Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema integrado transdutor/bobinas de gradientes de alto desempenho para Imagens por Ressonância Magnética. Este sistema é composto por um transdutor de radiofreqüência tipo sela e um conjunto de 3 bobinas locais assimétricas. No desenho do transdutor foram otimizados os parâmetros: relação sinal ruído e uniformidade do campo magnético por ele gerado. A densidade de corrente de cada bobinas local foi otimizada mediante técnicas numéricas estocásticas para gerar um gradiente de campo magnético uniforme em cada uma das 3 direções do espaço numa região das dimensões do crânio. O conjunto de bobinas de gradientes construído possui um diâmetro livre de 31.5 cm e gera em média 25 mT/m/A por bobina, com indutâncias inferiores a 310 mH. São mostradas as aplicações clínicas desenvolvidas nas áreas de imagens tridimensionais e angiografia, a partir das seqüências de pulsos implementadas e aproveitando o uso do sistema integrado, em um tomógrafo de ressonância magnética de 0.5 Tesla. Imagens de phantom foram adquiridas em menos de 500 ms usando o conjunto integrado e técnicas do tipo Echo Planar Imaging. Aspectos referentes à caracterização e correção de campos magnéticos estáticos e homogêneos são também comentados. As soluções descritas nesta tese têm um amplo conteúdo tecnológico e beiram nas fronteiras da Física Aplicada e a Engenharia Biomédica. / Here we describe the development of a high performance radio-frequency/gradient coil integrated system for Magnetic Resonance Imaging. A saddle radio-frequency coil and a three-axis asymmetric local gradient coil composed this system. Two parameters were optimized in the RF coil design: signal-to-noise ratio and magnetic field uniformity. The current density of each local coil was optimized using stochastic numerical techniques, in order to generate a uniform magnetic field gradient by axis in a region representing a human head. The build gradient coil set has an inner diameter of 31 cm. The average gradient efficient of the three-axis is 25 mT/m/A and the maximum inductance is less than 310 mH. We show the clinical applications performed in three-dimensional and angiography imaging areas in a 0.5 Tesla magnetic resonance tomograph. These applications were optimized to taking advantage from the integrated system. Phantom images were acquired in less than 500 millisecond using echo planar techniques and the integrated set. Some aspects about static and homogeneous magnetic field characterization and correction are also commented. In this work we described solutions with wide technologic content close to the boundaries of the Applied Physics and Biomedical Engineering.

Experimentos de Imagens por Ressonância Magnética (IRM) em pequenos animais, assim como em humanos, exigem um conjunto especifico de bobinas de Radiofrequência (RF) para maximizar ambos a homogeneidade de campo durante a transmissão e a Relação Sinal Ruído (RSR) durante a recepção. As geometrias mais comuns de bobinas transmissoras utilizadas em sistemas de humanos são as bobinas tipo gaiola ou Birdcage Coil. Dentre as geometrias de bobinas receptoras, o conceito de bobina tipo Phased Array é amplamente utilizado em aplicações que necessitam de alta RSR em uma grande região de interesse, além de permitirem obter imagens com metodologias de aquisição paralela. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um conjunto de bobinas transmissoras e receptoras especificamente projetadas para a aquisição de imagens do cérebro de ratos para o estudo do hipocampo. As geometrias de bobinas transmissoras estudadas foram dois Birdcages com 8 e 16 condutores e a geometria proposta por nós chamada Double Crossed Saddle (DCS Coil). Para a recepção desenvolvemos uma bobina de superfície com dois loops e um Phased Array com dois canais de recepção. Os resultados confirmam que dentre as bobinas transmissoras desenvolvidas a geometria do tipo Birdcage com 16 condutores é a mais homogênea, produzindo campos de RF com alta uniformidade em regiões de interesse de até 80% do diâmetro interno das bobinas. No entanto, o elevado número de capacitores em sua estrutura faz com que a geometria DCS coil, devido à sua simplicidade e reduzido número de capacitores, represente uma alternativa em experimentos onde as condições de carga da amostra possam variar. Dentre as geometrias de receptoras estudadas a bobina de superfície obteve maior desempenho em termos de RSR em comparação com o Phased Array de 2 canais. A comparação dos resultados utilizando bobinas específicas para a transmissão e recepção com uma bobina volumétrica operando como transmissora e receptora simultaneamente comprova a superioridade em termo de RSR dos sistemas que utilizam bobinas dedicadas, sendo confirmados através de imagens in vivo do cérebro de ratos, possibilitando aquisições com