O câncer de pele é um dos mais frequentes entre humanos, sendo o melanoma o tipo menos comum, mas com grande importância devido à agressividade que ele apresenta. Um dos principais agentes etiológicos deste tipo de tumor é a radiação ultravioleta proveniente da luz solar. A fração de radiação ultravioleta B (UVB) gera dano no DNA e induz alterações nas células da pele após a exposição prolongada e sem proteção. A resposta à luz UVB em melanócitos e melanomas é diferente, mostrando a importância do perfil celular. O efeito genotóxico da luz UVB pode alterar a expressão de moléculas como galectina-3 e MAPKs, desencadeando respostas UVB-dependentes. Galectina-3 é uma lectina que reconhece beta-galactosídeos e está envolvida na regulação de diversos processos celulares que modificam a viabilidade celular e a proliferação. Esta molécula é ubiquamente expressa apresentando um comportamento específico dependendo da sua localização subcelular. No presente trabalho mostramos que a distribuição de galectina-3 em melanoma e melanócitos é ampla, encontrando-se tanto no núcleo como no citoplasma, podendo ser modificada após irradiação UVB ou ainda secretada para o meio extracelular. Além disso, observamos que a luz UVB ativa a via de MAPKs, proteínas quinases ativadas por mitógenos envolvidas no crescimento, sobrevivência, diferenciação e resposta a estresse, em melanócitos e em melanomas poucos minutos após a exposição à UVB. Uma maior atividade de p38 e de ERK é evidenciada em melanomas, enquanto que em melanócitos a via de p38 é a mais ativa, corroborando a noção de que a resposta celular à luz UVB difere entre melanócitos e melanoma. As moléculas p38 e JNK são proteínas quinases ativada pelo estresse (SAPK). A via de JNK não é tão responsiva em alguns melanomas, mas ativação desta molécula parece estar envolvida com a sobrevivência celular e a translocação mitocondrial após UVB. Em adição, a inibição de JNK leva ao aumento de morte celular em linhagens melanocíticas irradiadas e não irradiadas, e em melanoma induz morte e aumenta autofagia após irradiação. Esta molécula parece interagir com galectina-3 em modelos murinos, mas não em melanomas humanos, enquanto que ERK interage fisicamente com galectina-3 em melanócitos e melanomas humanos, independente de UVB. Através do silenciamento de galectina-3 pela técnica de RNA de interferência, mostramos o aumento da ativação da via de ERK após irradiação e de proteínas downstream de ERK, promovendo a proliferação celular em melanomas nessas condições. Em melanócitos parece existir uma regulação negativa da via de ERK por galectina-3 acompanhada de uma diminuição da viabilidade celular após o silenciamento dessa lectina, independente de UVB. Estes resultados mostram que galectina-3 é uma importante reguladora de eventos associados com sobrevivência e morte celular em melanoma. Por outro lado, em melanomas a ausência de galectina-3 induz aumento da proliferação associada à ativação de ERK, evidenciando a importância do tipo celular na ação de galectina-3 / Skin cancer is the most common cancer among humans, melanoma being the least common type but very important due to its aggressive behavior. A major etiologic agent of this type of tumor is ultraviolet radiation from the sunlight. The ultraviolet B rays (UVB) cause DNA damage and induce alterations over the skin cells after prolonged exposition without protection. The UVB response in melanocytes and melanoma cells is different. This shows the importance of the cellular profile. The genotoxic effect of UVB light can alter the expression of molecules such as galectine-3 and MAPKs and also triggers multiple responses UVB-dependent. Galectin-3 is a lectin that recognizes beta-galactosides. It is involved in the regulation of many cellular processes that modify cellular viability and proliferation and presents specific behavior depending on its subcellular localization. In the present study we showed that galectine-3 distribution in melanoma cells and melanocytes is large, lying both in the nucleus and in the cytoplasm. After UVB irradiation this distribution could be modified or even galactine-3 secreted itself into the extracellular space. Moreover, we observed that UVB light activates the mitogen-activated protein kinase pathway (MAPK) involved in growth, survival, differentiation and stress-response in melanocytes and in melanoma cells just a few minutes after exposure. An increased activity of p38 and ERK was observed in melanomas, while in melanocytes just p38 pathway was highly active, supporting the notion that