Orientador: Ricardo Tokio Higuti / Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de medição de propriedades de líquidos por ultrassom, tais como velocidade de propagação e coeficiente de atenuação, com as seguintes características: modo de operação pulsado em transmissão-recepção, faixa de frequências entre 20 e 80~MHz, controle de temperatura com variações menores do que 0,01ºC, além do uso de cubetas descartáveis e/ou esterilizáveis com volume menor ou igual a 3 ml. Células Peltier controladas eletronicamente foram utilizadas como atuadores térmicos para o controle de temperatura da célula de medição proposta, e também, para o controle da temperatura de uma caixa térmica utilizada para minimizar os efeitos das variações da temperatura ambiente na amostra. Testes de estabilidade com água destilada mostraram que a temperatura controlada apresenta uma variação menor que 0,01ºC, e que a incerteza para medidas de velocidade de propagação é da ordem de 5 cm/s, a uma temperatura de 25ºC e frequência de 50 MHz. Em relação as medidas de atenuação, o sistema apresentou incertezas na ordem de 0,3 dB/cm para água destilada a 25ºC. Foram realizados ensaios com misturas de água e NaCl, que apresentam valores de atenuação mais baixos que os da água destilada e com amostras de óleos de rícino e de silicone, que apresentam valores de atenuação elevados. Como exemplos de aplicação, a célula de medição foi utilizada para medir propriedades de biocombustíveis, tais como concentração de água em misturas de água e etano... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work describes the development of an ultrasonic spectrometer for liquids, which operates in the frequency range from 20 MHz to 80 MHz. Important characteristics are its high thermal stability (better than 0.01ºC) and practical sample handling by the use of commercial cuvettes, which have small volumes (<3 ml) and can be easily removed from the spectrometer, cleaned/sterilized or simply discarded. Electronically controlled Peltier cells were used as thermal actuators for the temperature control. Through-transmission operation is used to measure propagation velocity and attenuation coefficient with uncertainty in the order of 5 cm/s and 0.03 db/cm, respectively, at 25ºC and 50 MHz. The spectrometer was tested with mixtures of water and NaCl, which have attenuations smaller than that of distilled water, and higher attenuation samples of silicone and castor oil. As a practical application, the spectrometer was used to measure some properties of biofuels, like concentration of water and ethanol mixtures, thermal-degradation effects in soybean biodiesel and percentage of biodiesel in mixtures of diesel and biodiesel. / Doutor

L'acidification et le réchauffement des océans prévus pour la fin du siècle sont susceptibles d'avoir des conséquences drastiques sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes marins. Un manque de connaissance persiste cependant quant à l'impact des changements futurs sur la réponse des communautés marines. Cette thèse a pour objectif de fournir de nouveaux éléments de compréhension de l'impact de l'acidification et du réchauffement des océans à l'échelle communautaire, en considérant un écosystème aux propriétés physico-chimiques hypervariables, les cuvettes intertidales, et un écosystème plus stable, les bancs de maërl. Des assemblages expérimentaux ont été reconstitués en laboratoire à partir des principales espèces de macroalgues calcaires et non calcaires et de brouteurs, composant ces deux écosystèmes. Ces assemblages ont été soumis à des conditions actuelles et futures de température et de pCO2. L'acidification et le réchauffement des océans sont à l'origine d'une altération de la structure et de fonctionnement des assemblages de banc de maërl, à travers une augmentation de la productivité des macroalgues non calcaires et un déclin des taux de calcification du maërl. De plus, la physiologie des brouteurs est négativement impactée par les changements futurs, altérant la structure trophique des assemblages. L'acidification et le réchauffement des océans n'ont en revanche pas d'effet sur la productivité des assemblages de cuvettes. L'environnement hypervariable confèrerait ainsi une résistantes accrue aux communautés de cuvettes intertidales face aux changements futurs, en comparaison de communautés issues d'environnements plus stables, comme les bancs de maërl. / Predicted ocean acidification and warming for the end of the century may have drastic consequences on the structure and functioning of marine ecosystems. However, a lack of knowledge persists on the impact of future changes on the response of marine communities. This thesis aims to provide new understanding of the impact of ocean acidification and warming at the community level. For this, two ecosystems have been considered: rockpools, characterized by high physico-chemical variations, and maerl beds, with smaller variations. In the laboratory, artificial assemblages were created from the main calcareous and fleshy macroalgal and grazer species present in these two ecosystems. Created assemblages have been subjected to ambient and future temperature and pCO2 conditions. Ocean acidification and warming altered the structure and functioning of maerl bed assemblages, through an increase in the productivity of non-calcareous macroalgae and a decline in maërl calcification rates. The physiology of grazers is negatively impacted by future changes, which altered assemblages’ trophic structure. On the other hand, ocean acidification and warming had no effect on the productivity of rockpool assemblages. The highly variable environment may thus increase the resistance of rockpool communities to future changes, compared to communities from more stable environments, such as maerl beds.

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