegetação natural é restrita a vegetação riparia, mata na front da cuesta e macrofitas aquáticas sazonais. Áreas urbanas presente na região são São Pedro e Aguas de São Pedro. Duas cenas PALSAR no modo Fine-Beam Single-polarization (FBS) (08 de abril de 2008 e 09 de janeiro de 2009... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Optical sensors are widely used for land cover mapping at local and small region scales, for a wide variety of applications including urban planning, forest and crop inventory, watershed management, and environmental monitoring. Land cover mapping with L-band SAR data has focused primarily on forest and wetland areas in tropical and boreal regions, with particular emphasis on monitoring tropical deforestation and regrowth. Beginning in 2006, systematic acquisitions of ALOS PALSAR have provided multi-season, near-global data sets at high (12.5 m) resolution, with the potential to substitute for or complement optical data sets for land cover mapping in regions where cloud cover is less problematic, but still limiting for seasonally varying land cover. This study evaluates the utility of multi-temporal PALSAR data, combined with a digital surface model (DSM) derived from ALOS PRISM, for land cover mapping at a site in central São Paulo state, Brazil. The study area (22.5ºS 47.8 ºW) is situated at the west end of the Barra Bonita Reservoir, at the entrance point of the Tietê River, with elevations ranging from about 300 to 1000 m. Dominant land uses are agriculture (sugar cane, citrus, pasture) and forestry (eucalyptus). Natural vegetation is largely restricted to riparian forest, forests on steep slopes, and seasonal aquatic macrophytes. Urban areas include the cities of São Pedro and Águas de São Pedro. Two PALSAR Fine-Beam Single-polarization (FBS) mode scenes (8 April 2008 and 9 January 2009... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Nilton Nobuhiro Imai / Coorientadora: Laura Hess / Banca: Maria de Lourdes Bueno Trindade Galo / Banca: Claudia Maria de Almeida / Banca: José Tadeu Garcia Tommaselli / Mestre

Orientador: Ulisses Rocha Antuniassi / Banca: Carlos Gilberto Raetano / Banca: Kleber Pereira Lanças / Banca: Otávio Jorge G. Abi Saab / Banca: Marco Antonio Gandolfo / Resumo: As florestas plantadas de eucalipto no Brasil representam grande importância ambiental, social e econômica, além de possuírem o maior potencial de produção florestal do mundo. Contudo, em meio aos tratos culturais dessas florestas, as aplicações de herbicida ainda apresentam-se pouco desenvolvidas em relação ao manejo de plantas daninhas nos plantios, principalmente no que diz respeito à quantidade de herbicida que é aplicada para efetivo controle das infestações. Logo, visando trazer benefícios à tecnologia de aplicação de herbicida no setor florestal, o presente trabalho teve como objetivos: (i) desenvolver e avaliar um pulverizador destinado à aplicação de herbicidas em florestas plantadas de eucalipto, capaz de efetuar aplicação de dose variada em tempo real, proporcionada por um sistema eletrônico de controle comandado por sensores ópticos (Weedseeker ); (ii) avaliar um sistema alternativo de detecção de plantas daninhas por meio de análise de imagens. O pulverizador desenvolvido foi constituído por duas barras aplicadoras que proporcionam o fracionamento da dose de herbicida, sendo uma munida de seis sensores e válvulas solenóides que possibilitam a aplicação localizada, realizada de maneira independente por 6 pontas de pulverização, e outra dotada de quatro pontas que são utilizadas para a aplicação de doses constantes em 100% da área. Em relação ao pulverizador desenvolvido foram avaliados, em comparação a um pulverizador de barra compacta protegida convencional, dados de consumo de calda, controle de plantas daninhas utilizando-se diferentes fracionamentos de dose de herbicida, dados referentes a funcionalidade a campo, resistência estrutural, desempenho operacional e custos das pulverizações. Em relação ao sistema alternativo de detecção de plantas daninhas por análise de imagens, foram avaliados dados... (Resumo completo, clicar acesso eletrônio abaixo) / Abstract: The Brazilian planted forests of Eucalyptus represent great environmental, social and economic importance, besides having the greatest potential of production in