Próximo à cidade de São Félix do Xingu, centrosul do Estado do Pará, no contexto da Província Mineral de Carajás, ocorre um amplo vulcanoplutonismo Paleoproterozóico (1,88 1,87 Ga) excepcionalmente preservado e agrupado nas formações Sobreiro e Santa Rosa. Estas unidades são genericamente correlacionadas ao vulcanoplutonismo do Supergrupo Uatumã, um magmatismo com abrangência estimada de 1.500.000 km2 e registrado em praticamente todo o Cráton Amazônico. Essas rochas vulcânicas encontram-se sobrepostas ao Granito Parauari, do Paleoproterozóico, e às unidades do embasamento arqueano, dos domínios do Cinturão de Cisalhamento Itacaiúnas e do Terreno GranitoGreenstone do Sul do Pará. Maciços Granitóides mineralizados a estanho da Suíte Intrusiva Velho Guilherme de 1,86 Ga invadem as unidades supracitadas. Apesar da evolução do conhecimento nos últimos anos nesta região, há uma grande carência de dados geológicos, geoquímicos e isotópicos mais detalhados e precisos acerca dessa associação vulcânica no Cráton Amazônico como um todo. Essa escassez de informações é decorrente, em parte, das dificuldades de acesso às áreas e da densa cobertura vegetal e de solo, características peculiares da região Amazônica; descontinuidade lateral e vertical das unidades; e principalmente pelos poucos grupos de pesquisa especializados nesta temática. O mapeamento geológico intensivo realizado neste trabalho revelou que a unidade basal Formação Sobreiro é composta por fácies coerente de fluxo de lavas predominantemente andesítica, com subordinados dacito e riodacito; bem como por fácies vulcanoclástica caracterizada por tufo, lapilli-tufo e brechas polimítica maciça. Estas rochas exibem fenocristais de augita, magnesiohastingsita e plagioclásio de variável composição em uma matriz microlítica ou traquítica. Magnetita e apatita figuram como os principais acessórios primários. A variação sistemática da mineralogia de andesito basáltico para riodacito e dacito, bem como as características petrográficas destes litotipos, sugerem que as rochas dessa unidade diferenciaram-se por cristalização fracionada com provável assimilação crustal. Análises litoquímicas mostram que possui assinatura geoquímica de granitóides de arco vulcânico, enquadra-se na série magmática cálcio-alcalina de alto potássio e tem composição metaluminosa. A associação superior, Formação Santa Rosa, é formada por fácies coerente maciça de riolitos e subordinadamente riodacitos com variáveis conteúdos modais de feldspato potássico, plagioclásio e megacristais de quartzo envoltos por matriz constituída de quartzo e feldspato potássico intercrescidos, comumente esferulítica. Localmente ocorrem esferulitos de até 10 cm de diâmetro. Biotita é uma fase varietal, embora de abundância reduzida, apontando para uma unidade extremamente evoluída. Zircão, apatita e, subordinadamente óxidos de Fe e Ti, são acessórios primários. Fácies vulcanoclásticas de ignimbritos, lapilli-tufos, tufos de cristais félsicos e brechas polimíticas maciças representam um ciclo de vulcanismo explosivo nesta unidade. Essa associação vulcanoclástica possui mineralogia e características geoquímicas muito similares à fácies coerente. Diques métricos e stocks de pórfiros graníticos e granitóides equigranulares completam esta suíte. A deposição desta foi controlada por grandes fissuras crustais de até 30 km de comprimento de direção NESW, e subordinadamente NW-SE, materializado por fluxo magmático predominantemente vertical. Estas rochas exibem afinidade geoquímica intraplaca, composição peraluminosa e características transicionais entre subalcalina e alcalina. Zonas hidrotermalmente alteradas foram identificadas nestas suítes, sugerindo um potencial metalogenético para as mesmas. A grande quantidade de blocos isolados em uma topografia plana lembra um sistema eruptivo monogenético na Formação Sobreiro. Os altos topográficos podem ter sido originados pela acumulação de lava do tipo scutulum. Os depósitos vulcanoclásticos que ocorrem na porção superior dos fluxos de lavas estão associados à fragmentação autoclástica, embora possam estar associados também ao regime de fluxo de piroclástico originado nas elevações. O modelo de erupção da unidade superior é muito semelhante ao da seqüência ignimbrítica Sierra Madre Ocidental, localizada na América do Norte. A presença deste vulcanismo fissural na região de São Félix do Xingu poderia estar relacionada a um batólito ou um conjunto de batólitos formados em um regime distensivo. A integração de dados de isótopos de Nd com o possível zonamento metalogenético que ocorre na porção sul do Cráton Amazônico, entre as regiões do Gráben da Serra do Cachimbo e São Félix do Xingu, sugere que evolução desta porção está vinculada ao desenvolvimento de uma orogênese oceanocontinente orientada aproximadamente lesteoeste, e materializada pela geração de arcos magmáticos gradativamente mais jovens entre 2,1 1,88 Ga. A geração do vulcanismo cálcio-alcalino de 1,88 Ga na região de São Félix do Xingu estaria relacionada à suavização do ângulo de subducção e posterior migração do arco magmático, a exemplo do Cinturão Andino e Montanhas Rochosas. Neste