the cellular response to UVB light differs between melanocytes and melanoma cells. The molecules p38 and JNK are stress-activated protein kinases (SAPK). The JNK pathway is not responsive in some melanoma cells, but the activation of this molecule appears to be involved in cell survival and mitochondrial translocation after being exposed to UVB. Inhibition of JNK leads to increased cell death in irradiated and non-irradiated melanocytic lineage, but in melanoma cells induces cell death and increased autophagy only after irradiation. This molecule seems to interact with galectin-3 in mouse models but not in human melanomas, whereas ERK physically interacts with galectin-3 in human melanocytes and melanoma cells, regardless of UVB exposure. Through the knockdown of galectin-3 by siRNA, we showed increased activation of the ERK and its downstream pathway after irradiation, thus inducing cell proliferation. In melanocytes seems to be a negative regulation of the ERK pathway by galectin-3 accompanied by a decrease in cell viability after its knockdown regardless of UVB exposure. These results show that galectin-3 is an important regulatory molecule of events associated with cell death and survival in melanoma, which has different behavior depending on the cell type

É cada vez maior a utilização de polímeros reforçados com fibra de vidro no mercado nacional. Entre eles utiliza-se a poliamida 6 que apresenta ótima resistência à tração, ao impacto e à absorção de umidade comparada à poliamida 6 sem reforço de fibra de vidro, sendo atualmente utilizada na indústria automobilística em peças sob o capô, em especial em carcaças de radiadores. Este trabalho foi realizado com o objetivo de estudar o efeito da radiação ionizante nas propriedades mecânicas (resistência à tração, à flexão e ao impacto Izod) e térmicas (resistência ao fio incandescente e temperatura de fusão) da poliamida 6 com reforço de fibra de vidro, submetida à diferentes doses de radiação (100 a 600 kGy). As amostras foram preparadas e irradiadas em um acelerador JOB 188 com feixe de elétrons de energia de 1,5 MeV em diferentes doses e uma taxa de dose de 22,61 kGy/h. Após a irradiação, as propriedades das amostras da poliamida 6 com reforço de fibra de vidro irradiada foram determinadas e comparadas com as amostras não irradiadas e constatou-se que as propriedades mecânicas de resistência à flexão e à tração aumentaram e a de resistência ao impacto diminuiu. Em relação à propriedade térmica de temperatura de fusão diminuiu de 224,4ºC para 212,5ºC mas a perda de massa diante do aumento constante da temperatura também diminuiu. Em relação à propriedade de resistência ao fio incandescente a poliamida 6 com reforço de fibra de vidro irradiada teve um bom desempenho. As imagens captadas por Microscopia Eletrônica de Varredura mostram que a irradiação provocou uma boa integração entre a fibra de vidro e o polímero o que foi responsável pelo bom desempenho na propriedade de resistência ao fio incandescente. / It is each time more common the use of polymers reinforced with fibreglass in the domestic market. Between them it is used polyamide 6 that it presents good tension resistance, to the impact and the humidity absorption compared with non-reinforced, being also at the present time used in the automobile industry in parts underneath the hood, especially in the radiator frames. The aim of this work is to study the effect of ionizing radiation on properties of polyamide 6 with fibreglass reinforcement, undergone to different radiation doses. Samples were prepared and irradiated on JOB 188 accelerator with an electron beam energy of 1.5 MeV in air with different doses (100 to 600 kGy) and a dose rate of 22.61 kGy/h. Afterward the irradiation, the properties of the samples of irradiated polyamide 6 with fibreglass reinforcement were evaluated and compared with the samples non-irradiated. It evidenced that the mechanical properties flexural resistance and tension resistance increased and the resistance to the impact decreased. Regarding the thermal properties of the temperature of fusing decreased of 224,4ºC for 212,5ºC but the loss of mass ahead of the constant increase of the temperature also decreased. In the property of resistance to the glow wire the polyamide 6 with fibreglass reinforcement had a good performance. The images caught for Scanning Electronic Microscopy show that the irradiation provoked a good integration enters the fibreglass and polymer what was responsible for the good performance in the property of resistance to the glow wire.