the world. However, among the maintenance activities of these forests, the herbicide application is an activity not very developed, mainly about the right amount of herbicide to apply. Therefore, aiming to obtain benefits to application technology of herbicides in forestry, this study had as objectives: (i) to develop and to evaluate a sprayer destined to the commercial application of herbicides in planted forests of Eucalyptus, able to apply on line variable rate provided by a sensor system, assigned optic sensor (Weedseeker ); (ii) to evaluate an alternative system of weed detection based on image analysis. The developed sprayer is constituted by two booms that provide the variable dose application. One of them armed of six sensors and solenoids valves that permit the site-specific application by each nozzle and the other one armed of four nozzles that are used to the application of constant dose on 100% of the applied area. In relation to the developed sprayer it was evaluated in comparison to a conventional sprayer, data of mixture amount spent, weed control at variable doses application, structural functionality, structural resistance, working performance and costs of the herbicide application. The referring tests to the image sensor system, it was evaluated data that represent the capacity of the system in detecting plants with different foliage area and architecture of leaves in three different surfaces. The results showed that the developed sprayer provided 24,1% of herbicide economy without reducing the weed control. The new structure of the sprayer became adapted to the conditions of planted forests of Eucalyptus and the profit, in comparison to the conventional sprayer, was obtained... (Complete abstract, click electronic access below) / Doutor

Orientador: Edson Del Rio Vieira / Banca: Sérgio Said Mansur / Banca: Marcello Augusto F. de Medeiros / Resumo: Anemômetros de fio quente são sensíveis instrumentos capazes de medir variações de velocidade nos mais diversos tipos de escoamentos, sejam eles gasosos ou líquidos. Um delicado filamento metálico é aquecido por uma corrente elétrica a qual gera calor por efeito Joule e transfere parte dessa energia para o escoamento incidente, sendo esta troca de calor proporcional a velocidade do fluído, definindo assim o princípio básico de funcionamento da anemometria de fio quente. Quando este filamento é montado num circuito tipo ponte de Wheatstone, pode-se relacionar a troca de calor no filamento através da variação de sua resistência elétrica fazendo o uso de circuitos eletrônicos especiais. Este trabalho aborda os conceitos básicos da anemometria de fio quente, seus circuitos de controle principais e seus modos de operação, mostrando diferentes métodos para calibração de sondas de fio quente em escoamentos gasosos, além de apresentar uma metodologia completa para construção de um sistema básico de anemômetro de fio quente de temperatura constante. Dois dispositivos foram construídos e testados sendo avaliados quanto ao seu funcionamento e sua resposta em freqüência. / Abstract: Hot wire anemometers are sensitive instruments capable of measuring fluctuation of speed in many fluid flows, gaseous or liquid. A delicate metallic filament is heated by an electric current (Joule effect) and cooled by incident flow, this heat exchange is proportional of the fluid speed, defining the basic phenomenon of hot-wire anemometry. When this filament is mounted on an arm of Wheatstone bridge, the heat lost by the filament can be related its electric resistance when special electronic circuits are used. This work presents the concepts of hot-wire anemometry, its main control circuits and its operation mode, showing the basic methods for hot wire calibration with gaseous flows, besides presenting a complete methodology for construction of a basic constant temperature hot-wire anemometer system, based on the tests of two experimental circuits which are evaluated by electronic tests and its frequency response. / Mestre