cenário, o vulcanismo exclusivamente crustal de 1,87 Ga representado pela Formação Santa Rosa estaria vinculado a um evento distensivo identificado em várias regiões do Cráton Amazônico e que extendeu-se até o Mesoproterozóico. / Near the São Félix do Xingu city, centersouth portion of the Pará state, in the context of the Carajás Mineral Province, occur extensive Paleoproterozoic volcanoplutonism (1.88 1.87 Ga) exceptionally well-preserved and grouped in the Sobreiro and Santa Rosa formations. These suites are generically correlated to Uatumã Supergroup volcanoplutonism, a magmatic event that covers approximately 1,500,000 km2 and is registered in several areas of the Amazonian craton. These volcanic rocks overlap the paleoproterozoic Parauari Granite, and units of the archean basement included in the Itacaiúnas Shear Belt and South Pará GraniteGreenstone terrain. Later tin-bearing 1.86 Ga A-type granitoid massifs of the Velho Guilherme Intrusive Suite intrude above units. Although knowledge improvement in the last years in this region, there is necessity of more detailed and precise geologic, geochemical, and isotopic data for this volcanic association in the Amazonian craton. This gap of information is partially explained by access difficulties to the studied areas and dense forest cover; lateral and vertical discontinuities of the units; and especially by few researchers groups focalized in this thematic. The intensive geologic mapping developed for this thesis showed that the basal Sobreiro Formation has coherent lava flow facies mainly andesitic, with subordinate dacite and rhyodacite; as well volcaniclastic facies with tuff, lapilli-tuff, and massive polymictic breccia. These rocks show augite, magnesiohastingsite, and plagioclase of variable compositions phenocrysts set in microlithic or traquitic groundmass. Magnetite and apatite are the primary accessories. The systematic mineralogic variation from basaltic-andesite to rhyodacite and dacite, and the petrographical characteristics of these rocks, suggest that the fractional crystallization was the prevailing differentiation process with probable crustal contamination. Their geochemical signature is similar to those of volcanic-arc related granitoids, with high-K calc-alkaline affinity, and metaluminous composition. The upper Santa Rosa Formation is formed by massive coherent facies of rhyolite and subordinate rhyodacite with variable modal contents of K-feldspar, plagioclase and quartz megacrysts in groundmass formed by intergrowth of quartz and potassic feldspar, commonly spherulitic. Spherical spherulites until 10 cm diameter occur locally. Biotite is a varietal phase modally reduced. Zircon, apatite, and Fe-Ti oxides are primary accessories, suggesting an extremely evolved unit. Volcaniclastic facies of ignimbrites, lapilli-tuffs, felsic crystal tuffs, and massive polymictic breccias represent an explosive volcanism cycle in the Santa Rosa Formation. This volcaniclastic association has mineralogic and geochemical characters very similar to the coherent facies. Metric dikes and stocks of granitic porphyries and equigranular granitoids complete this formation. The deposition was driven by large ~ 30 km length NESW crustal fissures, and subordinate NWSE, where magmatic flow are predominantly vertical. These upper volcanic rocks and associated porphyries and granites exhibit intraplate geochemical affinity, peraluminous composition, and transitional subalkaline to alkaline characteristics. Hydrothermally altered zones were identified in these suites, pointing to a metallogenetic potential for them. The presence of several isolated blocks in a flat topography resembles monogenetic eruptive system in the Sobreiro Formation. The topographic highs could have been originated scutulum-type lava accumulation. The volcaniclastic deposits that occur in the top of the lava flow are related to autoclastic fragmentation processes, although can be related to pyroclastic flow regime originated in the hills. The eruption model for the upper unit is very similar to Sierra Madre Occidental ignimbritic sequence, located in North America. The fissure-controlled volcanism in the São Félix do Xingu region could have been related to a batholith or series of batholiths generated in extensional tectonic regime occurred in the Amazonian craton. The integration of Nd isotope data with the possible metallogenetic zoning that occurs in the south portion of the Amazonian craton, between Serra do Cachimbo Graben and São Félix do Xingu region, suggests that the evolution of this portion is related to an approximately eastwest oceancontinent orogenesis, materialized by progressively younger 2.1 1.88 Ga magmatic arcs. The generation of 1.88 Ga calc-alkaline volcanism in the São Félix do Xingu region can be explained by flattening in the subduction angle and following arc migration, as occurs in the Andes Belt and Rocky Mountains. In this scenario, the exclusively crustal 1.87 Ga volcanism of the Santa Rosa Formation could have been linked to extensional tectonic identified in several regions of the Amazonian craton that extended until Mesoproterozoic.

