Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-05-05T19:17:11Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao-DiogoBrito.pdf: 2405217 bytes, checksum: f5a2b0d8ff78c91dddf3d0be2f3f1d14 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T19:17:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao-DiogoBrito.pdf: 2405217 bytes, checksum: f5a2b0d8ff78c91dddf3d0be2f3f1d14 (MD5) Previous issue date: 2016-12-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / The calcium boroaluminate (CaBAl) glass is an important class of optical materials for diverse applications, among them the use as active media for solid state lasers. CaBAl glasses are chemically stable, present easy glass formation, show excellent mechanical and thermal properties, have a good transparency and wide range of transparency at wavelengths from visible to near infrared. Among the trivalent RE ions, Sm3+ ion is one of the widely used ions with applications in high-density optical storage, under sea communication and color display. Its emitting level 4G5/2 exhibits relatively high quantum efficiency and also shows different quenching emission channels, that can be used in new light sources, fluorescent displays devices, UV-sensor and visible lasers. Samples of CaBAl glass with composition of (25-x)CaO-50B2O3-15Al2O3-10CaF2- xSm2O3, with Samarium concentration varying from 0.5 to 7 wt%, were prepared by using melt-quenching method in air atmosphere. The samples were prepared with different concentrations of Sm2O3, aiming understanding how the dopant changes the structural, thermal, optical and spectroscopic properties. X-ray diffraction results confirm the amorphous nature of these samples. The measured volumetric density showed an increase with Sm2O3 doping. The Raman and FTIR results confirm the structural change of the samples showing the presence of BO3, BO4 and non-bridging oxygens structural unity. The hardness increases with the dopant increasing. From DTA analysis was observed an increase of Tg, Tx values for all samples with the increase of Sm2O3. The refractive index do not vary within the error bar with the increase of Sm2O3. The absorption bands were attributed to Sm3+ transitions from the ground state 6H5/2 to the various excited states. The luminescence spectra present emission bands assigned to the appropriate electronic f-transitions of Sm3+ ions, there are four emission bands at 565, 602, 649 and 710 nm. The maximum intensity of luminescence at room temperature was obtained with 2wt% sample of Sm2O3 and decreasing up this concentration. The luminescence intensity presented a decrease with the increase of the temperature for all studied samples. The experimental lifetime decrease with the increase of Sm2O3. The results point out this glass system as a good candidate to be used in the development of photonics devices. / Os vidros cálcio-boroaluminato (CaBAl) são uma importante classe de materiais ópticos devido às suas diversas aplicações, entre elas, como meio ativo para lasers de estado sólido. Vidros CaBAl são quimicamente estáveis, apresentam uma facilidade de formar vidro, além disso, possuem excelentes propriedades mecânicas e térmicas e uma ampla janela de transparência, do visível ao infravermelho próximo, o que o torna interessante para diversas aplicações. Dentre todos os íons terras-raras, o íon Sm3+ é um dos mais atraentes quando se diz respeito a propriedades fotoluminescentes. Vidros contendo íons de Sm3+ têm despertado grande interesse devido principalmente às suas aplicações em armazenamentos ópticos de alta densidade, LED’s, lasers sintonizáveis, sensores de temperatura e displays coloridos. Nesta pesquisa, amostras do vidro CaBAl com composição (25-x)CaO-50B2O3-15Al2O3-10CaF2-xSm2O3, e concentração de Samário variando de 0,5 a 7 % em massa, foram preparadas usando o método convencional meltquenching em atmosfera a ar. A dopagem com Samário visa entender como o dopante altera as propriedades estruturais e térmicas do vidro base, assim como estudar as propriedades ópticas e espectroscópicas do vidro dopado. Os resultados de difração de raios X confirmaram a natureza amorfa das amostras. Os resultados das medidas de densidade mostraram um aumento nos valores com o aumento da concentração de Sm2O3. Os resultados de Raman e FTIR confirmaram a mudança estrutural das amostras mostrando a presença de unidades estruturais BO3, BO4 e oxigênios não ligados. A dureza do material aumentou com o acréscimo de dopante. Por meio da análise de DTA observou-se um aumento da Tg e Tx com o aumento da concentração de samário para todas as amostras. O calor específico do material não apresentou diferenças significativas, dentro do erro experimental, para as amostras dopadas até 7% em massa. O índice de refração não variou, dentro da margem de erro, com o aumento da concentração do dopante. As bandas de absorção óptica observadas foram atribuídas às transições do íon Sm3+, do seu estado fundamental 6H5/2 para vários estados excitados. Os espectros de luminescência indicaram as bandas de emissão características do íon Sm3+ em 565, 602, 649 e 710 nm. A intensidade máxima da luminescência em temperatura ambiente foi obtida com a amostra com 2%, em massa, de Sm2O3, diminuindo à medida que a concentração de Sm2O3 aumenta. A intensidade da luminescência diminuiu com o aumento da temperatura para todas as amostras avaliadas. O tempo de vida experimental diminui com o aumento da concentração de Sm2O3. Os resultados indicam que este sistema vítreo é um bom candidato para ser utilizado no desenvolvimento de dispositivos fotônicos.

