Orientador: Prof. Dr. Marcos Roberto da Rocha Gesualdi / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2016. / A holografia permite o registro e a reconstrução óptica de imagens 3D de objetos, pois um holograma carrega as informações de intensidade e fase da função da onda óptica espalhada pelo objeto. Com a evolução do armazenamento e da velocidade de processamento de dados em computadores, a viabilidade dos hologramas gerados por computador tem evoluído no decorrer dos anos. Na atualidade, a implementação experimental dos CGHs tem sido realizada por meio de novos dispositivos opto-eletrônicos, como os moduladores espaciais de luz, câmeras CMOS, e CCDs de alta resolução, além dos novos materiais fotossensíveis, permitindo o registro e reconstrução óptica de objetos tridimensionais e de feixes ópticos especiais. Por outro lado, as possibilidades do FPGA, um dispositivo lógico programável capaz de criar diferentes tipos de circuitos digitais, permite desenvolver um hardware capaz de melhorar os tempos de processamentos para a geração dos hologramas sintéticos. O objetivo deste trabalho é estudar a holografia gerada por computador a partir de algoritmos (software), a realização da reconstrução óptica destes hologramas usando dispositivos SLMs, bem como as possibilidades de implementação dos CGHs via FPGA (hardware) de cenas 3D virtuais. Desta forma, foram obtidos resultados de construção (gravação) numérica de CGHs de imagens estáticas e dinâmicas, 2D e 3D, via MATLAB e de reconstrução (reprodução) óptica usando dispositivos SLMs destas imagens estáticas e dinâmicas (cenas). / Holography allows three-dimensional recording and optical reconstruction of objects, as a hologram carries the information of the intensity and the optic wave¿s phase function spread over the object. With the evolution of data storage and processing speed in computers, the viability of creating holograms by computer has advance through the years. Today, the CGHs¿s experimental implementation has been performed by new optoelectronic devices, as special light modulators, CMOS cameras, e high resolution CCDs, besides new photosensitive materials, allowing recording and optical reconstruction of 3D objects and special optic beams. On the other hand, FPGA possibilities, a logic programmable device able to create different kind of digital circuits, enables the development of hardware to improve processing time when creating synthetic holograms. The main objective of this work is to study holography created by computer using algorithms (software), moreover the optical reconstruction of holograms utilizing SLMs devices, as the possibility of implementing CGHs by FPGA (hardware), of virtual 3D scenes. Therefore, results of numeric construction (recording) of CGHs of static and dynamic images were obtained, 2D and 3D, using MATLAB, and the optical reconstruction (reproduction) using SLMs devices of these images (scenes).

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho utilizou-se a técnica fluorescência de raios X usando radiação síncrotron (SR-TXRF) para estudar, quantitativamente, o transporte de cloro, potássio e cálcio na hemolinfa, urina e túbulos de Malpighi (TM) em ninfas de quinto estágio do Rhodnius prolixus (R. prolixus), considerando a excreção destes elementos em diferentes dias após o repasto sanguíneo. R. prolixus é um dos principais vetores do Trypanosoma cruzi, agente causador da doença de Chagas. R. prolixus fornece um sistema modelo particularmente útil porque seus TMs tanto secretam quanto reabsorvem íons a taxas elevadas. Os TMs filtram a hemolinfa e secretam um líquido que é muitas vezes comparado com a urina primária em vertebrados. Os resultados obtidos mostram que a concentração de potássio na urina é substancialmente maior do que na hemolinfa. A concentração de cloro na hemolinfa é menor do que na urina, mas a diferença não é tão marcada como no caso do potássio. No caso do Rhodnius é razoável interpretar a elevada concentração de potássio na urina como adaptativo para o problema de excreção imediato do inseto. A concentração de cálcio nos TMs é substancialmente maior em comparação com os valores encontrados na hemolinfa e urina. Este resultado mostra que o cálcio é retido no corpo do R. prolixus e pouco eliminado. Os resultados obtidos estão coerentes com a literatura. Avaliou-se também o efeito no transporte de Cl, K e Ca após um repasto de sangue de coelho contaminado com HgCl2 de modo a avaliar o efeito da presença deste metal tóxico no balanço iônico nos fluidos de excreção urina e hemolinfa e também pelo principal órgão de transporte, os túbulos de Malpighi. As excreções de Cl e K pela urina são afetadas pela ingestão. Este resultado é esperado levando-se