mesma resolução e RSR em um tempo reduzido de experimento. / Magnetic Resonance Imaging (MRI) experiments on small animals, as well as in human, require a specific RF coil set in order to maximize the Radiofrequency (RF) field homogeneity during transmission and Signal-to-Noise Ratio (SNR) during reception. The most common geometries of RF transmitter coil used in human systems are the well known Birdcage resonators. Among the receiver coils geometry the concept of NMR Phased Arrays or multi channel coils is widely employed in applications that need a high SNR in a large region of interest (ROI), further allowing parallel imaging acquisition methodologies. The work reported here describes the development of a transmit-only and receive-only RF coil set actively detuned specifically designed to MRI acquisition of rats brain for purposes of neuroscience studies. The transmitter geometries developed were two Birdcages with 8 and 16 rungs and our proposed geometry named Double Crossed Saddle (DCS). For reception we developed one common surface coil made of two turn loops and a 2-channel Phased Array, both actively detuned during reception. The results have confirmed that the 16 rungs Birdcage are superior among other transmit coils in producing homogeneous RF field inside a ROI of 80% of coil´s inner diameter. However, the simplicity and reduced number of capacitors makes the DCS coil a good choice in experiments with different samples and load conditions. Among the receive coils developed, the surface coil showed a better SNR in comparison with the 2-channel Phased array, which has the advantage of producing a large area with high SNR. The SNR of both surface coil and 2-channel array was compared with a transceiver Saddle Crossed coil, available at our lab, specific designed to obtain rat brain images. These results have corroborated that transmit-only and receive-only RF coils have best performance than transceiver volume coils for obtain MRI images of rats brain, allowing image acquisition with same resolution and reduced scan time.

CAPES e CNPq / A Biotelemetria apresenta-se como uma importante técnica que possui várias aplicações na área de Engenharia Biomédica e outras. A miniaturização da unidade sensora é um grande desafio dentro desta área, sendo que na maioria dos casos, deseja-se uma unidade menor possível. Desta maneira, sensores passivos são interessantes, pois possibilitam uma menor dimensão do dispositivo e não necessitam de uma fonte própria de energia, ou bateria, que pode causar danos ao indivíduo monitorado caso ocorra vazamento do seu conteúdo químico. Deste modo, o sensor indutivo autorressonante apresenta-se como uma promissora solução, uma vez que este pode ser construído com apenas um componente, um indutor, que utiliza a sua própria capacitância parasita no lugar de um capacitor externo. Por apresentar pequenas dimensões, este tipo de sensor possui uma baixa capacitância parasita, o que torna a sua frequência de ressonância bastante alta. Isso pode resultar em alguns problemas e até mesmo inviabilizar o projeto. Neste caso, a bobina bifilar idealizada por Nikola Tesla pode ser uma solução, uma vez que o objetivo de Tesla foi aumentar a capacitância intrínseca de suas bobinas. Portanto, um entendimento físico e devido equacionamento da bobina bifilar se faz necessário, uma vez que, até onde se sabe, este tipo de abordagem não existe na literatura. A partir de uma análise física em função das tensões entre espiras adjacentes da bobina bifilar de Tesla, foi desenvolvido um equacionamento que possibilita a determinação do aumento da capacitância interna e, consequente, redução na frequência de ressonância da bobina bifilar. Um modelo elétrico equivalente da bobina também foi elaborado através desta análise. Testes foram realizados para validar a análise física, e comparar a frequência de autorressonância calculada e medida para diversos números de espiras, de modo a comprovar a validade do modelo e das equações desenvolvidas. Um sensor biotelemétrico indutivo autorressonante, para medição de deslocamentos, utilizando a bobina bifilar de Tesla, foi desenvolvido para caracterizar a sua utilização como um sensor biomédico. / Biotelemetry is an important technique with many applications in biomedical engineering and other areas. The size of the remote unit or sensor is a major challenge in this area, and, in most cases, a sensor is desired to be as small as possible. Thus, passive sensors are interesting because they allow a smaller dimensions and do not require a power source or battery, which can harm the patient in the event of leakage of its chemical content. Thus, the self-ressonant inductive sensor is a good solution since it can be built with only one component. Due to its small size, this type of sensor has a low stray capacitance, which makes its self-resonance