Es va avaluar l'eficiència de diferents tècniques d'aplicació de fitosanitaris quetenen la capacitat de reduir la contaminació ambiental: l'ajust de les condicionsd'aplicació amb polvoritzadors hidropneumàtics en plantacions de fruiters, elstúnels de polvorització per als fruiters i la vinya, els broquets d'injecció d'aire entractaments als fruiters i a l'arròs i els tractaments terrestres en lloc dels tractamentsaeris també a l'arròs.La metodologia utilitzada es va basar en la realització d'assaigs de camp per ala mesura de la distribució de la polvorització. Els experiments es van plantejard'acord amb un disseny de tres repeticions situades en una parcel·la de cultiu, ones va realitzar l'aplicació amb els diferents equips en les condicions de treballescollides en cada cas. Es van utilitzar dos tipus de traçadors: el colorant fluorescentsulfoflavina brillant i quelats metàl·lics de Fe, Zn, Mn i Cu. La deposició de lapolvorització sobre el cultiu resultant de cada aplicació es va mesurar bàsicament apartir de mostres de les mateixes fulles i les pèrdues fora de l'objectiu (directamental sòl o per deriva) amb col·lectors artificials, principalment papers de filtre en elcas de les pèrdues al sòl i netejadors de pipes i fil de plàstic per a la mesura de laderiva.L'avaluació dels resultats obtinguts es va realitzar amb tècniques estadístiquesd'anàlisi de la variància i amb d'altres específiques per al cas de la deriva o per tald'avaluar la deposició de producte a la vegetació dels fruiters. Els resultats permetenavaluar tant la capacitat de reducció de la contaminació de les tècniques dereducció de la deriva assajades com la qualitat de la distribució de la polvoritzaciósobre el cultiu. En general, en tots els casos hi va haver una reducció del risc decontaminació amb una bona qualitat de la distribució de la polvorització sobrel'objectiu.En concret, la reducció del cabal d'aire i l'increment de la velocitat de treballen els polvoritzadors hidropneumàtics per als fruiters van causar una reducció dela deriva, però també una disminució de la uniformitat de la distribució de producteen la vegetació. Els túnels de polvorització per a la vinya i els fruiters van eliminarquasi completament les pèrdues per deriva però amb l'inconvenient de mésdificultat en l'execució tractaments. Els broquets d'injecció d'aire en els fruiters ien l'arròs també van provocar una disminució de les pèrdues fora de l'objectiu,que va dependre tant del model concret de broquet utilitzat com de les condicionsambientals. La distribució del producte mesurada sobre els cultius en general vaser bona, amb risc de reducció de l'eficàcia respecte a les tècniques d'aplicacióhabituals només en alguns casos concrets. Finalment, els tractaments aeris a l'arròsvan suposar més risc de contaminació que els terrestres amb una distribució pitjordel producte sobre la vegetació. / Se evaluó la eficiencia de diversas técnicas de aplicación de fitosanitarios quetienen la capacidad de reducir la contaminación ambiental: el ajuste de las condicionesde aplicación con pulverizadores hidroneumáticos en plantaciones de frutales, los túneles de pulverización para los frutales y la viña, las boquillas deinyección de aire en tratamientos a los frutales y al arroz y los tratamientos terrestresen lugar de los tratamientos aéreos también en el arroz.La metodología utilizada se basó en la realización de ensayos de campo para lamedida de la distribución de la pulverización. Los experimentos se plantearon enbase a un diseño de tres repeticiones situadas en una parcela de cultivo, donde serealizó la aplicación con los diferentes equipos en las condiciones de trabajo escogidasen cada caso. Se utilizaron dos tipos de trazadores: el colorante fluorescentesulfoflavina brillante y quelatos metálicos de Fe, Zn, Mn y Cu. La deposición de lapulverización sobre el cultivo resultante de cada aplicación se midió básicamente apartir de muestras de las mismas hojas y las pérdidas fuera del objetivo (directamenteal suelo o por deriva) con colectores artificiales, principalmente papeles defiltro en el caso de las pérdidas en el suelo y limpiadores de pipas y hilo de plásticopara la medida de la deriva.La evaluación de los resultados