Quando aplicada em bebidas alcoólicas, a radiação ionizante pode ser usada para descontaminação de malte ou esterilização de mostos e tem sido proposta sua aplicação na aceleração do envelhecimento. Devido à internacionalização da cachaça, alguma confusão tem surgido sobre a sua identidade e a do rum. Este trabalho teve como propósito identificar, quantificar e comparar as substâncias químicas responsáveis pelo aroma de amostras de cachaça de alambique e de rum comercial, por meio de análises instrumentais e sensoriais. Pode-se afirmar haver forte correlação entre a concentração dos compostos voláteis analisados com a dose de radiação aplicada (0, 150 e 300Gy), em todas as amostras. De acordo com os testes triangulares, apenas para aroma, todos os provadores puderam distinguir nas amostras não irradiadas e irradiadas com 300Gy, a cachaça envelhecida do rum e a cachaça não envelhecida do rum, porém, não foram observadas diferenças entre a cachaça não envelhecida e a envelhecida. Os resultados da Análise Descritiva Quantitativa mostraram que as amostras não irradiadas de cachaça não envelhecida e as do rum diferiram entre si em relação aos atributos de aroma definidos como álcool, vinagre, baunilha, citros, melão, condimento, vegetal e grama, mas não em relação aos atributos caramelo e maçã. As amostras de cachaças não envelhecidas não irradiadas e irradiadas (300Gy) e as de rum não irradiadas e irradiadas (300Gy) diferiram entre si em relação aos atributos de aroma definidos como maçã, caramelo, vinagre, baunilha, citros, melão, condimento, vegetal e grama, mas não em relação ao aroma de álcool. De acordo com os resultados da cromatografia gasosa/olfatometria foi encontrada diferença significativa entre cachaça e rum não irradiados; cachaça não irradiada e cachaça irradiada (300Gy); e rum não irradiado e irradiado (300Gy), quando foram comparados seus aromas. / The irradiation process has being presented as an alternative technique in food preservation. When apply on beverages, radiation is mainly used for malt decontamination or sterilization of musts and had been proposed also to accelerate aging. Some confusion over rum and cachaça identities has arisen due to the internationalization of cachaça. This research aims to identify, quantify and compare the effect of gamma radiation on the aroma of the Brazilian spirit with rum, irradiated and non irradiated, by instrumental and sensory analysis. Results showed that the content of volatile compounds presented strong correlation with the radiation dose (0, 150 and 300Gy) for all the samples. According to Triangle Test for aroma, all the judges could distinguish among non irradiated and irradiated samples (300Gy), aged cachaça from rum and non aged cachaça from rum, but they couldn\'t distinguish aged cachaça from non aged cachaça. Analysis of variance (ANOVA) of the results from the quantitative descriptive analysis showed that non irradiated non aged cachaça and rum were different in their alcohol, vinegar, vanilla, citrus, melon, spice, vegetal and grass except caramel and apple aroma attributes. Non irradiated cachaça and irradiated cachaça (300Gy); and non irradiated rum and irradiated rum (300Gy) were different in their apple, caramel, vinegar, vanilla, citrus, melon, spice, vegetal and grass except alcohol aroma attributes. According to the gas chromatography/olfatometry results, significant difference was found among non irradiated cachaça and rum; non irradiated cachaça and irradiated cachaça (300Gy); and non irradiated rum and irradiated rum (300Gy) when their aromas were compared.

Neste estudo, foi determinado o dano celular em linfócitos periféricos após exposição ao 153Sm-EDTMP (Samário-153 etilenodiaminotetrametilenofosfonato) por meio da técnica de análise de micronúcleos e coloração diferencial. O 153Sm-EDTMP é um radiofármaco utilizado para alívio da dor em pacientes com metástase óssea. A análise da freqüência de micronúcleos em amostras sangüíneas de pacientes obtidas uma hora após a administração endovenosa do radiofármaco (41 MBq/kg) mostrou que não houve diferença estatística em relação aos valores basais em células binucleadas. Porém, a análise da distribuição do dano em células mononucleadas mostrou que os pacientes sem tratamento radioterápico prévio apresentaram um aumento significativo na freqüência de células com um micronúcleo e aqueles com tratamento radioterápico prévio, nas células com dois ou mais micronúcleos. Os experimentos in vitro realizados com exposição de sangue total a três concentrações radioativas de 153Sm-EDTMP (0,370; 0,555 e 1,110 MBq/mL) por uma hora mostraram um aumento na freqüência de micronúcleos e de células necróticas e apoptóticas com o aumento da dose de radiação. Foram construídas curvas dose-resposta para os indivíduos sadios e para os pacientes com metástases óssea sem prévio tratamento radioterápico. A comparação das curvas mostrou que os pacientes apresentaram uma radiossensibilidade mais alta que os indivíduos sadios tanto quanto a porcentagem de células com micronúcleos como de células mortas (necróticas e apoptóticas). / In this study the cellular damage in peripheral lymphocytes after exposure to 153Sm-EDTMP (Samarium-153 ethylenediaminetetrametylenephosphonate) was determined using the technique of micronuclei analysis and differential coloration. 153Sm- EDTMP is a radiopharmaceutical used for pain relief in patients with bone metastases. The analysis of the frequency of micronuclei in patient blood samples obtained one hour after endovenous administration of radiopharmaceutical (41 MBq/kg) showed no statistical difference in relation to basal values in binucleated cells. However the analysis of damage distribution in mononucleated cells, showed that the patients without previous radiotherapic treatment presented a significant increase in the frequency of cells with one micronucleus and in those who had taken previous radiotherapic treatment, in cells with two or more micronuclei. The in vitro experiments conducted with the exposition of total blood to three radiation concentrations of 153Sm-EDTMP (0.370, 0.555 and 1.110 MBq/mL) during one hour showed an increase in the frequency of micronuclei and necrotic and apoptotic cells with increasing radiation dose. Dose-response curves for healthy donors and patients with bone metastasis without previous radiotherapic treatment were constructed. The comparison of the curves showed that patients presented higher radiosensitivity, either micronuclei or dead cell (necrotic or apoptotic) percentages, than healthy donors.