em consideração a ingestão de excesso de Cl através do HgCl2. O transporte de Cl, K e Ca na hemolinfa do Rhodnius prolixus não é afetada pela ingestão de HgCl2. Nos túbulos de Malpighi, as altas concentrações de Ca obtidas foram comparáveis àquelas encontradas nos insetos controle. Pode-se concluir que SR-TXRF é um método muito promissor para análises diretas, rápidas e confiáveis para a quantificação simultânea de elementos envolvidos na regulação do transporte e em todo o sistema excretor de insetos. Além disso, o estudo do transporte e a excreção de elementos no inseto Rhodnius prolixus abrem oportunidade para a maior compreensão de efeitos da poluição em espécies de invertebrados. / In this work, we investigated changes in the concentrations of Cl, K and Ca, in 5th instar using total reflection X-ray fluorescence Rhodnius prolixus with synchrotron radiation (SR-TXRF). The elements were quantified using urine, hemolymph and Malpighian tubules samples collected on different days after a blood meal. Rhodnius prolixus is one of the most important vectors of the Trypanosoma cruzi, causative agent of Chagas? disease. R. prolixus provides a particularly useful model system because its MTs both secrete and reabsorb ions at high rates. The TMs filter hemolymph and secrete a liquid that is often compared with the primary urine in vertebrates. The experimental results showed that the concentration of potassium in the urine is substantially greater than in the hemolymph. The concentration of chlorine in the hemolymph is generally less than in the urine, but the difference is not so marked as in the case of potassium. In the case of Rhodnius, it is reasonable to interpret the high concentration of potassium in the urine as adaptive to the animals? immediate excretory problem. The concentration of calcium in the TMs is substantially greater than in both the hemolymph and the urine. This result shows that that calcium is retained in the body and not eliminated. These results are in accordance with the literature. We also investigated whether dietary mercury contamination may influence the transport of Cl, K and Ca by the hemolymph, urine and Malpighian tubules of R. prolixus fed on blood containing HgCl2. The results suggested that dietary Hg contamination may influence the Cl and K contents during excretion of the urine. It was expected considering the large amounts of chlorine ingested by Rhodnius prolixus in its meals of blood containing HgCl2. Statistical analysis showed no significant variation in all elements contents for hemolymph samples. The main conclusion which can be drawn from the results is that in all the insects studied calcium is deposited in Malpighian tubules. These observations point out that the analytical approach of the SR-TXRF method can be efficiently used to measure elements involved in the transport regulation into insect Malpighian tubules and also provides useful data concerning the biological effects of pollution on invertebrate species.

Em um contexto de pobreza e exclusão elétrica, a comunidade rural de Linha Betânia composta por dezessete famílias de pequenos agricultores vivendo em condições de isolamento e com um baixo nível de desenvolvimento, localizada no município de Sananduva/RS, foi beneficiada por um projeto de desenvolvimento local promovido e apoiado pelas Ações Integradas do Programa Luz para Todos, o qual teve sua implementação iniciada em 2007, após essas famílias terem tido acesso à energia elétrica por meio do mesmo Programa. As Ações Integradas, como um incremento do Programa Luz para Todos, pretendiam com o projeto contribuir para a melhoria das condições de vida das famílias atendidas e outras do entorno, por meio da construção de uma microdestilaria de álcool combustível e uma agroindústria comunitária, visando também fortalecer a capacidade produtiva e organizativa dessas famílias. A ideia iniciada pelas Ações Integradas do Programa Luz para Todos se converteu em um processo de implementação que envolveu atores estatais e não-estatais, a saber, as famílias de pequenos agricultores beneficiadas; a Cooperativa Regional de Eletrificação Rural do Alto Uruguai Ltda. (Creral), organização social representante dessas famílias e parceira do Programa Luz para Todos; e os agentes das Ações Integradas do Programa, entre eles, dois consultores da parceira do Programa com o Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD). Para analisar o processo de implementação desse projeto, em relação aos pressupostos do desenvolvimento local de participação e protagonismo dos atores locais a partir da perspectiva orientada ao ator, objetivo deste trabalho, utilizou-se da estratégia de pesquisa estudo de caso, de caráter descritivo, com