obtenidos se realizó con técnicas estadísticas deanálisis de la varianza y con otras específicas para el caso de la deriva o con el finde evaluar la deposición de producto en la vegetación en los frutales. Los resultadospermiten evaluar tanto la capacidad de reducción de la contaminación de lastécnicas de reducción de la deriva ensayadas como la calidad de la distribución dela pulverización sobre el cultivo. En general, en todos los casos hubo una reduccióndel riesgo de contaminación con una buena calidad de la distribución de lapulverización sobre el objetivo.En concreto, la reducción del caudal de aire y el incremento de la velocidad detrabajo en los pulverizadores hidroneumáticos para los frutales causó una reducciónde la deriva, pero también una disminución de la uniformidad de la distribuciónde producto en la vegetación. Los túneles de pulverización para los frutales yla viña eliminaron casi completamente las pérdidas por deriva con el inconvenientede una mayor dificultad en la realización de los tratamientos. Las boquillas deinyección de aire en los frutales y en el arroz también provocaron una disminuciónde las pérdidas fuera del objetivo, que dependió tanto del modelo concreto de boquillautilizada como de las condiciones ambientales. La distribución de productomedida sobre los cultivos en general fue buena, con riesgo de reducción de la eficaciarespecto a las técnicas de aplicación habituales solamente en algunos casosconcretos. Finalmente, los tratamientos aéreos en el arroz implicaron más riesgo decontaminación que los terrestres con una peor distribución del producto sobre lavegetación. / The efficiency of several pesticide application techniques, which are able to reduceenvironmental pollution, was assessed: the adjustment of the applicationconditions of air-assisted sprayers in fruit orchards, tunnel sprayers for fruit orchardsand vineyards, air-injection nozzles for spray applications in fruit orchardsand rice and ground-based instead of aerial applications in rice paddies.The methodology was based on carrying out field trials to measure the spraydistribution. The experiments were planned in a three-replication basis. The replicationswere placed on a crop plot, where the spray applications with the mechanicalequipment, set up according to the selected working conditions, were carriedout. Two kinds of tracers were used: the fluorescent dye brilliant sulphoflavine andmetal chelates of Fe, Zn, Mn and Cu. The spray deposition on the crop from eachspray application was measured mainly by means of the same crop leaves, whereasoff-target spray losses -to the soil or drift- with artificial collectors, i.e. filter papersfor the spray losses to soil and pipe cleaners and plastic lines for drift measurement.Data assessment was made by means of statistical techniques based on theanalysis of the variance, but also by other specific techniques in the case of spraydrift or for the assessment of the spray deposit on the fruit tree canopy. The resultsallow to assess both the capability of the tested drift reduction application techniquesto decrease the pollution and the quality of the spray distribution throughoutthe crop canopy. In general, a reduction of the contamination hazard wasalways measured, together with a good quality of the spray distribution on thetarget.In short, an air-flow rate reduction together with an increase of the workingspeed in fruit orchards caused a reduction of the amount of spray drift, but also aworse spray deposit uniformity on the crop. The tunnel sprayers for fruit orchardsand vineyards reduced almost completely the spray drift losses but with the disadvantageof making the spray application more difficult to be carried out. The airinjectionnozzles produced a reduction of the off-target spray losses, depending asmuch on the nozzle model used than on the environmental conditions. The measuredspray deposit on the crops was rather good and only on few occasions thepossibility of a lower efficacy in relation to the conventional spray applicationtechniques was stated. Finally, aerial spraying in rice caused higher risk of spraycontamination than the ground-based applications, together with a worse spraydistribution on the crop.