frequency very high. In this case, the bifilar coil, devised by Nikola Tesla, can be a solution, since Tesla's idea was to increase the intrinsic capacitance of his coils. Therefore a physical understanding of the bifilar coil is necessary, since as far as is known, this approach does not exist in the literature. From an analysis of the voltage between adjacent turns, equations of the Tesla's bifilar coil were developed, allowing the prediction of the increase on the internal capacitance and consequent reduction of the resonance frequency. An equivalent electric model was also developed from this analysis. This allowed the project of bifilar coils and the calculation of the internal capacitances and self-resonance frequencies of these coils. Tests were realized in order to compare the calculated and measured self-resonance for various numbers of turns, showing the validity of the presented method. A passive self-resonant biotelemetric sensor for displacement measurement using the Tesla's bifilar coil, was also developed.

CAPES e CNPq / A Biotelemetria apresenta-se como uma importante técnica que possui várias aplicações na área de Engenharia Biomédica e outras. A miniaturização da unidade sensora é um grande desafio dentro desta área, sendo que na maioria dos casos, deseja-se uma unidade menor possível. Desta maneira, sensores passivos são interessantes, pois possibilitam uma menor dimensão do dispositivo e não necessitam de uma fonte própria de energia, ou bateria, que pode causar danos ao indivíduo monitorado caso ocorra vazamento do seu conteúdo químico. Deste modo, o sensor indutivo autorressonante apresenta-se como uma promissora solução, uma vez que este pode ser construído com apenas um componente, um indutor, que utiliza a sua própria capacitância parasita no lugar de um capacitor externo. Por apresentar pequenas dimensões, este tipo de sensor possui uma baixa capacitância parasita, o que torna a sua frequência de ressonância bastante alta. Isso pode resultar em alguns problemas e até mesmo inviabilizar o projeto. Neste caso, a bobina bifilar idealizada por Nikola Tesla pode ser uma solução, uma vez que o objetivo de Tesla foi aumentar a capacitância intrínseca de suas bobinas. Portanto, um entendimento físico e devido equacionamento da bobina bifilar se faz necessário, uma vez que, até onde se sabe, este tipo de abordagem não existe na literatura. A partir de uma análise física em função das tensões entre espiras adjacentes da bobina bifilar de Tesla, foi desenvolvido um equacionamento que possibilita a determinação do aumento da capacitância interna e, consequente, redução na frequência de ressonância da bobina bifilar. Um modelo elétrico equivalente da bobina também foi elaborado através desta análise. Testes foram realizados para validar a análise física, e comparar a frequência de autorressonância calculada e medida para diversos números de espiras, de modo a comprovar a validade do modelo e das equações desenvolvidas. Um sensor biotelemétrico indutivo autorressonante, para medição de deslocamentos, utilizando a bobina bifilar de Tesla, foi desenvolvido para caracterizar a sua utilização como um sensor biomédico. / Biotelemetry is an important technique with many applications in biomedical engineering and other areas. The size of the remote unit or sensor is a major challenge in this area, and, in most cases, a sensor is desired to be as small as possible. Thus, passive sensors are interesting because they allow a smaller dimensions and do not require a power source or battery, which can harm the patient in the event of leakage of its chemical content. Thus, the self-ressonant inductive sensor is a good solution since it can be built with only one component. Due to its small size, this type of sensor has a low stray capacitance, which makes its self-resonance frequency very high. In this case, the bifilar coil, devised by Nikola Tesla, can be a solution, since Tesla's idea was to increase the intrinsic capacitance of his coils. Therefore a physical understanding of the bifilar coil is necessary, since as far as is known, this approach does not exist in the literature. From an analysis of the voltage between adjacent turns, equations of the Tesla's bifilar coil were developed, allowing the prediction of the increase on the internal capacitance and consequent reduction of the resonance frequency. An equivalent electric model was also developed from this analysis. This allowed the project of bifilar coils and the calculation of the internal capacitances and self-resonance frequencies of these coils. Tests were realized in order to compare the calculated and measured self-resonance for various numbers of turns, showing the validity of the presented method. A passive self-resonant biotelemetric sensor for displacement measurement using the Tesla's bifilar coil, was also developed.