Quando aplicada em bebidas alcoólicas, a radiação ionizante pode ser usada para descontaminação de malte ou esterilização de mostos e tem sido proposta sua aplicação na aceleração do envelhecimento. Devido à internacionalização da cachaça, alguma confusão tem surgido sobre a sua identidade e a do rum. Este trabalho teve como propósito identificar, quantificar e comparar as substâncias químicas responsáveis pelo aroma de amostras de cachaça de alambique e de rum comercial, por meio de análises instrumentais e sensoriais. Pode-se afirmar haver forte correlação entre a concentração dos compostos voláteis analisados com a dose de radiação aplicada (0, 150 e 300Gy), em todas as amostras. De acordo com os testes triangulares, apenas para aroma, todos os provadores puderam distinguir nas amostras não irradiadas e irradiadas com 300Gy, a cachaça envelhecida do rum e a cachaça não envelhecida do rum, porém, não foram observadas diferenças entre a cachaça não envelhecida e a envelhecida. Os resultados da Análise Descritiva Quantitativa mostraram que as amostras não irradiadas de cachaça não envelhecida e as do rum diferiram entre si em relação aos atributos de aroma definidos como álcool, vinagre, baunilha, citros, melão, condimento, vegetal e grama, mas não em relação aos atributos caramelo e maçã. As amostras de cachaças não envelhecidas não irradiadas e irradiadas (300Gy) e as de rum não irradiadas e irradiadas (300Gy) diferiram entre si em relação aos atributos de aroma definidos como maçã, caramelo, vinagre, baunilha, citros, melão, condimento, vegetal e grama, mas não em relação ao aroma de álcool. De acordo com os resultados da cromatografia gasosa/olfatometria foi encontrada diferença significativa entre cachaça e rum não irradiados; cachaça não irradiada e cachaça irradiada (300Gy); e rum não irradiado e irradiado (300Gy), quando foram comparados seus aromas. / The irradiation process has being presented as an alternative technique in food preservation. When apply on beverages, radiation is mainly used for malt decontamination or sterilization of musts and had been proposed also to accelerate aging. Some confusion over rum and cachaça identities has arisen due to the internationalization of cachaça. This research aims to identify, quantify and compare the effect of gamma radiation on the aroma of the Brazilian spirit with rum, irradiated and non irradiated, by instrumental and sensory analysis. Results showed that the content of volatile compounds presented strong correlation with the radiation dose (0, 150 and 300Gy) for all the samples. According to Triangle Test for aroma, all the judges could distinguish among non irradiated and irradiated samples (300Gy), aged cachaça from rum and non aged cachaça from rum, but they couldn\'t distinguish aged cachaça from non aged cachaça. Analysis of variance (ANOVA) of the results from the quantitative descriptive analysis showed that non irradiated non aged cachaça and rum were different in their alcohol, vinegar, vanilla, citrus, melon, spice, vegetal and grass except caramel and apple aroma attributes. Non irradiated cachaça and irradiated cachaça (300Gy); and non irradiated rum and irradiated rum (300Gy) were different in their apple, caramel, vinegar, vanilla, citrus, melon, spice, vegetal and grass except alcohol aroma attributes. According to the gas chromatography/olfatometry results, significant difference was found among non irradiated cachaça and rum; non irradiated cachaça and irradiated cachaça (300Gy); and non irradiated rum and irradiated rum (300Gy) when their aromas were compared.