La present investigació suposa una contribució a l'anàlisi de la resposta hidrològica i fluvial de conques de muntanya al Pre-Pirineu, i al desenvolupament de metodologies de caracterització de la precipitació integrada per subconques, així com la granulometria de rius de graves, de manera que es millorin els resultats de models hidrològics e hidràulics. Concretament, s'analitza i modelitza la resposta hidrològica i fluvial de la conca del riu Isàbena (420 km2) durant el període Abril 2000- Abril 2002, escollida com a representativa de les condicions i processos hidrològics del Pre-pirineu. Es plantegen dues escales d'estudi: conca i llera fluvial. A nivell de conca, s'ha determinat la importància del gradient sud-nord (1,84%/km) i s'han derivat polinomis per estimar arealment la precipitació, aspecte essencial per a una correcta caracterització pluviomètrica en el marc de l'anàlisi d'events de crescuda. A continuació, mitjançant dades de camp i modelització s'ha analitzat la resposta hidrològica de la conca a events de crescuda, i la influència dels diferents aportacions de les subconques a l'hora de formar l'ona d'avinguda principal a l'Isàbena, observant-se una contribució predominant de les conques del nord. El coeficient mitjà d'escolament per flux superficial a la conca és de 0,12. A nivell de llera, s'han estudiat dos dos trams trenats de 11 km de longitud. En primer lloc, s'ha analitzat la variabilitat espacial de la granulometria de la llera, a una resolució detallada, mitjançant l'ús combinat de mesures de camp i teledetecció. L'ús de semivariogrames ha permès caracteritzar la textura de la imatge digitals de la llera, que es relaciona amb la granulometria. Els errors mitjans en l'estimació de paràmetres característics (D50 i D84) es situen al volant del 20 al 30%, respectivament. Pel tram inferior en estudi el D50 mig és de 3,2 cm, mentre que pel superior, 25 km aigües amunt, és de 7,5 cm. Aquesta informació de base, juntament amb els hidrogrames generats anteriorment, ha permès la posterior modelització hidràulica bidimensional del trànsit de les avingudes. Finalment, l'anàlisi detallada de les variables hidràuliques de les diferents crescudes ha portat a modelitzar processos d'inici de moviment del material de la llera. Aquests resultats s'han relacionat amb processos d'incissió observats a camp. Aquests processos són especialment intensos al tram inferior en estudi, que és on de la modelització s'ha trobat un menor cabal llindar d'inici de moviment, concretament 14 m3/s. La present tesis afronta, per tant, l'anàlisi del comportament del flux en crescudes, des de la seva generació a partir de la precipitació fins a la seva sortida de la conca com a cabal fluvial. Aquest enfocament ha de servir de base per a estudis similars de la dinàmica del sediment, que permetin afrontar de forma integrada la gestió fluvial de rius com l'Isàbena, i aplicar-la a d'altres conques del Pre-Pirineu. / La presente investigación supone una contribución al análisis de la respuesta hidrológica y fluvial de cuencas de montaña en el Pre-Pirineo, y al desarrollo de metodologías de caracterización de la precipitación integrada por subcuencas, así como la granulometría de ríos de gravas, de manera que se mejoren los resultados de modelos hidrológicos e hidráulicos. En concreto, se analiza y modeliza la respuesta hidrológica y fluvial de la cuenca del río Isábena (420 km2) durante el periodo Abril 2000- Abril 2002, escogida como representativa de las condiciones y procesos hidrológicos del Pre-Pirineo. Se plantean dos escalas de estudio: cuenca y cauce. Al nivel de cuenca, se ha determinado la importancia del gradiente sur-norte (1,84%/km) y se han derivado polinomios para una mejor estimación areal de la precipitación, aspecto esenciales para una correcta caracterización pluviométrica en el marco del análisis de eventos de crecida. A continuación, mediante datos de campo y modelización se ha analizado la respuesta hidrológica de la cuenca a eventos de crecida, y la influencia de los diferentes aportes de las subcuencas a la hora de formar la onda de avenida principal en el Isábena, observándose una contribución predominante de la cuencas del norte. El