Resumo: Os polímeros condutores a Base de Tiofeno-Schiff despontam como materiais alternativos para obtenção de eletrodos modificados com potencial aplicação em sensores químicos devido as excelentes propriedades condutoras e quelantes conferidas pelo poli-tiofeno e pelas Bases de Schiff, respectivamente. Neste trabalho, o complexo Tiofeno-Salen foi sintetizado e caracterizado por UV8Vis e FTIR, em seguida, monômeros complexos metálicos-tiofeno-Schiff foram sintetizados com a complexação de cátions metálicos de transição como Ni2+, Cu2+, VO2+, Fe3+, Ru3+ e Ce4+ e novamente caracterizados por UV8Vis e FTIR para comprovar a formação dos monômeros complexos metálicos-tiofeno-Schiff. Filmes poliméricos desses complexos metálicos foram obtidos pela técnica de eletropolimerização anódica e foram caracterizados eletroquimicamente por voltametria cíclica em solução aquosa. Verificou-se a influência de diversas variáveis experimentais tais como solvente, eletrólito de suporte, intervalo de varredura de potenciais, velocidade de varredura de potenciais, concentração do monômero e número de ciclos durante a etapa de eletropolimerização. Os substratos condutores utilizados na etapa de eletropolimerização foram o eletrodo de platina e o eletrodo de carbono vítreo, demonstrando a influência do substrato condutor na etapa de eletropolimerização e verificou-se que o eletrodo de platina apresentou maior eficiência de transferência eletrônica quando comparado ao eletrodo de carbono vítreo devido a natureza amorfa do carbono vítreo para esses filmes poliméricos estudados. Os eletrodos de platina modificados com esses filmes poliméricos foram também utilizados no estudo das suas propriedades eletroquímicas para a detecção de analitos de interesse analítico como L-dopa, ditionito, piridoxina, sulfito, nitrito, L-tiroxina e ácido gálico. / Abstract: Conducting polymers of the Thiophene-Schiff Bases emerge as alternative materials to obtain modified electrodes with potential applications in chemical sensors due to the excellent conductive chelating properties conferred by the poly-thiophene and the Schiff Bases, respectively. In this work, the complex Thiophene-Salen was synthesized and characterized by UV-Vis and FTIR, then monomers complex metals8thiophene8Schiff were synthesized with the complexation of cations of transition metals such as Ni2+, Cu2+, VO2+, Fe3+, Ru3+ and Ce4+ and again characterized by UV-Vis and FTIR to confirm the formation of monomer-metal complexes with thiophene-Schiff. Polymer films of these complexes were obtained by anodic electropolymerization technique and were characterized electrochemically by cyclic voltammetry in aqueous solution. There was the influence of different experimental variables such as solvent, supporting electrolyte, potential scan range, potential scan rate, monomer concentration and number of cycles during the electropolymerization. The conductive substrates used in the electropolymerization were platinum electrode and a glassy carbon electrode, demonstrating the influence of the conductive substrate in the electropolymerization and was found that the platinum electrode showed a higher electron transfer efficiency when compared to the carbon electrode vitreous due to amorphous nature of glassy carbon for these polymer films studied. The platinum modified electrodes with these polymer films were also used to study their electrochemical properties for the detection of analytes of analytical interest as L-dopa, dithionite, pyridoxine, sulphite, nitrite, L-thyroxine and gallic acid presented higher apllication as chemical sensors for these analytes. / Orientador: Marcos Fernando de Souza Teixeira / Coorientador: Luiz Humberto Marcolino Junior / Banca: Lúcio Angnes / Banca: Homero Marques Gomes / Mestre

Orientador: Walter Katsumi Sakamoto / Banca: Aparecido Augusto de Carvalho / Banca: Darcy Hiroe Fujii Kanda / Banca: Washington Luiz de Barros Melo / Banca: Mauro Henrique de Paula / Resumo: Apresenta-se nesse trabalho a preparação, caracterização e aplicação de um compósito na forma de filme com três concentrações diferentes de cerâmica, objetivando observar seu comportamento quando submetido a radiação ionizante (raios X) e não ionizante (infravermelho). Os compósitos são constituídos da cerâmica titanato de chumbo modificado com cálcio (PTCa) imersa em uma matriz polimérica constituída de poliéter éter cetona (PEEK). Os filmes foram obtidos por prensagem a quente. O compósito foi caracterizado com a medida do coeficiente piezoelétrico (d33), variando a concentração de cerâmica, a temperatura de polarização, a intensidade de campo