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema integrado transdutor/bobinas de gradientes de alto desempenho para Imagens por Ressonância Magnética. Este sistema é composto por um transdutor de radiofreqüência tipo sela e um conjunto de 3 bobinas locais assimétricas. No desenho do transdutor foram otimizados os parâmetros: relação sinal ruído e uniformidade do campo magnético por ele gerado. A densidade de corrente de cada bobinas local foi otimizada mediante técnicas numéricas estocásticas para gerar um gradiente de campo magnético uniforme em cada uma das 3 direções do espaço numa região das dimensões do crânio. O conjunto de bobinas de gradientes construído possui um diâmetro livre de 31.5 cm e gera em média 25 mT/m/A por bobina, com indutâncias inferiores a 310 mH. São mostradas as aplicações clínicas desenvolvidas nas áreas de imagens tridimensionais e angiografia, a partir das seqüências de pulsos implementadas e aproveitando o uso do sistema integrado, em um tomógrafo de ressonância magnética de 0.5 Tesla. Imagens de phantom foram adquiridas em menos de 500 ms usando o conjunto integrado e técnicas do tipo Echo Planar Imaging. Aspectos referentes à caracterização e correção de campos magnéticos estáticos e homogêneos são também comentados. As soluções descritas nesta tese têm um amplo conteúdo tecnológico e beiram nas fronteiras da Física Aplicada e a Engenharia Biomédica. / Here we describe the development of a high performance radio-frequency/gradient coil integrated system for Magnetic Resonance Imaging. A saddle radio-frequency coil and a three-axis asymmetric local gradient coil composed this system. Two parameters were optimized in the RF coil design: signal-to-noise ratio and magnetic field uniformity. The current density of each local coil was optimized using stochastic numerical techniques, in order to generate a uniform magnetic field gradient by axis in a region representing a human head. The build gradient coil set has an inner diameter of 31 cm. The average gradient efficient of the three-axis is 25 mT/m/A and the maximum inductance is less than 310 mH. We show the clinical applications performed in three-dimensional and angiography imaging areas in a 0.5 Tesla magnetic resonance tomograph. These applications were optimized to taking advantage from the integrated system. Phantom images were acquired in less than 500 millisecond using echo planar techniques and the integrated set. Some aspects about static and homogeneous magnetic field characterization and correction are also commented. In this work we described solutions with wide technologic content close to the boundaries of the Applied Physics and Biomedical Engineering.