uma abordagem qualitativa. Foram realizadas entrevistas semi-estruturadas com os principais atores envolvidos no processo de implementação, bem como foram utilizados documentos para o levantamento de dados. Constatou-se que os esforços integrados de atores estatais e não-estatais foi fundamental para o êxito da implementação do projeto de desenvolvimento local em Linha Betânia. Foi possível observar sinergias entre os atores envolvidos, tendo-se um processo caracterizado pela parceria, participação e solidariedade em direção a um movimento de mudança protagonizado pela ação dos principais atores envolvidos. Com destaque para a atuação da Creral que, juntamente com os agentes do Programa Luz para Todos e as famílias beneficiadas, agiram e defenderam, de forma geral, um novo paradigma societal, com uma postura crítica. Todavia, no que tange à rede de parceiros estabelecida para o processo, pode-se dizer que, com relação aos ideais das Ações Integradas do Programa Luz para Todos, de firmar ações intersetoriais e intergovernamentais, faltou uma maior articulação de modo a formar parcerias nos diferentes níveis de governo e diferentes setores. Ou seja, o projeto de desenvolvimento local implementado em Linha Betânia não encontrou respaldo na esfera municipal, principalmente na primeira etapa, o que leva a concluir que é necessária uma maior articulação dos atores já envolvidos, a fim de ampliar os esforços na implementação dos projetos das Ações Integradas do Programa Luz para Todos. / In a context of poverty and electrical exclusion, the rural community of Linha Betânia composed of seventeen families of small farmers living in isolation conditions and with a low level of development, located in Sananduva/RS, was benefited from a local development project sponsored and supported by the Integrated Actions of Energy for All Program, which had started its implementation in 2007, after these families had access to electricity through the same program. The Integrated Actions, as an increase in the Energy for All Program, had the intention with the project to contribute to improving the living conditions of the families attended through the construction of a small-scale distillation of ethanol from sugar-cane and community agro-industry, aiming to strengthen the productive and organizational capacity of these families. The idea initiated by the Integrated Actions of Energy for All Program has become a process of implementation that involved state and non-state actors, the families of small farmers benefited; the Rural Electrification Regional Co-operative of the High Uruguay Ltda. (Cooperativa Regional de Eletrificação Rural do Alto Uruguai - Creral), social organization representative of these families and partner of the Energy for All Program; and the agents of the Integrated Actions of the Program, among them, two consultants from the program partnership with United Nations Development Program (UNDP). To analyze the process of implementing this project in relation to the assumptions of the local development of participation and protagonism of local actors from the actor-oriented perspective, objective of this work, was used the strategy of research case study, descriptive in nature, with a qualitative approach. It were made semi-structured interviews with key actors involved in the implementation process, and documents were used for the data collection. It was found that the integrated efforts of state and non-state actors were crucial for the successful implementation of local development project in Linha Betânia. It was possible to observe synergys between the actors involved, and it was a process characterized by partnership, participation and solidarity toward a movement for change protagonized by the action of the main actors involved. With emphasis on the role of Creral which, together with the agents of the Energy For All Program and beneficiary families, acted and defended, in general, a new societal paradigm, with a critical posture. However, with regard to the established network of partners to the process, we can say that with respect to the ideals of the Integrated Actions of Energy for All Program, to enter into intergovernmental and intersectoral action, greater articulation failed to form partnerships in different levels of government and different sectors. That is, the local development project implemented in Linha Betânia has not found support in the municipal sphere, especially in the first stage, which leads to the conclusion that a greater articulation of actors now involved is necessary, in order to expand efforts in the implementation of projects of Integrated Actions of Enegy for All Program.

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.