Este trabalho tem como objetivo apresentar conceitos e prover ferramentas para estudos e análises de um equipamento ainda não explorado pelo sistema elétrico brasileiro para compensação reativa de linhas de transmissão, o Reator Controlado por Saturação. Inicialmente é apresentada a teoria necessária para o entendimento do equipamento, as aplicações e sua potencial utilidade para o Brasil. Através da concepção de um circuito equivalente e da análise de modelos adaptados para o MCSR (Magnetic Controlled Shunt Reactors) de softwares de transitórios eletromagnéticos aspectos sobre seu comportamento dinâmico e tempo de resposta são esclarecidos. Uma comparação entre o circuito equivalente com um modelo generalista de transformador ajustado às características do MCSR é realizada. A comparação serve para conferir credibilidade às suposições usadas para a elaboração do circuito equivalente e interpretações do funcionamento e dinâmica extraídas da análise deste circuito. Com uma melhor e mais clara percepção da dinâmica e efeitos do Reator Controlado por Saturação sobre a rede, realiza-se uma análise de distorção harmônica, sendo assim possível esclarecer alguns aspectos negativos do equipamento. Para o estudo da aplicabilidade e utilidade do MCSR no sistema elétrico brasileiro um modelo para transitórios eletromecânicos é proposto. Os parâmetros que determinam a dinâmica e resposta do equipamento são explorados através de suposições razoáveis e das características do equipamento. O modelo é primeiramente testado e analisado em um sistema simples composto por uma geração representada como fonte ideal, um circuito equivalente PI de uma linha de transmissão, uma carga e o MCSR realizando a compensação reativa. O trabalho segue para a escolha de uma rede brasileira em que o MCSR seria uma opção viável. Uma rede no norte do Brasil é escolhida para a análise e, após estudos de fluxo de potência, propõe-se a troca de um CER (Compensador Estático de Reativos) e quatro reatores shunt fixos por quatro Reatores Controlados por Saturação. A rede é então modelada no PSCAD e realizam-se estudos de distorção harmônica e estabilidade eletromecânica. Por fim realiza-se uma comparação econômica entre três alternativas de compensação reativa para o sistema escolhido incluindo a opção adotada e a opção sugerida com MCSRs. O trabalho conclui que reatores controlados por saturação são, em muitos casos, uma alternativa mais barata ao CER e, portanto deve ser estudado no planejamento e expansão do sistema elétrico. / This work aims to present concepts and provide tools for research and analysis of an equipment not yet explored by the Brazilian power system for reactive compensation of AC transmission lines, the Magnetic Controlled Shunt Reactor (MCSR). Initially, the theory used for the understanding of the equipment, its applications and usefulness for the Brazilian network, is presented. By the analysis of an equivalent circuit and a model implemented in software for electromagnetic transient simulation adapted to the MCSR (Magnetic Controlled Shunt Reactors) some aspects of its dynamic behaviour and response time are clarified. A comparison between the equivalent circuit and an electromagnetic transformer model adapted to the characteristics of the MCSR (implemented in the PSCAD software) is performed. The comparison serves to grant credibility to the assumptions used for the preparation of the equivalent circuit and interpretations of the function and dynamics drawn from the analysis of this circuit. With a better and clearer understanding of the dynamics and effects of the MCSR on the network a simplified analysis of harmonic distortion is performed allowing to clarify some negative aspects of the equipment. To study the applicability and usefulness of the equipment in the Brazilian electrical system a model for electromechanical transients is proposed. The parameters that determine the dynamics and response of equipment are explored using reasonable assumptions and the characteristics of the equipment. The model is first tested and analyzed in a simplified system consisting of a generation represented as ideal source, an equivalent PI circuit representing a transmission line, a load and the MCSR performing the reactive compensation. The work follows to the choice of a Brazilian network on which the MCSR would be a viable option. A network in northern Brazil is chosen for analysis. Further studies of power flow reveals the possibility to exchange the SVS (Static Var System ) and four shunt reactors for four MCSRs. The network is then modelled in PSCAD and studies of harmonic distortion and electromechanical stability are conducted. Finally we make an economic comparison between three alternatives of reactive compensation for the chosen system including the originally adopted and the suggested solutions. The study concludes that magnetic controlled reactor are, in many cases, a cheaper alternative to the SVS and therefore should be studied in the planning and expansion of the power system.

A hipotermia perioperatória está associada a diferentes complicações, tais como: aumento da incidência de infecção de sítio cirúrgico, arritmias cardíacas, aumento do sangramento no período intraoperatório e desconforto térmico do paciente na sala de recuperação pós-anestésica, entre outras. Na literatura há evidências de que o pré- aquecimento da superfície corporal do paciente antes da indução anestésica é efetivo para a redução da hipotermia, pela diminuição do gradiente de temperatura entre os compartimentos central e periférico do organismo humano. Assim o objetivo do estudo foi avaliar o efeito do pré-aquecimento na manutenção da temperatura corporal de pacientes submetidas a cirurgias ginecológicas eletivas. Trata-se de ensaio clínico controlado randomizado, com a participação de 86 pacientes submetidas a cirurgia ginecológica eletiva, aleatorizadas em dois grupos. Na sala de admissão do Centro Cirúrgico, as participantes do grupo experimental (n=43) foram aquecidas durante 20 minutos com o sistema de ar forçado aquecido (manta térmica para o corpo todo), o equipamento foi ligado na temperatura de 38o C, e as participantes do grupo controle (n=43) foram cobertas com lençol de algodão e cobertor, durante o mesmo tempo. No período intraoperatório, todas as pacientes foram aquecidas com o sistema de ar forçado aquecido (manta térmica para a parte superior do corpo). A