Neste estudo, foi determinado o dano celular em linfócitos periféricos após exposição ao 153Sm-EDTMP (Samário-153 etilenodiaminotetrametilenofosfonato) por meio da técnica de análise de micronúcleos e coloração diferencial. O 153Sm-EDTMP é um radiofármaco utilizado para alívio da dor em pacientes com metástase óssea. A análise da freqüência de micronúcleos em amostras sangüíneas de pacientes obtidas uma hora após a administração endovenosa do radiofármaco (41 MBq/kg) mostrou que não houve diferença estatística em relação aos valores basais em células binucleadas. Porém, a análise da distribuição do dano em células mononucleadas mostrou que os pacientes sem tratamento radioterápico prévio apresentaram um aumento significativo na freqüência de células com um micronúcleo e aqueles com tratamento radioterápico prévio, nas células com dois ou mais micronúcleos. Os experimentos in vitro realizados com exposição de sangue total a três concentrações radioativas de 153Sm-EDTMP (0,370; 0,555 e 1,110 MBq/mL) por uma hora mostraram um aumento na freqüência de micronúcleos e de células necróticas e apoptóticas com o aumento da dose de radiação. Foram construídas curvas dose-resposta para os indivíduos sadios e para os pacientes com metástases óssea sem prévio tratamento radioterápico. A comparação das curvas mostrou que os pacientes apresentaram uma radiossensibilidade mais alta que os indivíduos sadios tanto quanto a porcentagem de células com micronúcleos como de células mortas (necróticas e apoptóticas). / In this study the cellular damage in peripheral lymphocytes after exposure to 153Sm-EDTMP (Samarium-153 ethylenediaminetetrametylenephosphonate) was determined using the technique of micronuclei analysis and differential coloration. 153Sm- EDTMP is a radiopharmaceutical used for pain relief in patients with bone metastases. The analysis of the frequency of micronuclei in patient blood samples obtained one hour after endovenous administration of radiopharmaceutical (41 MBq/kg) showed no statistical difference in relation to basal values in binucleated cells. However the analysis of damage distribution in mononucleated cells, showed that the patients without previous radiotherapic treatment presented a significant increase in the frequency of cells with one micronucleus and in those who had taken previous radiotherapic treatment, in cells with two or more micronuclei. The in vitro experiments conducted with the exposition of total blood to three radiation concentrations of 153Sm-EDTMP (0.370, 0.555 and 1.110 MBq/mL) during one hour showed an increase in the frequency of micronuclei and necrotic and apoptotic cells with increasing radiation dose. Dose-response curves for healthy donors and patients with bone metastasis without previous radiotherapic treatment were constructed. The comparison of the curves showed that patients presented higher radiosensitivity, either micronuclei or dead cell (necrotic or apoptotic) percentages, than healthy donors.

Objetivos: Determinar a dose eritematosa mínima (DEM) medida por exposição controlada à radiação ultravioleta-B (RUV-B), como limiar para dano solar agudo nos diversos fototipos, e medir a cor da pele constitucional pelo sistema colorimétrico CIELAB. Pacientes e Métodos: Um total de 194 voluntários, sadios, com idades acima de 18 anos, distribuídos em um mínimo de 30 participantes por fototipo. Todos foram classificados por fototipos segundo os critérios de Fitzpatrick. As regiões infra-axilar torácica e nádega foram irradiadas em 4 áreas de 1 cm2, assim como foi registrada a cor da pele desses locais pelo sistema CIELAB. Delineamento: Estudo transversal. Resultados: A média de idade dos participantes foi de 38 anos, sendo 68% do sexo feminino. A avaliação da associação entre as medidas das DEMs e dos valores colorimétricos da coordenada L*, mostrou uma correlação de Pearson negativa com r = -0,91 para um valor p<0,05. Para os valores das DEMs e os escores da classificação dos voluntários por fototipos, obteve-se correlação de Spearman (rs) de +0,95 para p<0,05 e, correlacionando os valores colorimétricos com os escores dos fototipos, encontrou-se em tórax um rs de -0,93 e em nádega -0,92 para um p < 0,05. Conclusões – Concluiu-se que: 1)- a mensuração dos valores colorimétricos da coordenada L* nas regiões infra-axilar torácica e nádega mostraram uma forte correlação com os valores das DEMs, sendo de menor poder invasivo e de maior praticidade para mensuração de sensibilidade à radiação ultravioleta; 2)- apesar de os escores de Fitzpatrick terem alta correlação com os valores das DEMs, mostraram superposição de valores nos fototipos adjacentes; 3)- o grau de associação das classes dos fototipos com a cor da pele permite dizer que a categoria numérica do fototipo aumenta à medida que a pele fica mais escura. / Objectives: Determine the minimal erythema dose (MED) measured by controlled exposure to UVB radiation (UVBR) as an acute photodamage threshold for different skin phototypes, and measure the constitutional skin color by means of the colorimetric system CIELAB. Patients and Methods: A total of 194 healthy individuals, over 18 years of age, were divided into groups with a minimum of 30 participants per phototype (Fitzpatrick critera). Four 1-cm² areas of the lateral trunk and buttocks were exposed to radiation and the color of the skin at these sites was registered by the CIELAB system. Design: Transversal study. Results: The average age of the participants out of whom 68% were females was 38 years. The assessment of the association of the MED values with the colorimetric values of the coordinate L* both on the thorax and on the buttocks showed a negative Pearson correlation coefficient (r) of - 0.91 for p<0.05. A Spearman’s rank correlation coefficient (r²) of +0.95 for p<0.05 was obtained for the MED values and the scores of the classification of the volunteers by phototypes, and rs of –0.93 on the thorax and rs of –0.92 on the buttocks for p<0.05 were found by correlating the colorimetric values with the scores of the phototypes. Conclusions – It was concluded that: 1) the colorimetric values of the coordinate L* showed a strong correlation with the DEM values, which could be a less invasive and more practical method for measuring the sensitivity to ultraviolet radiation; 2) although the Fitzpatrick’s scores have a high correlation with the MED values, they demonstrated the overlap of values in the adjoining phototypes; 3) the extent of association of the pthototype classes with the color of the skin allows us to say that the numerical category of the phototype increases as the skin gets darker.