Nos últimos anos, complexos de irídio tem sido sugeridos para uso em materiais luminescentes, tais como diodos orgânicos emissores de luz (OLED\'s) e células eletroquímicas emissoras de luz (LEEC\'s). Suas potenciais utilidades como dispositivo é devido as suas características físico-químicas e fotofísicas, as quais são caracterizadas por tempos de vida curtos para o tripleto, estabilidade térmica, além da possibilidade de modificar a emissão sobre uma vasta gama de cores do espectro. Atualmente, muitas pesquisas tentam encontrar complexos de irídio com emissão de luz azul. No entanto, embora emissores de luz azul já tenham sido desenvolvidos, existe o problema relacionado a agregação destes complexos. Para resolver este o problema da agregação é necessário modificar a estrutura padrão do complexo com cadeias carbônicas saturadas para evitar empilhamento &pi;-&pi;. Experimentalmente esta é uma tarefa um tanto difícil. Dessa forma, métodos computacionais têm sido viáveis como uma abordagem para entender a estrutura e propriedades eletrônicas dos sistemas estudados. Aqui, é apresentado um estudo teórico baseado na teoria do funcional da densidade (DFT) para investigar a agregação de complexos de irídio, além de predizer como esta pode ser controlada com o uso de grupos substituintes adequados. Os cálculos foram realizados usando funcional PBE0 e conjunto de base 6-31G*, o qual provou ser adequada na descrição das propriedades do complexo. Portanto, cálculos subsequentes mostraram bons resultados, onde os estados excitados foram previstos ser de natureza predominantemente MLCT (transferência de carga do metal para o ligante) para o complexo 1 e LC (carga centrada no ligante) para o complexo 2. Alterações no ambiente químico provou ter grande influência sobre os estados excitados, onde a inclusão do solvente favoreceu a estabilidade, mantendo os estados excitados tripletos com energia entre 3.01 eV e 3.03 eV. Além disso, o uso dos grupos substituintes provou ser de grande importância para prevenir a agregação, especialmente no complexo 2, em que a partir do dímero matriz (sem substituintes) para o complexo substituído 2-1 (com metil) houve uma desestabilização da energia de interação entre os monômeros no dímero por ~ 19.78 kcal/mol, sendo que a energia do primeiro foi estimada ser -39.78 kcal/mol, enquanto o segundo foi -20 kcal/mol. Nossos resultados sugerem que a modificação do complexo torna-se bastante promissora, fazendo uso de pequenos grupos substituintes e cadeias carbônicas alifáticas, evitando assim, a agregação por empilhamento &pi;-&pi;. / In the last few years, iridium complexes have been suggested for use in luminescent materials such as organic light-emitting diodes (OLEDs) and light emitting electrochemical cells (LEECs)1-3. Their potential utility as luminescent devices is due to the physicochemical and photophysical properties, which are featured by short triplet emitting lifetimes (microseconds time scale), thermal stability, besides of possibility to tune the emission over desired spectral range. Actually, many researches try to find iridium complexes with efficient deep-blue emission, in order to use in these devices. Although many deep-blue emitters have been developed, there is still a big problem related to aggregation. So far, little has been reported about iridium complexes in solid environments, such as inorganic matrix of OLEDs and LEECs devices. To solve this issue is needed tune the structure of the complex in order to prevent the aggregation (steric hindrance), by means of drawing saturated carbon chains on the ligands to avoid the &pi;-&pi; stacking. Experimentally, this is a rather challenging and expensive task. In this aspect, computational methods have been performed as approaches to gain deeper insights about the structure and electronic properties of the studied systems. Here, we present a theoretical study based on density functional theory to investigate the aggregation iridium complexes, in addition to predict how this can be controlled with the use of suitable substituent groups. Calculations were performed using functional PBE0 and 6-31G* basis functions, which proved adequate in describing the properties of the complex. Therefore, subsequent calculations showed good results, where the excited state of the complex are provided, these being predominantly MLCT (metal to ligand charge transfer) nature for the complex 1 and LC (ligand centered) nature to complex 2. Changes in the chemical environment proved to have great influence on the excited states, where the inclusion of the solvent favored its stability, keeping the triplet excited states with energy between 3.01 and 3.03 eV. Furthermore, the use of substituent groups proved to be of great importance to prevent aggregation, especially in complex 2, wherein from the matrix dimer (no substituted) to complex with methyl groups there was a destabilization of the interaction energy between the monomers in the dimer by ~ 19.78 kcal / mol, being that the energy of the first was -39.78 kcal / mol, while the second was to -20 kcal / mol. Our results suggest that the modification of the complex becomes quite promising, making use of small groups and aliphatic carbon chains, thus avoiding aggregation by stacking.