temperatura timpânica foi mensurada com termômetro timpânico infravermelho nos períodos pré e intraoperatório. A partir da entrada da paciente na sala de operação, a temperatura e umidade do ar da sala cirúrgica foram mensuradas. As médias da temperatura e umidade do ar da sala cirúrgica, entre os grupos experimental e controle, foram analisadas por meio do teste t- Student. As médias da temperatura corporal, entre os grupos experimental e controle, foram analisadas por meio de modelo linear de regressão de efeitos mistos. Na análise descritiva dos dados relativos às características sociodemográficas e clínicas das pacientes e do procedimento anestésico-cirúrgico, evidenciou-se similaridade entre os grupos experimental e controle. Após o pré-aquecimento, a média da temperatura corporal foi de 38o C no grupo experimental e de 37,8o C no grupo controle, com diferença estatisticamente não significante (p=0,27). No T150 (150 minutos após o início da cirurgia), houve diferença estatisticamente significante entre os grupos (p=0,01). No final da cirurgia, a temperatura média dos grupos estudados foi igual, ou seja, 36,8o C, com diferença estatisticamente não significante (p=0,66). Os resultados da média da temperatura da sala de operação, nos diferentes períodos mensurados, não apresentaram diferença estatisticamente significante entre os grupos estudados. Em relação à umidade do ar da sala de operação, somente no período T120 (120 minutos após o início da cirurgia), os resultados evidenciaram diferença estatisticamente significante entre os grupos (p=0,03). O pré-aquecimento com o sistema de ar forçado aquecido não teve efeito na temperatura corporal de pacientes submetidas a cirurgias ginecológicas eletivas / Perioperative hypothermia is associated with various complications, such as an increased incidence of surgical site infection, cardiac arrhythmias, increased bleeding in the intraoperative period, and thermal discomfort of the patient in the post- anesthetic recovery room, among others. In the literature there is evidence that prewarming the body surface of the patient prior to induction of anesthesia is effective in reducing hypothermia, by lowering the temperature gradient between the central and peripheral compartments of the human organism. Thus, the objective of the present study was to evaluate the effects of prewarming on maintaining the body temperature of patients undergoing elective gynecological surgery. This is a randomized controlled clinical trial involving 86 patients undergoing elective gynecological surgery, randomized into two groups. In the admission room of the Surgical Center, participants in the experimental group (n=43) were warmed for 20 minutes using the forced air heating system (thermal blanket over the whole body), the equipment was turned on at a temperature of 38o C, and the control group (n = 43) were covered with a cotton sheet and blanket for the same period. During the intraoperative period, all patients were warmed using the forced air heating system (thermal blanket for the upper body). The tympanic temperature was measured using an infrared tympanic thermometer in the pre- and intraoperative periods. From the moment of each patient\'s entry into the operating room, the temperature and humidity of the air in the room were measured. The mean temperatures and humidity levels of the operating room, between the experimental and control groups, were analyzed using the Student t-test. The mean body temperatures between the experimental and control groups were analyzed using a linear mixed effects regression model. The descriptive analysis of data on the sociodemographic and clinical characteristics of the patients and the surgical anesthetic procedure demonstrated similarity between the experimental and control groups. After prewarming, the mean body temperature was 38o C in the experimental group and 37.8ºC in the control group, with no statistically significant difference (p = 0.27). At T150 (150 minutes after the start of surgery) there was no statistically significant difference between the groups (p = 0.01). At the end of surgery, the mean temperature of the studied groups was the same, i.e., 36.8o C, with no statistically significant difference between the groups (p = 0.66). The results of the mean operating room temperatures, in the different periods measured, presented no statistically significant differences between groups. In relation to the humidity of the operating room, the results demonstrated a statistically significant difference between groups (p = 0.03) only in the period T120 (120 minutes after the start of surgery). Prewarming with the forced air heating system had no effect on body temperature of patients undergoing elective gynecological surgery

Os fertilizantes são as fontes de nutrientes mais comuns utilizados no mundo, mas, esses insumos agrícolas apresentam sérias desvantagens quanto a perdas na aplicação (volatilização, lixiviação e/ou imobilização nos solos). Essas desvantagens podem ser controladas e/ou minimizadas pelo uso de revestimentos poliméricos sobre os grânulos. A efetividade desta estratégia depende que o polímero formado apresente boa aderência, reatividade com a superfície do grânulo e homogeneidade na aplicação. Porém, apesar da literatura especializada apresentar vários exemplos de materiais para estes fins, o tema é pouco explorado com relação às propriedades de liberação, tais como avaliação do mecanismo envolvido e de fenômenos (abertura de poros, biodegradação, entre outros fenômenos) que ocorrem no polímero de recobrimento. Assim, o controle cinético da liberação nestes sistemas ainda precisa ser elucidado. Portanto, este estudo avaliou os mecanismos de liberação associados ao uso de barreiras (filmes) protetivas em fertilizantes com enfoque na dinâmica de difusão dos nutrientes, a partir da aplicação de filmes protetivos de poliuretanas (PU) à base de óleo vegetal (mamona) e zeínas em grânulos de fertilizantes nitrogenados e fosfatados. Analisou-se a influência da espessura aplicada, a estabilidade do revestimento, a interface de deposição e o tempo total de liberação em imersão em água e em solo. Os resultados demonstraram que é possível se obter revestimentos com bom desempenho de liberação. Considerando o caso de fertilizante nitrogenado (ureia) notou-se que o uso de revestimento polimérico pode ser preparado para controlar a liberação do nutriente, de maneira