Experimentos de Imagens por Ressonância Magnética (IRM) em pequenos animais, assim como em humanos, exigem um conjunto especifico de bobinas de Radiofrequência (RF) para maximizar ambos a homogeneidade de campo durante a transmissão e a Relação Sinal Ruído (RSR) durante a recepção. As geometrias mais comuns de bobinas transmissoras utilizadas em sistemas de humanos são as bobinas tipo gaiola ou Birdcage Coil. Dentre as geometrias de bobinas receptoras, o conceito de bobina tipo Phased Array é amplamente utilizado em aplicações que necessitam de alta RSR em uma grande região de interesse, além de permitirem obter imagens com metodologias de aquisição paralela. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um conjunto de bobinas transmissoras e receptoras especificamente projetadas para a aquisição de imagens do cérebro de ratos para o estudo do hipocampo. As geometrias de bobinas transmissoras estudadas foram dois Birdcages com 8 e 16 condutores e a geometria proposta por nós chamada Double Crossed Saddle (DCS Coil). Para a recepção desenvolvemos uma bobina de superfície com dois loops e um Phased Array com dois canais de recepção. Os resultados confirmam que dentre as bobinas transmissoras desenvolvidas a geometria do tipo Birdcage com 16 condutores é a mais homogênea, produzindo campos de RF com alta uniformidade em regiões de interesse de até 80% do diâmetro interno das bobinas. No entanto, o elevado número de capacitores em sua estrutura faz com que a geometria DCS coil, devido à sua simplicidade e reduzido número de capacitores, represente uma alternativa em experimentos onde as condições de carga da amostra possam variar. Dentre as geometrias de receptoras estudadas a bobina de superfície obteve maior desempenho em termos de RSR em comparação com o Phased Array de 2 canais. A comparação dos resultados utilizando bobinas específicas para a transmissão e recepção com uma bobina volumétrica operando como transmissora e receptora simultaneamente comprova a superioridade em termo de RSR dos sistemas que utilizam bobinas dedicadas, sendo confirmados através de imagens in vivo do cérebro de ratos, possibilitando aquisições com mesma resolução e RSR em um tempo reduzido de experimento. / Magnetic Resonance Imaging (MRI) experiments on small animals, as well as in human, require a specific RF coil set in order to maximize the Radiofrequency (RF) field homogeneity during transmission and Signal-to-Noise Ratio (SNR) during reception. The most common geometries of RF transmitter coil used in human systems are the well known Birdcage resonators. Among the receiver coils geometry the concept of NMR Phased Arrays or multi channel coils is widely employed in applications that need a high SNR in a large region of interest (ROI), further allowing parallel imaging acquisition methodologies. The work reported here describes the development of a transmit-only and receive-only RF coil set actively detuned specifically designed to MRI acquisition of rats brain for purposes of neuroscience studies. The transmitter geometries developed were two Birdcages with 8 and 16 rungs and our proposed geometry named Double Crossed Saddle (DCS). For reception we developed one common surface coil made of two turn loops and a 2-channel Phased Array, both actively detuned during reception. The results have confirmed that the 16 rungs Birdcage are superior among other transmit coils in producing homogeneous RF field inside a ROI of 80% of coil´s inner diameter. However, the simplicity and reduced number of capacitors makes the DCS coil a good choice in experiments with different samples and load conditions. Among the receive coils developed, the surface coil showed a better SNR in comparison with the 2-channel Phased array, which has the advantage of producing a large area with high SNR. The SNR of both surface coil and 2-channel array was compared with a transceiver Saddle Crossed coil, available at our lab, specific designed to obtain rat brain images. These results have corroborated that transmit-only and receive-only RF coils have best performance than transceiver volume coils for obtain MRI images of rats brain, allowing image acquisition with same resolution and reduced scan time.