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work presents an optimization methodology for lighting systems that employ LED. Initially, this work brings a calculation methodology capable of obtaining a thermal resistance of heat sink from their dimensions of area, besides enable optimization of the system through reducing their volume by through of change in the number of finned, length and consequently the weight of heat sink. Subsequently, the thesis present a new optimization methodology that has the objective of find the optimal point of operation lighting system taking into consideration the parameters of application current in the device, luminous flux, junction temperature, thermal resistance heat sink, number of LED and lifetime. An example of project is shown, confirming the theory, where the obtained results through of routine calculation coincided with the values found in experimental. The work also present the development of electronic topologies to power a public lighting system employing LED. Therefore, a driver to power of LED based in the integrated two-flyback converters was proposed. One prototype this system was implemented, where the luminaire provide a power of 63W. The experimental results proved the project methodology through of system satisfactory operation, presenting power factor near unit, high efficiency and a low input current distortion was obtained. / Este trabalho apresenta uma metodologia de otimização para sistemas de iluminação que empregam LEDs. Inicialmente, traz-se uma metodologia de cálculos capaz de obter a resistência térmica de dissipadores de calor a partir de suas dimensões de área, além de possibilitar a otimização do sistema através da redução do volume do mesmo por meio da variação do número de aletas, do comprimento e consequentemente da massa do dissipador. Posteriormente o trabalho apresenta uma nova metodologia de otimização que tem o objetivo de encontrar o ponto ótimo de operação do sistema de iluminação, levando-se em conta os parâmetros de corrente direta aplicada no dispositivo, fluxo luminoso, temperatura de junção, resistência térmica do dissipador, número de LEDs e vida útil dos mesmos. Um exemplo de projeto é demonstrado confirmando a teoria apresentada, onde os resultados obtidos através da rotina de cálculos coincidiram com os valores encontrados experimentalmente. O trabalho também apresenta o desenvolvimento de uma topologia eletrônica para alimentar um sistema de iluminação pública empregando LEDs. Dessa maneira, um driver para acionamento de LEDs baseado na integração de dois conversores flyback foi proposto. Um protótipo desse sistema foi implementado, onde a luminária apresenta uma potência de 63W. Resultados experimentais comprovam a metodologia de projeto através da operação satisfatória do sistema, apresentando fator de potência próximo ao unitário, elevada eficiência e o conteúdo harmônico da corrente de entrada do sistema de iluminação atendeu a norma.

Oxigênio molecular singlete [O2(1&#916;g)], uma espécie excitada, desempenha um papel importante em sistemas químicos e biológicos. É um poderoso eletrófilo, que reage com moléculas ricas em elétrons através de cicloadições [2+2], [4+2] e reações tipo ene. Ácidos graxos poliinsaturados, proteínas e DNA são alvos vulneráveis para o ataque de O2(1&#916;g). Os endoperóxidos de derivados de naftaleno são muito úteis e versáteis como fontes limpas de O2(1&#916;g), uma vez que são quase quimicamente inertes. Por outro lado, o desenvolvimento de novas fontes de O2(1&#916;g) ainda é uma tarefa desafiadora. Os derivados de naftaleno são capazes de armazenar O2(1&#916;g) por reação de cicloadiação [4+2] e liberá-lo em temperaturas amenas, o que os torna muito adequados para uso em estudos biológicos. A síntese destes compostos está baseada em modificações nos substituintes ligados nas posições 1 e 4 da estrutura do naftaleno. Na primeira parte deste trabalho, a síntese de três endoperóxidos derivados do naftaleno solúveis em água foi realizada. DHPNO2 e NDPO2 foram preparados de acordo com métodos similares descritos na literatura. A síntese de um novo endoperóxido dicatiônico derivado do naftaleno (NBTEO2) foi desenvolvida, contendo dois grupos de cloreto de amônio quaternário nas posições 1,4 do anel aromático. O intermediário chave na síntese dos três endoperóxidos é o BBMN, o qual foi preparado a partir da bromação