coeficiente medio de escorrentía por flujo rápido en la cuenca es de 0,12. A nivel de cauce, se han estudiado dos tramos trenzados a lo largo de 11 km. En primer lugar, se ha analizado la variabilidad espacial de la granulometría del cauce, con una resolución de detalle, mediante el uso combinado de trabajo de campo y teledetección. El uso de semivariogramas ha permitido caracterizar la textura de las imágenes digitales del cauce, que se relaciona con la granulometría. Los errores medios en la estimación de parámetros característicos (D50 y D84) se sitúan alrededor del 20 al 30% respectivamente. Para el tramo inferior en estudio el D50 medio es de 3,2 cm, mientras que para el superior, situado unos 25 km aguas arriba, el D50 es de 7,5 cm. Esta información de base, junto con los hidrogramas generados anteriormente, ha permitido la posterior modelización hidráulica bidimensional del tránsito de las avenidas. Finalmente, el análisis detallado de las variables hidráulicas de las diferentes crecidas ha llevado a modelizar procesos de inicio de movimiento del material del cauce. Dichos resultados se han relacionado con procesos de incisión observados en campo. El material del tramo inferior en estudio presenta procesos de incisión especialmente intensos, y fue donde la modelización estimó un menor caudal de inicio de movimiento del material del cauce, concretamente 14 m3/s. La presente tesis aborda, por tanto, el análisis del comportamiento del flujo en crecidas, desde su generación en la cuenca a partir de la precipitación hasta su salida de la cuenca como caudal fluvial. Este enfoque ha de servir de base para estudios similares de la dinámica del sedimento, que permitan abordar de forma integrada la gestión fluvial de ríos como el Isábena, y aplicarla a otras cuencas del Pre-Pirineo. / The aim of this research is to analyze fluvial and hydrological response of Pre-Pyrenean mountain basins, and to develop methodologies to estimate rainfall at subbasin scale, and also grain size distribution of gravel-beds at reach scale, in order to improve the results of hydrologic and hydraulic models. In particular, fluvial and hydrological response of the Isabena river basin (420 km2) has been studied and modeled during a 2-year period (April 2000- April 2002), as a representative of conditions and processes of Pre-Pyrenean basins. Two study scales are faced: basin and riverbed. At basin scale, a south north rainfall gradient (1,84%/km) and polynomials to average precipitation spatially have been found, and this aspects are considered as essential to understand rainfall distribution during storm events. Besides, combining field data and modeling, hydrologic response of the basin has been analyzed, together with the effect of partial contribution from subbasins to form the main flood wave. Northern subbasins contributed with 84% of surface runoff, and the average basin runoff coefficient was 0,12. At riverbed level, 11 km of braided riverbed are studied. First, grain size spatial variability is studied, at a 1:1000 scale, through field measurements and airborne remote sensing. The texture of riverbed digital images is studied with semivariograms, and related to grain size distribution. Average error in D50 and D84 estimates were between 20 and 30%. An average D50 of 3.2 cm was found for the lower reach, whereas a 7.5 cm D50 was found for an upstream reach. This basic data, together with hydrographs previously generated, allowed a 2D hydraulic flood modeling of these events. At last, a study of initiation of motion processes was conducted from the hydraulic modeled data, and related to riverbed erosion observed through fieldwork. The minimum threshold discharge to initiate motion (14 m3/s) was found at the lower reach, where erosion processes have been more intense. This PhD thesis is devoted to analyze the behavior of surface water during floods in the Isábena basin, from its input as rainfall to its exit as discharge at the outlet. This approach must be followed by similar ones devoted to sediment, in order to be able to face in integrated way river management problems of river like the Isábena, and extend this approach to other Pre-Pyrenean basins.