Um fator-chave para a conservação da biodiversidade é a adequada estruturação de áreas protegidas. Para quelônios, no entanto, a determinação do tamanho e da configuração dessas áreas requer a execução de estudos de longa duração capazes de integrar as diversas informações que garantam o sucesso reprodutivo, o recrutamento de novos indivíduos e o entendimento de todos os aspectos necessários para o extenso ciclo de vida, assegurando, portanto, diversidade genética que proporcione a persistência das populações desses animais ao longo do tempo. Um total de dezenove cágados adultos (10 machos e nove fêmeas) foram equipados com rádio-transmissores e outros 18 animais (11 fêmeas e sete machos) foram monitorados com bobinas de rastreamento com a finalidade de determinar a área de vida, os padrões de movimentação e o uso e seleção de habitat de Hydromedusa maximiliani, uma espécie de cágado Vulnerável e endêmica de áreas de Mata Atlântica, um dos ecossistemas mais ameaçados do planeta. Por meio de diferentes estimadores (Polígono Convexo Mínimo ou MCP \"Minimum Convex Polygon\", Kernel e Cluster para os dados de telemetria) foi possível observar que H. maximiliani apresenta área de vida que varia entre 0,2 e 1,5 ha ao longo de um período anual, com média de 0,4 ha, independentemente da estação do ano. Apesar da diferença de tempo empregado no monitoramento pelos dois métodos (72 horas para o bobinas de rastreamento e 15 meses para a telemetria), observou-se que o tamanho da área de vida não foi diferente quando comparadas as estimativas obtidas. Esse resultado, bem como o baixo deslocamento apresentado pela espécie (3 a 138 m/dia) e o intenso uso de refúgios pelos indivíduos monitorados, pode ser explicado pelo comportamento sedentário e intensa fidelidade ao ambiente aquático. Contudo, esse aspecto não descarta a sua relação com o ambiente terrestre, o que, entretando, necessita de melhor e mais prolongada investigação, uma vez que a seleção de locais para a postura dos ovos é um comportamento maternal sujeito à seleção natural e que contribui para a sobrevivência e a variação fenotípica da prole. / A key factor in conservation biology is a suitable design of protected areas. Long-term study is required when determining the size, structure, shape of these areas for freshwater turtles, thereby integrating essential information to guarantee the reproductive success, recruitment of new individuals into the population and persistence of the population over the years. Nineteen adult animals (10 males and 9 females) were fitted with radio-transmitters in order to analyze the home range, movement patterns, habitat use and selection of the vulnerable freshwater Hydromedusa maximiliani, an endemic and vulnerable freshwater turtle from Atlantic Rainforest in Brazil, one of the world\'s most threatened ecosystems. Another eighteen adult animals (11 females and 7 males) were also monitored with the technique of thread-bobbins. Three different methods such as MCP \"Minimum Convex Polygon\", Kernel and Cluster were applied to measure home range size which varied between 0.2 to 1.5 ha throughout a year period of monitoring, with mean size of 0.4 ha either for the wet or the dry season. No difference was found when the home range measured using different methods were compared even with the time difference between them (72 hours for thread-bobbins and 1 year for telemetry). This result associated with the low movements showed by Hydromedusa maximiliani (3 to 138 m/day) and the intense use of burrows can be explained by the sedentary behavior and intense site fidelity of the turtles with the river. Nevertheless, the importance of the terrestrial habitat for freshwater turtles is already known though longterm monitoring is necessary to study this aspect which would contribute to future conservation strategies including nests sites and also habitat use and selection of young turtles.