radicalar do 1,4-dimetilnaftaleno. Nossos resultados têm indicado que este composto dicatiônico pode ser uma fonte química de O2(1&#916;g) em potencial, e pode ser explorado em estudos com mitocôndrias, onde o papel biológico de O2(1&#916;g) é investigado. A segunda parte deste trabalho foi dedicada a investigar a geração de O2(1&#916;g) através das reações entre hidroperóxidos de lipídeos (ácido oleico, linoleico e colesterol), hidroperóxidos orgânicos (cumeno e t-butila), bem como peróxido de hidrogênio com NO2+, utilizando o composto NO2BF4. Evidências da geração de O2(1&#916;g) foram obtidas através de medidas de emissão de luz na região do infravermelho próximo, no comprimento de onda de 1270 nm. Além disso, a prova inequívoca da presença de O2(1&#916;g) foi demonstrada através da caracterização espectral direta da emissão de luz no infravermelho próximo. O uso de azida de sódio como captador físico de O2(1&#916;g), juntamente com as medidas da quimiluminescência, contribuíram para identificar a geração desta espécie na reação entre hidroperóxidos de lipídeos e NO2BF4. Embora seja uma abordagem química, nossos resultados adicionaram informações importantes sobre a peroxidação lipídica, principalmente quando espécies reativas de nitrogênio estão envolvidas. O O2(1&#916;g) poderia ser gerado como um subproduto da peroxidação lipídica em condições onde espécies reativas de nitrogênio interagem com hidroperóxidos lipídicos. Isto pode contribuir para um melhor entendimento deste evento complexo com implicações fisiológicas ou fisiopatológicas. / Singlet molecular oxygen [O2(1&#916;g)], an excited species, plays an important role in chemical and biological systems. It is a powerfull electrophile, reacting with electron rich molecules through [2+2] cycloadditions, [4+2] cycloadditions and ene reactions. Polyunsaturated fatty acids, proteins and DNA are vulnerable targets for O2(1&#916;g) reaction. Naphthalene derivatives endoperoxides are very useful and versatile as a clean source of O2(1&#916;g), once they are almost chemically inert. On the other hand, developing new sources of O2(1&#916;g) are still a challenging task. Naphthalene derivatives are able to trap O2(1&#916;g) by [4+2] cycloaddition and release it in mild temperatures, which make them very suitable for biological studies. The synthesis of these compounds is based on modifications in substituents bonded in 1,4 positions of nafhthalene backbone. In the first part of present work, the synthesis of three water soluble naphthalene derivatives endoperoxides was performed. DHPNO2, NDPO2 were prepared according to similar methods described in the literature. A new di-cationic naphthalene derivative endoperoxide (NBTEO2) synthesis was developed, containing two quaternary ammonium chloride groups in 1,4-positions of aromatic ring. The key intermediate: for the synthesis of the three endoperoxides is the compound BBMN, which was prepared from radicalar bromination of 1,4-dimethylnaphthalene. Our results have indicated that this di-cationic compound can be a potential chemical source of O2(1&#916;g) and may be explored in mitochondrial studies where O2(1&#916;g) biological role is investigated. The second part of this work is dedicated to the investigation of generation of O2(1&#916;g) through reaction of lipid hydroperoxides (oleic acid, linoleic acids and cholesterol), organic hydroperoxides (cumene and t-butyl), as well as hydrogen peroxide with NO2+, using the compound NO2BF4. Evidences of generation of O2(1&#916;g) were obtained recording the monomol light emission measurement in near infrared region at wavelength of 1270 nm. Moreover, the proof of the presence of O2(1&#916;g) was unequivocally demonstrated by the direct spectral characterization of near-infrared light emission. The use of sodium azide as a physical quencher of O2(1&#916;g), associated to chemiluminescence measurements, contributed to identify the generation of this species in the reaction of lipid hydroperoxides and NO2BF4. Although, it is a chemical approach, our results add important information about lipid peroxidation, mainly when reactive species of nitrogen are involved. O2(1&#916;g) might be generate as a byproduct of lipid peroxidation, in conditions where reactive nitrogen species interact with lipid hydroperoxides. This might contribute to a better understand of this complex event and physiological or physiopathological implications