satisfatória, conseguindo-se liberação prolongada acima de 40 dias, quando imersos em água. Também, os resultados, em plantio semeado com milho, mostraram que é possível promover menor emissão de N2O (um dos gases do efeito estufa) e melhores rendimentos das culturas, como reduzir, a produção média de N2O por kg de colheita, significativamente. Assim, como observado nos experimentos envolvendo a ureia, também é possível notar para os fertilizantes fosfatados que os resultados obtidos nos experimentos com solo concordaram com os perfis de liberação de fósforo (P) em água, refletindo uma correlação positiva entre os testes de liberação. Em ambos nutrientes (N e P) verificou-se que o controle na liberação é diretamente associado à espessura do revestimento sobre o grânulo. A boa interface apresentada pela resina PU derivada de óleo de mamona sugere que este material possa produzir revestimentos de boa qualidade e longo tempo de liberação com espessura mínima, maximizando assim o aproveitamento de teor total de N e P presente no grânulo. / Fertilizers are the most common source of nutrients used in the world, but it has serious disadvantages in application losses (volatilization, leaching and/or immobilization) which can be controlled or minimized by polymer coatings. The effectiveness of this strategy depends on the formed polymer presenting good adhesion, reactivity with the surface of the granule and homogeneity in the application. However, although the literature presents several examples of materials for these purposes, little is known about the release properties such as evaluation of the mechanism involved and phenomena (pore opening, biodegradation, etc.) in the coating polymer. Thus, the kinetic control of the release in these systems still needs to be elucidated. Therefore, this study evaluated the release mechanisms associated with the use of protective barriers (films) in fertilizers with a focus on nutrient diffusion dynamics. We prepare fertilizer granules coated with polyurethane (PU) based on castor oil and zein. The influence of the applied thickness, coating stability, deposition interface and total release (immersion and soil) time were analyzed. The results demonstrated that it is possible to obtain coatings with good release performance. For nitrogen fertilizer (urea), it has been noted that the use of polymeric coating can be prepared to control the release of the nutrient, achieving prolonged release over 40 days when immersed in water. In addition, the results showed that it is possible to promote lower N2O emission (one of greenhouse gases) and better crop yields as it significantly reduces the production of N2O per kg of grain. Thus, as observed in the experiments involving urea, it is also possible to observe, for phosphate fertilizers, that the results obtained in the soil experiments agreed with the phosphorus (P) release profiles in water, reflecting a positive correlation between water and soil release. In both nutrients (N and P) it was noted that the release control is directly associated with the coating thickness on granule. The good interface presented by PU resin derived from castor oil suggests that this material can produce coatings of good quality and long release time with minimum thickness, thus maximizing the use of N and P total content present in the granule.

Nanomateriais baseados em paládio (Pd) desempenham um papel central em catálise. Como suas prorpiedades catalíticas dependem de seus diversos parâmetros físico e químicos, a sua síntese controlada tem grande apelo com contexto do controle e otimização de performances. Nesse trabalho desenvolvemos metodologias simples, versáteis e ambientalmente amigáveis para a preparação de nanoestruturas de Pd com tamanho e forma controlada, seguida pelo seu uso como materiais de partida para a preparação de estruturas bimetálicas contendo ouro (Au) e platina (Pt). Espeficificamente, focamos em nanopartícuals (NPs) de Pd na forma de moitas, prisma e cubo côncavos. Com respeito aos materiais bimetálicos, desenvolvemos estruturas do tipo core-shell, tadpoles, e partículas de Au e Pt decoradas sobre as NPs de Pd. Seguda da síntese, estudamos a performance catalítica dos materiais obtidos frente a hidrogenação do p-nitrofenol (p-NPh) e a oxidação do p-aminotiofenol (PATP) mediada pela ressonância plasmônica de superfície (SPR). Nossos resultados mostraram que as atividades foram dependentes dos parâmetros físicos e químicos que definem as nanoestruturas e que materiais controlados tem desempenho superior ao material comercial. Acreditamos que os resultados desenvolvidos nessa tese contribuem para os mecanismos que governam a síntese controlada de NPs baseadas em Pd, Au e Pt, que pode servir como base para a descoberta de nanomateriais com maior complexidade estrutural e composicional visando aplicações em catálise e plasmônica. / Palladium-based (Pd) nanomaterials play a central role in catalysis. As the catalytic properties of thse materials depend on its various physical and chemical parameters, its controlled synthesis has great appeal in order to control and optimize performances. In this work, we developed facile, versatile and environmentally friendly methodologies for the preparation of Pd nanostructures of controlled sizes and shapes, followed by their use as starting materials for the preparation of bimetallic structures containing gold (Au) and platinum (Pt). Specifically, we focused on Pd nanoparticles (NPs) in the form of bushes, prisms and concave cubes. With respect to bimetallic materials, we have developed core-shell structures, tadpoles, and Au and Pt particles decorated on the Pd NPs. Following their synthestic development, we studied the catalytic performance of the obtained materials towards the hydrogenation of p-nitrophenol (p-NP) and the oxidation of p-aminothiophenol (PATP) mediated by surface plasmon resonance (SPR) excitation. Our results showed that the activities were dependent on the physical and chemical parameters that define the nanostructures and that controlled materials performed better than the commercial conterpart. Overall, we believe that the results developed in this thesis contribute to the mechanisms governing the controlled synthesis of NPs based on Pd, Au and Pt, which can serve as a basis for the discovery of nanomaterials with greater structural and compositional complexity for catalytic and plasmonic applications.