Um fator-chave para a conservação da biodiversidade é a adequada estruturação de áreas protegidas. Para quelônios, no entanto, a determinação do tamanho e da configuração dessas áreas requer a execução de estudos de longa duração capazes de integrar as diversas informações que garantam o sucesso reprodutivo, o recrutamento de novos indivíduos e o entendimento de todos os aspectos necessários para o extenso ciclo de vida, assegurando, portanto, diversidade genética que proporcione a persistência das populações desses animais ao longo do tempo. Um total de dezenove cágados adultos (10 machos e nove fêmeas) foram equipados com rádio-transmissores e outros 18 animais (11 fêmeas e sete machos) foram monitorados com bobinas de rastreamento com a finalidade de determinar a área de vida, os padrões de movimentação e o uso e seleção de habitat de Hydromedusa maximiliani, uma espécie de cágado Vulnerável e endêmica de áreas de Mata Atlântica, um dos ecossistemas mais ameaçados do planeta. Por meio de diferentes estimadores (Polígono Convexo Mínimo ou MCP \"Minimum Convex Polygon\", Kernel e Cluster para os dados de telemetria) foi possível observar que H. maximiliani apresenta área de vida que varia entre 0,2 e 1,5 ha ao longo de um período anual, com média de 0,4 ha, independentemente da estação do ano. Apesar da diferença de tempo empregado no monitoramento pelos dois métodos (72 horas para o bobinas de rastreamento e 15 meses para a telemetria), observou-se que o tamanho da área de vida não foi diferente quando comparadas as estimativas obtidas. Esse resultado, bem como o baixo deslocamento apresentado pela espécie (3 a 138 m/dia) e o intenso uso de refúgios pelos indivíduos monitorados, pode ser explicado pelo comportamento sedentário e intensa fidelidade ao ambiente aquático. Contudo, esse aspecto não descarta a sua relação com o ambiente terrestre, o que, entretando, necessita de melhor e mais prolongada investigação, uma vez que a seleção de locais para a postura dos ovos é um comportamento maternal sujeito à seleção natural e que contribui para a sobrevivência e a variação fenotípica da prole. / A key factor in conservation biology is a suitable design of protected areas. Long-term study is required when determining the size, structure, shape of these areas for freshwater turtles, thereby integrating essential information to guarantee the reproductive success, recruitment of new individuals into the population and persistence of the population over the years. Nineteen adult animals (10 males and 9 females) were fitted with radio-transmitters in order to analyze the home range, movement patterns, habitat use and selection of the vulnerable freshwater Hydromedusa maximiliani, an endemic and vulnerable freshwater turtle from Atlantic Rainforest in Brazil, one of the world\'s most threatened ecosystems. Another eighteen adult animals (11 females and 7 males) were also monitored with the technique of thread-bobbins. Three different methods such as MCP \"Minimum Convex Polygon\", Kernel and Cluster were applied to measure home range size which varied between 0.2 to 1.5 ha throughout a year period of monitoring, with mean size of 0.4 ha either for the wet or the dry season. No difference was found when the home range measured using different methods were compared even with the time difference between them (72 hours for thread-bobbins and 1 year for telemetry). This result associated with the low movements showed by Hydromedusa maximiliani (3 to 138 m/day) and the intense use of burrows can be explained by the sedentary behavior and intense site fidelity of the turtles with the river. Nevertheless, the importance of the terrestrial habitat for freshwater turtles is already known though longterm monitoring is necessary to study this aspect which would contribute to future conservation strategies including nests sites and also habitat use and selection of young turtles.

Orientador: Evandro Conforti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T03:26:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tosin_Giancarlo_D.pdf: 3627033 bytes, checksum: 259c4fdcd684f17b9b0a0dbe346d2342 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: As medições acuradas e precisas do campo magnético dos dispositivos de inserção (DIs) são essenciais para garantir que suas instalações no Anel de Armazenamento de Elétrons do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) alcançarão o desempenho desejado e não comprometerão a estabilidade do feixe de elétrons estocado. Tais dispositivos são versáteis fontes de radiação introduzidas nos Anéis de Armazenamento onde, a partir dos seus perfis de campos, promovem a emissão de intensos fluxos de fótons, de largo espectro ou monocromáticos, cuja polarização também pode ser controlada. Devido às características do feixe de elétrons do Anel de Armazenamento do LNLS, tais como energia de operação, energia de injeção e abertura dinâmica (região onde o feixe é estável), severas restrições na qualidade do campo são impostas para garantir o tempo de vida e a estabilidade da órbita. Para a verificação dessas especificações e do perfil do campo, que é fundamental para a determinação do espectro emitido, construiu-se uma bancada de caracterização com alcance útil de 4,2 m. Duas técnicas