aplicado e o tempo de polarização. Posteriormente, foi medido o coeficiente piroelétrico, perda dielétrica e permissividade dielétrica, para as três concentrações de cerâmica proposta. Para a amostra com 60% de cerâmica foi determinado a figura de mérito piroelétrica (FOM) e finalmente, nessa fase de caracterização, foi determinado o campo coercivo e a polarização remanescente através da curva de histerese ferroelétrica. Os resultados obtidos revelaram que a atividade piezo e piroelétrica do compósito são compatíveis com outros compósitos existentes e cerâmicas. Após a caracterização, o compósito foi submetido à radiação infravermelha próximo e à radiação X na faixa de ortovoltagem. Os resultados encontrados revelaram que o compósito responde na faixa de radiação ionizante e não ionizante revelando uma opção interessante como sensor. / Abstract: The present work is regarding to preparation and characterization of a ceramic/polymer composite film with three different ceramic loadings. The target was to observe the composite behavior when ionizing (X-ray) and non-ionizing (infrared) radiations was applied on it. The composites were made of calcium modified lead titanate (PTCa) ferroelectric ceramic immersed in poly(ether-ether-ketone) (PEEK) polymer matrix by hot pressing the powders mixture. Characterization was made using the longitudinal piezoelectric coefficient (d33) measurement as a function of ceramic content, poling temperature, poling electric field and poling time. Pyroelectric coefficient, dielectric permittivity and dielectric loss, coercive field and remanent polarization were also measured. The pyroelectric figure of merit (FOM) for sample with 60 vol% of ceramic was determined. The values of piezo and pyroelectric coefficient obtained for this composite indicates that it is comparable with other composites reported in literature. The application of the composite as thermal transducer for near infrared and X-ray radiation showed a real possibility to use PTCa/PEEK composite film as radiation detector in a wide range of energy. / Doutor

Orientador: Vicente Lopes Júnior / Banca: Walter Katsumi Sakamoto / Banca: Alberto Luiz Serpa / Resumo: Este trabalho apresenta o projeto do regulador linear quadrático (LQR - do inglês Linear Quadratic Regulator) para atenuar vibrações em estruturas mecânicas. Estas estruturas, com atuadores e sensores acoplados, são denominadas estruturas inteligentes. Os projetos de controladores ativos são resolvidos utilizando desigualdades matriciais lineares (LMIs - do inglês Linear Matrix Inequalities). Assim, é possível projetar controladores robustos considerando incertezas paramétricas na planta a ser controlada. São utilizados atuadores e sensores piezelétricos (PZTs) para aplicações em estruturas flexíveis dos tipos vigas e placas e, também, atuadores de pilha para aplicações em estruturas do tipo treliça. O problema do posicionamento ótimo dos atuadores e sensores piezelétricos também é resolvido utilizando as normas de sistemas H2, H , Hankel e as matrizes grammianas de observabilidade e controlabilidade. O modelo matemático da estrutura inteligente é obtido a partir do Método dos Elementos Finitos e, também, utilizando o Método de Identificação de Subespaços através de dados experimentais. O problema de posicionamento ótimo dos atuadores e sensores e o controle ativo de vibração são apresentados em simulações numéricas e experimentais. Os resultados mostram que os controladores robustos aumentam o amortecimento estrutural minimizando as amplitudes de vibração. / Abstract: This work presents the Linear Quadratic Regulator design to vibration attenuation in mechanical structures. These structures are named Smart Structures because they use actuators and sensors electromechanically coupled. Active controller designs are solved using Linear Matrix Inequalities. So, it is possible to consider polytopic uncertainties. Piezoelectric actuators and sensors are used for applications in flexible structures as beams and plates and, also, stack actuators for applications in truss structures. Optimal placement problem of piezoelectric actuators and sensors also solved using H2, H , Hankel system norms and controllability and observability grammian matrices. The mathematical model of the smart structure is obtained through Finite Element Method and, also, through Numerical State Space of Subspace System Identification (Subspace Method) by experimental data. The optimal placement of actuator and sensor and the active vibration control is numerically and experimentally implemented. Results show that the robust controllers increase the structural damping minimizing magnitude of vibrations. / Mestre