Este trabalho estuda os efeitos da radiação em dispositivos analógicos programáveis (FPAAs, do inglês, Field Programmable Analog Arrays) e técnicas de proteção que podem ser aplicadas para mitigar tais efeitos. Circuitos operando no espaço ou em altitudes elevadas, como, por exemplo, em satélites e aeronaves, recebem doses de radiação e impacto de íons e outras partículas que, dependendo da altitude e de características do próprio circuito, podem afetar o seu correto funcionamento. Os FPAAs proporcionam características interessantes aos sistemas analógicos e de sinal misto, como a prototipação rápida e a possibilidade de reconfiguração dinâmica (permitindo a implementação de sistemas de instrumentação e controle adaptativos). Assim, os FPAAs podem ser atrativos aos projetistas de sistemas de aplicação espacial, uma vez que a utilização de componentes comerciais, (COTS - do inglês, Commercial Off-The-Shelf), é uma alternativa para redução de custos do sistema final. Por isso, é necessário classificar estes dispositivos segundo o nível de tolerância à radiação e desenvolver técnicas de proteção contra seus efeitos. Essencialmente, é possível dividir os efeitos da radiação em dois principais grupos: efeitos de dose total ionizante ou TID (do inglês, Total Ionizing Dose) e os eventos singulares (Single Event Effects ou SEEs). Os dois principais eventos singulares que podem perturbar os FPAAs são investigados: os SETs (Single Event Transients) e os SEUs (Single Event Upsets). Os SETs podem gerar pulsos transientes em determinados nós do circuito, e, quando atingem o inversor de controle das portas de transmissão dos bancos de capacitores do dispositivo, podem ocasionar uma redistribuição de carga entre os capacitores do banco, afetando temporariamente o sinal que trafega pelo FPAA. Tais efeitos foram investigados através de simulações spice. Já os SEUs podem afetar os FPAAs que são baseados em memória do tipo SRAM. Para investigar tais efeitos foram realizados experimentos de injeção de falhas do tipo bit-flip (inversão de bit) no bitstream de programação de um FPAA baseado neste tipo de memória. Os experimentos mostraram que a inversão de um único bit pode ser catastrófica para o funcionamento do sistema. Posteriormente, um esquema self-checking (autoverificável) baseado em redundância foi proposto. Tal esquema foi construído com os recursos programáveis do FPAA e é capaz de recuperar os dados originais de programação do dispositivo se um erro for detectado. A capacidade do esquema proposto de detectar desvios funcionais no bloco sob teste e sua confiabilidade quando os seus próprios blocos são afetados por inversão de bits de memória, foram investigadas. Finalmente, os efeitos de dose total sobre dispositivos programáveis foram investigados através de um experimento prático, no qual um FPAA comercial foi bombardeado por radiação gama proveniente de uma fonte de Cobalto-60. Os resultados experimentais mostraramm que as chaves analógicas, que proporcionam a programabilidade do dispositivo, e seus circuitos de controle são os principais responsáveis por degradar o sinal processado pelo FPAA quando determinados níveis de dose total acumulada são atingidos. / In this work the radiation effects on Field Programmable Analog Arrays (FPAAs) are studied and mitigation techniques are proposed. The main effects induced by radiation sources in electronic circuits operating in space and at high altitudes are SEU (Single Event Upset), SET (Single Event Transient) and TID (Total Ionizing Dose). FPAAs are programmable analog circuits that provide design flexibility and some interesting features for applications such as adaptive control and instrumentation and evolvable analog hardware. These features can be very useful in avionics and space applications, where the system environmental variables can vary significantly in few minutes, being necessary to re-calibrate the sensor conditioning circuits to correct errors or improve system performance, for example. Since the use of commercial off-the-shelf (COTS) components may reduce systems costs in such critical applications, it is very important to develop system-level mitigation techniques (to radiation effects), aiming the increasing of the reliability of commercial available devices (including FPAAs). Some FPAA models are based on SRAM memory cells, which make this kind of device vulnerable to SEU when employed