foram nela instaladas: bobina girante, para a medida de campos médios (ou integrados), e sensores Hall, para a medição de campos locais. Ambas as técnicas foram exploradas nos seus conceitos, e aperfeiçoadas, a fim de assegurar a confiabilidade dos valores medidos, dentro de suas especificações. O aperfeiçoamento das técnicas aqui proposto permitiu melhorar substancialmente a precisão apresentada na literatura especializada / Abstract: This Thesis was a consequence of the need for an accurate and precise magnetic field measurement bench for insertion devices characterization (IDs). Such devices are versatile radiation sources installed in Electron Storage Rings. From their magnetic field profile, they provide high photon fluxes, with broad or monochromatic spectrum, being possible, depending on the ID geometry, to control also the radiation polarization. Due to some features of the LNLS electron beam, such as injection energy, operation energy and dynamic aperture, severe restrictions are imposed on the magnetic field quality to assure a long life time and a stable beam orbit. A characterization bench, 4.2 m in length, was built to verify such specifications and to determine the field profile, which is correlated to the emission spectrum. Two techniques were implemented in this bench: rotating coil, for average (or integrated) field measurements, and Hall probes, for local field measurements. Both techniques were conceptually explored and improved to guarantee the reliability of the measured values within their specifications. The results showed a considerable increasing in the precision with respect to values presented in the scientific literature / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

CAPES / Comuns em projetos de engenharia elétrica, bobinas solenoidais com núcleo de ar e camada simples de enrolamento podem apresentar frequência de autorressonância por efeitos de onda estacionária. A compreensão e determinação destas frequências é portanto de primordial interesse para os profissionais envolvidos com estes componentes. Neste trabalho é apresentada uma teoria que visa explicar o comportamento deste componentes quando em autorressonância por onda estacionária, sendo também desenvolvida uma equação prática que pode determinar tais valores de frequência. O comportamento da impedância nestes componentes também é discutido e demonstrado, onde, baseado nesta teoria, duas novas configurações são apresentadas: uma bobina com ambos terminais abertos e uma bobina com ambos terminais aterrados. Através de uma abordagem didática, correlaciona-se o enrolamento com um tubo de ar ressonante, e explica-se o que é registrado em termos de impedância e fase em um analisador vetorial de impedâncias ao conectar em seus terminais um enrolamento que apresenta autorressonância por onda estacionária. Uma análise da transferência de energia sem fio em circuitos ressonantes magneticamente acoplados é também apresentada, onde é destacada a relação entre eficiência, transferência relativa de potência e impedância refletida em circuitos com 2 e 4 bobinas. Um sistema de transferência de energia sem fio, utilizando bobinas bifilares abertas, é proposto. O sistema possui algumas vantagens uma vez que, a bobina bifilar aberta, ao contrário de uma bobina convencional, possui uma autorressonância série. Portanto, o sistema se comporta como um circuito contendo indutor e capacitor em série. Ainda, uma vez que o circuito dispensa o uso de capacitores, possibilita-se uma menor dimensão das unidades transmissora e receptora, além de se evitar eventuais danos aos capacitores em aplicações envolvendo maiores potências. / Common in electrical engineering projects, air-core single-layer solenoid coils can present self-resonant frequencies due to stationary waves effects. The comprehension and determination of these frequencies is of primordial interest for the professionals evolved with these components. In this work, a theory that aims to explain these components behavior at standing wave self-resonance is presented, a practical equation that can determine such frequency values is also developed. The impedance behavior in these components is also discussed and demonstrated, where, based in this theory, two new configurations are presented: a coil with both terminals open and a coil with both terminals grounded. Through a didactic approach the coil and a resonant air-pipe are correlated, and it is explained what is registered in terms of impedance and phase on a vector impedance analyzer when a standing wave self-resonant coil is connected on its terminals. An analysis of the wireless energy transfer in magnetically coupled resonant circuits is also presented, being emphasized the relation between efficiency, relative power transfer and reflected impedance in 2 and 4-coils circuits. A wireless power transfer system using open bifilar coils is proposed. The proposed system has the advantages that the open bifilar coil, different from a conventional coil, has a series self-resonance. Thus, the system behaves as a series-inductor capacitor circuit. Also, since the circuit avoids capacitors, it allows a smaller transmitter and receptor units dimensions, besides avoiding eventual damages to capacitors in higher power applications.