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Com o grande aumento da população mundial, maior demanda por alimentos e de áreas cultiváveis é necessário uma maior eficiência da agricultura. Dentro deste cenário, um material que libere nutrientes de forma lenta/controlada em níveis necessários para a nutrição da planta garantiria o desenvolvimento da cultura sem carecer de várias aplicações do fertilizante. O aumento da eficiência do fertilizante, a redução da toxicidade no solo pelo uso de biopolímero e a diminuição dos efeitos negativos associados à sobredosagem são algumas das vantagens de materiais de liberação lenta/controlada. O objetivo principal do presente estudo foi a preparação, caracterização e aplicação de estruturas biopolímericas na liberação lenta/controlada de fertilizantes (fertiliberadores) em solo. A motivação principal esteve no preparo de estruturas de quitosana aditada com nutrientes, utilizando a técnica de secagem por atomização (spray drying), e a avaliação da aplicação em solo. O acompanhamento in situ da liberação do nutriente foi feito pela técnica de reflectometria no domínio do tempo (TDR), que monitora a movimentação iônica em sistemas particulados, como é o caso do solo. As estruturas foram preparadas por spray drying, utilizando bico atomizador de duplo fluido ou 2-fluid nozzle (2FN) para o preparo de esferas tipo matricial e, triplo fluido ou 3-fluid nozzle (3FN) para obter cápsulas tipo reservatório (casca-núcleo). As condições e parâmetros de processo em função das características químicas e físicas dos materiais obtidos foram objetos de estudo. As partículas obtidas com sucesso apresentaram diâmetro médio entre 10 e 35 µm, apresentando um retardo na liberação de nutriente em relação ao fertilizante convencional, de 100% para 40 - 60% nas primeiras leituras de teor de potássio durante ensaio de liberação. É importante destacar que o uso da técnica da TDR no monitoramento in situ da liberação do nutriente é inovador na área de materiais aplicados à agricultura e forneceu informações de forma rápida e precisa sobre a eficiência do material no solo. Adicionalmente, foi estudada a relação do tipo de estrutura produzida (cápsula ou esfera) com o mecanismo de liberação em solo e em água. A estrutura casca- núcleo mostrou ser de grande interesse para produzir materiais de liberação controlada de fertilizante. / The large growth in world population and the greater necessity of food and cultivable areas demand an increase on agricultural efficiency. In this scenario, a material which releases nutrientat slowly/controlled levels for plant nutrition would ensure the development of the crop without the multiple fertilizer applications. Some of the advantages of slow/controlled release material are the increase of fertilizer efficiency use, reduce toxicity in soil by use of biopolymer and decrease the negative effects associated with over dosing.The main purpose was the preparation, characterization and application of biopolymers structures in slow/controlled release fertilizer (ferti releasers) in soil. The main motivation of this work was to obtain structures of chitosan and nutrients using the spray drying method. Also, the application and in situ soil monitoring of the nutrient release by time domain reflectometry technique (TDR) was considered. TDR measures the electromagnetic ion movement in particulate systems such as the soil. The structures were prepared by spray drying technique. It was used 2-fluid nozzle (2FN) to prepare sphere or sponge balls structures and 3-fluid nozzle (3FN) to obtain capsule or core-shell structures. Both types of structure were studied. The conditions and process parameters were also studied as a function of chemical and physical characteristics of the materials. The obtained particles had a mean diameter between 10 and 35 µm and it was observed a nutrient release delay in comparison with conventional fertilizer, from 100% to 40 - 60% in the first potassium measurements during the releasing assay. It is noteworthy the use of TDR technique to monitor the in situ nutrient release in the soil is innovative in the area of materials applied to agriculture and it provided information quickly and accurately about material efficiency in the soil, from short to long period. Additionally, it was studied the relationship of the produced structure (capsule or sphere) with the release mechanism in soil and water. The shell-core structure has shown to be of great interest for producing controlled release fertilizer materials.

Oropharyngeal candidiasis is a localised infection in the oropharynx region caused by Candida species, predominately C. albicans. It is commonly spread among immunocompromised patients and aggravated by hyposalivation or xerostomia. Current treatment is by systemic antifungals, which might be accompanied by gastrointestinal tract disorders, headache, allergic reactions and drug interactions or Candida becoming resistant to them. In the present work, the anti-candida activity of chlorhexidine diacetate (CHD) was tested as the drug of choice, it has no systemic side effects and microorganisms do not develop resistance against it. Thymol and farnesol were also tested individually and in combination with CHD to investigate a synergistic effect against Candida planktonic cells. The effects of CHD and thymol were investigated against C. albicans biofilm after two hours exposure by testing the metabolic stress, vacuolar activity and protein content. The results of the anti-Candida activity of CHD and thymol based on the minimum inhibitory concentration (MIC) and the minimum biocidal concentration (MBC) were 2.5 and 5 μg/ml for the former and 125 and 250 μg/ml for the later. Farnesol did not show an MIC and MBC at the investigated concentrations, however, it increased the MIC and MBC of CHD to 5 and 40 μg/ml and of thymol to 250 and >250 μg/ml, respectively. The antibiofilm activity of CHD and thymol was concentration dependent and CHD was more potent than thymol. A concentration of 20 μg/ml and 2 hours treatment of Candida biofilm grown for 24 hours showed an 85% decrease in oxidative stress, 78% and 60% loss of vacuolar activity and protein content, respectively. The combination of both drugs showed a limited increase in the activity. The cytotoxic effects of CHD and thymol were tested on human embryo kidney epithelial cell line (HEK 293); the metabolic stress, lysosomal activity and protein content were tested. The cytotoxic effects were also concentration dependent and the combination have increased the cytotoxicity. A concentration of 20 μg/ml and 2 hours treatment showed a 40% decrease in oxidative stress and neither the lysosomal activity nor protein content of HEK 293 cells was affected by the treatment Finally, a mucoadhesive hydrogel buccal tablets for the controlled release of CHD were designed and prepared to increase the residence time of an effective concentration of CHD in the oral cavity for two hours. They were prepared using Poloxamer 407 (P407), hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) and either sorbitol, mannitol or