in applications susceptible to radiation incidence. An SEU can affect the programming memory of the FPAA and change the device configuration, modifying the analog circuit behavior. In this work, fault injection experiments were performed in order to investigate the effects of SEU in a commercial FPAA by injecting bit-flips in the FPAA programming bitstream. Then, a self-checking scheme was proposed. This scheme, which is built with the FPAA available programming resources, is able to restore the original programming data if an error is detected. Fault injection was also performed to investigate the reliability of the checker when the bitstream section which controls its own blocks is corrupted due to an SEU. Results indicated a very low aliasing probability due to single faults in the checker (0.24%). Effects of SET were also studied, considering the disturbance of the switches (transmission gates) of the FPAA programmable capacitor banks. Spice simulations showed that transient pulses in the control circuit of the switches may lead to charge redistribution between the capacitors of the bank, affecting the voltage and current of the involved nodes. Finally, total ionizing dose (TID) effects were investigated by means of an irradiation experiment. In such experiment the FPAA was exposed to Cobalt-60 gamma radiation. The experimental results showed that the analog switches of the device as well as their control circuits are the main responsible for degradating the processed signal when certain radiation levels were achieved.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-01Bitstream added on 2014-06-13T19:03:14Z : No. of bitstreams: 1 valiati_mi_dr_botfca.pdf: 716947 bytes, checksum: 1b4c4cec79cc1a6569a4c3fe1ac3f98b (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Para a realização desse estudo utilizou-se uma base de dados de 10 anos obtidos junto ao Departamento de Engenharia Rural - Setor de Irrigação e Drenagem da Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista, Campus de Botucatu-SP, com as seguintes coordenadas geográficas: latitude de 22°51'S; longitude de 48°26'W e altitude 786m na cidade de Botucatu, Estado de São Paulo. O presente trabalho teve como objetivo a calibração e estimativa da irradiação solar global diária em Botucatu, SP, utilizando medidas de temperaturas do ar máxima e mínima por meio do programa RadEst3.0. Esse faz a utilização de quatro modelos para tal estimativa que são: Bristow-Campbell (BC); Campbell-Donatelli (CD); Donatelli-Belochi (DB) e Modular DCBB (DCBB). Pelos resultados podemos concluir que: as modificações aplicadas aos modelos de DB e DCBB, contabilizando o efeito sazonal da variação de temperatura, e utilizando uma função trigonométrica específica para regiões tropicais, contribuíram para o alcance dos melhores resultados. Deve-se, no entanto salientar que todos os modelos propostos são adequados para a estimativa da irradiação solar global, e seu uso depende do grau de precisão que se deseja atingir e da disponibilidade de medidas das temperaturas do ar máxima e mínima. Mas, para a obtenção de melhores resultados deve-se realizar a calibração dos modelos para a região em estudo. / For the composition of this paper it was used 10 year database from Rural Engineering Department - Irrigation and Draining Sector of Paulista State University`s Agronomical Science College, Botucatu-SP campus, with the following geographic coordenates: latitude 22°51'S; longitude 48º26'W and altitude 786m in Botucatu City, São Paulo State. This paper focused the daily global solar irradiation estimate in Botucatu, SP, using air temperature (maximum and minimum) by RadEst3.0 program. This program uses four models for to get these estimates: Bristow-Campbell (BC), Campbell-Donatelli (CD), Donatelli-Belochi (DB) and Modular DCBB (DCBB). By results, it was concluded that the changes applied to the DB and DCBB models, in adition to the effect of the temperature variation, and using a specific trigonometric function to tropical regions, contributed to reach better results. However, it ought to be emphasize that all proposed models are appropriated to the global solar irradiation estimate, and its use depends on the level of precision that has to be reached and the availability of the maximum and minimal air temperatures measures. But, to get best results, the models used to the analised region must be calibrated.