Resumo: A presente pesquisa teve como principal objetivo a obtenção de estruturas nanométricas de óxido de índio, óxido de estanho e óxido de zinco por evaporação térmica e síntese hidrotérmica e a construção e teste de sensores de gases e de fotodetectores de ultravioleta baseados nessas nanoestruturas. Foram realizados estudos da influência dos parâmetros experimentais das duas rotas de síntese usadas sobre as morfologias e as propriedades das estruturas. Para a obtenção das camadas nanoestruturadas por evaporação térmica foi especialmente construído um forno tubular que permitiu o controle da temperatura de deposição independente da temperatura de evaporação e da distância entre a fonte de evaporação e o substrato. Esses parâmetros, pouco explorados nas pesquisas reportadas na literatura, exerceram uma grande influência sobre a morfologia e as propriedades dos nanofios obtidos. O equipamento permitiu ainda um controle preciso da composição da atmosfera e da pressão de síntese. Na síntese química em solução, a construção de um reator hidrotérmico permitiu o estudo da influência da taxa de resfriamento sobre as dimensões, cristalinidade, morfologia e propriedades das nanoestruturas. Esse estudo, o primeiro do gênero na literatura, ressaltou a importância no controle deste parâmetro para sintetizar estruturas com propriedades melhoradas. As demais variáveis estudadas foram: a concentração das soluções, as camadas catalisadoras, a temperatura e o tempo de síntese. Foram testadas duas estratégias para a obtenção dos filmes nanoestruturados: spin-coating de suspensões de nanoestruturas sobre substratos de silício oxidado ou o crescimento das mesmas, durante a síntese, sobre substratos com camadas catalisadoras de zinco. Os nanofios e as camadas funcionais foram caracterizados por Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The subject of this thesis covers the synthesis and growth of indium, tin and zinc oxide nanostructures by thermal evaporation and hydrothermal synthesis and the fabrication and testing of gas sensors and ultraviolet photodetectors based on these nanosized structures. For both chemical and physical routes, the influence of processing conditions over the morphology, dimensions and electrical properties of the nanowires was investigated. In order to obtain nanostructured layers by thermal evaporation a tubular furnace was specifically builti, allowed the control of the source-substrate distance and the deposition temperature independently of the evaporation one. These parameters, slightly explored in the literature, granted a big influence over the nanowires morphology and properties. Moreover, the equipment permitted the control of deposition atmosphere and pressure. The design and assembly of a hydrothermal reactor allowed studying the influence of the cooling rate over the dimension, morphology, cristallinity and, consequently, the properties of the nanostructures. This study highlighted the importance of controlling this particular parameter in the hydrothermal process, yielding nanostructured materials with enhanced properties. Variables such as solution concentration, synthesis temperature and time, surfanctants and precursors were also explored in the hydrothermal process. In order to obtain nanostructured thin films using the chemical bath deposition, two processing techniques were employed: spin-coating of powder suspensions over oxidized silicon substrates and nanostructured anisotropic growth directly from solution using zinc coated substrates. The nanowires and the functional nanostructured layers were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE - SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Maria Aparecida Zaghete Bertochi / Coorientador: Elson Longo / Banca: Antonio Ricardo Zanatta / Banca: Mônica Alonso Cotta / Banca: Talita Mazon Anselmo / Banca: Sidney José Lima Ribeiro / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Doutor