xylitol at different ratios. The tablets were investigated for their physical properties, ex vivo mucoadhesion, the rate of hydration, gelling efficiency using image analysis, differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transforms infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffractometry (XRD) and in vitro dissolution using Apparatus I and a novel method based on controlled flow rate to mimic salivary drug delivery in the oral cavity. Based on the antibiofilm activity and the cytotoxic effect of CHD a concentration of 20 μg/mL was chosen to be released from the tablets to maintain both efficacy and safety. Accordingly, to maintain this concentration the final formulations were prepared with a 2.5 mg dose of CHD. Tablets analysis showed no chemical interaction with the excipient based on DSC, FTIR and XRD. Furthermore, a novel dissolution method was developed based on a constant flow rate of the dissolution media to mimic oral salivary flow. By comparing CHD release using App I and the flow rate method it was shown that hydrogel-forming tablets successfully controlled the release of CHD regardless of the volume of the dissolution media with approximately 90% release and an average release concentration of 19 μg/ml and 1 ml/min flow rate. This making it a potential candidate for future application for treatment of candidiasis in all types of patients.

A recuperação de informação é ainda um assunto essencial a melhorar nos diferentes tipos de sistemas web. Um tipo de sistema web que é muito utilizado na atualidade, é o sistema colaborativo. Estes sistemas permitem que os usuários estejam mais envolvidos, seja contribuindo com a inserção de textos, imagens ou dados, assim como utilizando etiquetas (tags) para identificar aos elementos existentes no sistema e que serão compartilhados com outros usuários. Nesta dissertação utilizamos um sistema colaborativo de compartilhamento de imagens arquitetônicas, onde os usuários podem inserir títulos e tags livremente para descrever uma imagem. Contudo as tags podem ter um significado ambíguo, resultando em imagens recuperadas que não são relevantes, quando são utilizadas técnicas tradicionais, como por exemplo busca booleana ou por palavra-chave. Além disso, os usuários podem utilizar consultas mais complexas utilizando uma linguagem livre, e utilizando as técnicas mencionadas podem recuperar informação não relevante. Assim, esta pesquisa aborda, a construção de uma ontologia no domínio arquitetônico denominada OntoArq, baseada no vocabulário controlado da USP e no tesauro experimental de arquitetura brasileira, a qual possibilitou fortalecer a relação entre as tags e os conceitos estruturados da ontologia, por meio de uso de hierarquias de classes e relações semânticas existentes entre as classes. A ontologia também ajudou a melhorar a recuperação de documentos para consultas complexas que utilizam uma linguagem livre, por meio da adição de termos arquitetônicos relacionados à consulta original dada pelo usuário. E quando a consulta expandida é utilizada em conjunto com o modelo de espaço vetorial existente no sistema de recuperação, auxilia na recuperação de imagens mais relevantes. A avaliação de nossa abordagem foi realizada através de experimentos que utilizaram os dados do sistema Arquigrafia, dois conjuntos de consultas e medidas de avaliação como precisão, cobertura e medida-F. Os conjuntos eram compostos por 11 consultas dada por especialistas da área de arquitetura e 9 consultas aleatórias extraídas do log de busca do Google Analytics do sistema Arquigrafia, tendo um total de 20 consultas. Para nossos experimentos utilizamos as 20 consultas que pertenciam aos dois conjuntos de consultas mencionados, dentre os quais obtivemos resultados positivos para 16 consultas, considerando um valor de precisão, cobertura e medida-F maior do que 50%, com nossa abordagem. Em comparação a outra abordagem, que usa a técnica de busca boolena, obteve-se 1 consulta com resultado positivo, também considerando precisão, cobertura e medida-F maior do que 50%. Assim, podemos concluir que nossa abordagem obteve melhores resultados. Além disso, pelos resultados obtidos, consideramos que nossa abordagem, ao utilizar uma ontologia, pode ser um inicio de como empregar as ontologias como ferramenta de apoio para dar um maior significado semântico às tags que existem num sistema colaborativo e como as ontologias permitem a adição de termos na consulta, sendo estes termos relacionados a uma área do conhecimento, que para nosso caso, a área da arquitetura. Desta maneira podemos recuperar os documentos associados às imagens, os quais serão mais relevantes para consulta feita pelo usuário. / Information retrieval is an essential issue in different web system that needs to be improved. In recent years, collaborative systems have gained popularity. In this thesis, we use a collaborative system of architectural image sharing, that users can add titles and tags freely to describe an image. However, the tags may have an ambiguous meaning, resulting in recovering images that are not relevant when traditional technics are used, such as Boolean and keyword search. In addition, users usually use natural language in their queries and with the mentioned techniques it is less posible to retrieve relevant information. Our research approach is to construct an ontology for architectural domain, based on the controlled vocabulary of USP and the experimental thesaurus architecture information. The ontology allowed to enhance the relationship between tags and structured concepts of ontology, improving the information retrieval through the expanded terms. And when the expanded query is used in conjunction with the vector space model in the recovery system, it helps retrieve more relevant images. The evaluation of our approach was carried out through experiments that used data of Arquigrafia system, two sets of queries were created and metrics like precision, coverage and measure-F were used. The sets consisted of 11 queries given by architecture experts and 9 random queries extracted from Google Analytics logs of the Arquigrafia system, taking a total of 20 queries. In our experiments we used the 20 queries from the two sets, among which we obtained positive results for 16 queries, considering precision, coverage and F-measure values greater than 50%, applying our approach. In comparison to another approach, which uses the Boolean search technique, we obtained 1 query with positive result, also considering the same metrics with values greater than 50%. Thus, we can conclude that our approach has achieved better results. In addition, from the results obtained, we consider that our approach using an ontology can be a beginning of how to use ontologies as a support tool to give a greater semantic meaning to tags that exist in a collaborative system, and how Ontologies allow the addition of semantic terms in queries, like terms related to a knowledge area, in our case the area of architecture. In this way we can retrieve documents associated with images, which will be more relevant to the user\'s query.