Este trabalho estuda os efeitos da radiação em dispositivos analógicos programáveis (FPAAs, do inglês, Field Programmable Analog Arrays) e técnicas de proteção que podem ser aplicadas para mitigar tais efeitos. Circuitos operando no espaço ou em altitudes elevadas, como, por exemplo, em satélites e aeronaves, recebem doses de radiação e impacto de íons e outras partículas que, dependendo da altitude e de características do próprio circuito, podem afetar o seu correto funcionamento. Os FPAAs proporcionam características interessantes aos sistemas analógicos e de sinal misto, como a prototipação rápida e a possibilidade de reconfiguração dinâmica (permitindo a implementação de sistemas de instrumentação e controle adaptativos). Assim, os FPAAs podem ser atrativos aos projetistas de sistemas de aplicação espacial, uma vez que a utilização de componentes comerciais, (COTS - do inglês, Commercial Off-The-Shelf), é uma alternativa para redução de custos do sistema final. Por isso, é necessário classificar estes dispositivos segundo o nível de tolerância à radiação e desenvolver técnicas de proteção contra seus efeitos. Essencialmente, é possível dividir os efeitos da radiação em dois principais grupos: efeitos de dose total ionizante ou TID (do inglês, Total Ionizing Dose) e os eventos singulares (Single Event Effects ou SEEs). Os dois principais eventos singulares que podem perturbar os FPAAs são investigados: os SETs (Single Event Transients) e os SEUs (Single Event Upsets). Os SETs podem gerar pulsos transientes em determinados nós do circuito, e, quando atingem o inversor de controle das portas de transmissão dos bancos de capacitores do dispositivo, podem ocasionar uma redistribuição de carga entre os capacitores do banco, afetando temporariamente o sinal que trafega pelo FPAA. Tais efeitos foram investigados através de simulações spice. Já os SEUs podem afetar os FPAAs que são baseados em memória do tipo SRAM. Para investigar tais efeitos foram realizados experimentos de injeção de falhas do tipo bit-flip (inversão de bit) no bitstream de programação de um FPAA baseado neste tipo de memória. Os experimentos mostraram que a inversão de um único bit pode ser catastrófica para o funcionamento do sistema. Posteriormente, um esquema self-checking (autoverificável) baseado em redundância foi proposto. Tal esquema foi construído com os recursos programáveis do FPAA e é capaz de recuperar os dados originais de programação do dispositivo se um erro for detectado. A capacidade do esquema proposto de detectar desvios funcionais no bloco sob teste e sua confiabilidade quando os seus próprios blocos são afetados por inversão de bits de memória, foram investigadas. Finalmente, os efeitos de dose total sobre dispositivos programáveis foram investigados através de um experimento prático, no qual um FPAA comercial foi bombardeado por radiação gama proveniente de uma fonte de Cobalto-60. Os resultados experimentais mostraramm que as chaves analógicas, que proporcionam a programabilidade do dispositivo, e seus circuitos de controle são os principais responsáveis por degradar o sinal processado pelo FPAA quando determinados níveis de dose total acumulada são atingidos. / In this work the radiation effects on Field Programmable Analog Arrays (FPAAs) are studied and mitigation techniques are proposed. The main effects induced by radiation sources in electronic circuits operating in space and at high altitudes are SEU (Single Event Upset), SET (Single Event Transient) and TID (Total Ionizing Dose). FPAAs are programmable analog circuits that provide design flexibility and some interesting features for applications such as adaptive control and instrumentation and evolvable analog hardware. These features can be very useful in avionics and space applications, where the system environmental variables can vary significantly in few minutes, being necessary to re-calibrate the sensor conditioning circuits to correct errors or improve system performance, for example. Since the use of commercial off-the-shelf (COTS) components may reduce systems costs in such critical applications, it is very important to develop system-level mitigation techniques (to radiation effects), aiming the increasing of the reliability of commercial available devices (including FPAAs). Some FPAA models are based on SRAM memory cells, which make this kind of device vulnerable to SEU when employed in applications susceptible to radiation incidence. An SEU can affect the programming memory of the FPAA and change the device configuration, modifying the analog circuit behavior. In this work, fault injection experiments were performed in order to investigate the effects of SEU in a commercial FPAA by injecting bit-flips in the FPAA programming bitstream. Then, a self-checking scheme was proposed. This scheme, which is built with the FPAA available programming resources, is able to restore the original programming data if an error is detected. Fault injection was also performed to investigate the reliability of the checker when the bitstream section which controls its own blocks is corrupted due to an SEU. Results indicated a very low aliasing probability due to single faults in the checker (0.24%). Effects of SET were also studied, considering the disturbance of the switches (transmission gates) of the FPAA programmable capacitor banks. Spice simulations showed that transient pulses in the control circuit of the switches may lead to charge redistribution between the capacitors of the bank, affecting the voltage and current of the involved nodes. Finally, total ionizing dose (TID) effects were investigated by means of an irradiation experiment. In such experiment the FPAA was exposed to Cobalt-60 gamma radiation. The experimental results showed that the analog switches of the device as well as their control circuits are the main responsible for degradating the processed signal when certain radiation levels were achieved.