Hidrogéis são macromoléculas tridimensionais formadas por polímeros hidrofílicos, os quais são entrecruzados para manter sua estrutura. Quando expostos a água apresentam grande absorção, porém sem sofrer a dissolução. Nesta tese foram preparados hidrogéis para serem aplicados como materiais de liberação controlada de fertilizantes e condicionadores de solo. Os hidrogéis foram sintetizados através de reações de entrecruzamento de goma gelana (GGHA e GGLA) com (i) quitosana (CH), (ii) Jeffamina (JEF), (iii) L-lisina (LYS), (iv) gelatina (GEL) e alginato (ALG) com quitosana (CH). A formação de redes poliméricas foi confirmada por espectroscopia FT-IR e análises térmicas, também evidenciando a estabilidade térmica dessas amostras acima de 200°C. As morfologias dos hidrogéis liofilizados foram observadas por MEV, evidenciando as estruturas abertas e porosas. Os resultados de hidratação dos hidrogéis mostraram altos valores de absorção de água em relação ao seu peso seco, sendo 218 vezes para GGHA:CH, 164 vezes para GGHA:LYS, 145 vezes para GGHA:JEF, 113 vezes para GGHA:GEL e 80 vezes para ALG:CH. Amostras de GGLA apresentaram baixos valores de absorção de água. Os testes de perda de água dos hidrogéis ALG:CH apresentam tempo 59% maior e os hidrogéis de GGHA:CH 100% maior e, aproximadamente 60% maior para os hidrogéis GGHA:LYS, GGHA:JEF e GGHA:GEL quando comparados com a evaporação de água pura. A liberação completa do fertilizante comercial monopotássio de fosfato (MKP) ocorreu em 8 h de imersão dos hidrogéis em água e foi estimada em aproximadamente 400 mg por um grama de polímero, independente do hidrogel utilizado, enquanto os ensaios de liberação controlada do fertilizante nitrogênio, fósforo e potássio (NPK) revelaram liberação de aproximadamente 300 mg de fertilizante por um grama de hidrogel, também independente do hidrogel utilizado. Os resultados obtidos demonstraram a possível utilização de hidrogéis entrecruzados a base de macromoléculas naturais em sistemas de controle de umidade do solo e liberação controlada de fertilizantes. / New hydrogels based on natural macromolecules such as gellan gum, chitosan, alginate, gelatin and lysine were synthetized and characterized by spectroscopic, thermal and microscopic analysis. The samples were also investigated in terms of water absorption and fertilizers release. The samples were obtained by crosslinking reactions of gellan gum (GGHA and GGLA) with (i) chitosan (CH), (ii) Jeffamine (JEF), (iii) L-lysine (LYS) and (iv) gelatin (GEL). The samples of alginate (ALG) and chitosan (CH) were also obtained and characterized. The formation of polymer networks was confirmed by FT-IR spectroscopy and thermal analysis, which revealed the thermal stability of the samples above 200°C. The morphology of lyophilized hydrogels was observed by SEM presenting open and porous structure. Moreover, the results of swelling showed high water absorption values in relation to the samples dry weight. These values were of 218 times for GGHA:CH, 164 times for GGHA:LYS, 145 times for GGHA:JEF, 113 times for GGHA:GEL and 80 times for ALG:CH. GGLA samples showed lower values of water absorption when compared with other samples. The water retention time of hydrogel ALG:CH hydrogels was 59% higher than pure water. For the sample GGHA:CH the water retention time was 100% higher and about 60% higher for the hydrogels GGHA:LYS, GGHA:JEF and GGHA:GEL. The samples were charged with commercial fertilizers such as phosphate monopotassium (MKP) and phosphate monopotassium (MKP), and they were tested as controlled fertilizer release materials for agriculture. It was observed for all samples that a complete release of MKP occurred after 8 h of its immersion in water and was estimated in about 400 mg per one gram of polymer. The controlled release of NPK was in about 300 mg per one gram of hydrogel, independent of the hydrogel composition. In conclusion, all the obtained results revealed that the natural macromolecules-based hydrogels are very promising alternatives for humidity control system and controlled fertilizers release in agriculture.