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The understanding of the interrelationships among the photometrical, electrical and thermal (photo-electro-thermal) parameters is extremely important to design lighting systems based on light-emitting diodes (LEDs), because the LEDs are highly influenced by these conditions. The efficacy and lifespan of an LED system that uses even the best LEDs, commercially available, will be only a fraction of what it would be if the electrical, thermal and optical design is poorly designed. This work proposes an improvement in the estimative of the luminous flux using photo-electro-thermal parameters, without needing any laboratory test. When designing an LED lighting system, it is possible to get almost identical results in terms of luminous flux, luminous efficacy and lifetime by scaling the parameters: intensity of the LED current, the amount of LEDs and the system design cooling. Therefore, a design methodology for LED lighting systems is also proposed. This methodology provides the creation of a design space where the designer can directly identify: the value of the luminous efficacy, thermal resistance of the heatsink and junction temperature when varying the number of LEDs and the direct current, without performing any laboratory testing or using some simulation software with high computational cost. Thus, the designer can set the initial design faster and relate it to the costs involved. Experimental tests were performed in order to validate the proposed design methodology. / O entendimento das inter-relações entre os parâmetros fotométricos, elétricos e térmicos (fotoeletrotérmicos) é extremamente importante para sistemas de iluminação que utilizam diodos emissores de luz (LEDs), pois os LEDs são extremamente sensíveis a estas condições. A eficácia e vida útil de um sistema que utiliza até mesmo os melhores LEDs do mercado será apenas uma fração do que seria se o projeto elétrico, térmico ou óptico for mal concebido. Este trabalho propõe um aprimoramento da estimativa do fluxo luminoso utilizando parâmetros fotoeletrotérmicos, sem a necessidade de realizar nenhum ensaio laboratorial. Ao projetar um sistema de iluminação a LEDs pode-se chegar a resultados quase idênticos em termos de fluxo luminoso, eficácia luminosa e vida útil dimensionando-se os seguintes parâmetros: intensidade da corrente direta aplicada, o número de LEDs utilizados e o dimensionamento do sistema de arrefecimento. Portanto, uma metodologia de projeto para sistemas de iluminação a LED também é proposta. Essa metodologia proporciona a criação de um espaço de projeto no qual o projetista pode identificar diretamente qual é o valor da eficácia luminosa, da resistência térmica do dissipador e da temperatura de junção quando são variados o número de LEDs e a corrente direta, sem realizar qualquer ensaio laboratorial ou usar algum software de simulação com alto custo computacional. Dessa maneira, o projetista pode definir o projeto inicial mais rapidamente e já relacionar os custos envolvidos. Testes experimentais foram realizados para validar o aprimoramento da estimativa de fluxo e da metodologia de projeto proposta.

Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-09-19T14:02:45Z No. of bitstreams: 1 DissJRRJ.pdf: 9146963 bytes, checksum: d1ca284150548459ecae9a5cf5625c60 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T17:59:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJRRJ.pdf: 9146963 bytes, checksum: d1ca284150548459ecae9a5cf5625c60 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T17:59:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJRRJ.pdf: 9146963 bytes, checksum: d1ca284150548459ecae9a5cf5625c60 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T17:59:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissJRRJ.pdf: 9146963 bytes, checksum: d1ca284150548459ecae9a5cf5625c60 (MD5) Previous issue date: 2014-09-29 / Não recebi financiamento / This paper aims to propose the inclusion of the Arduino microcontroller in Physics classes in a public high school. To this intent, a learning situation on the theme Light and Color was suggested, based on meaningful learning and on the use of an interactive and easy to handle experiment. The daily life of students is packed with technologies that hold plenty of Physics’ concepts and applications. The intention to introduce the Arduino microcontroller in Physics classes was to arouse the curiosity and awaken in them the investigative character necessary to the study of Physics while they deal with technological elements that are part of their contemporary culture. The developed activity enables the investigation and allows students to participate more actively in their learning process. During the activity, groups of students tested some possibilities of light mixtures and the relationship between the incident light with the color of the light reflected by the objects. To record and learning verification purposes, a pretest, a posttest, a summative evaluation, teacher’s records and, lastly, a self-assessment were performed. It is possible to conclude that the activity was successful and has awakened the curiosity of the students, enabled conceptual growth and showed evidence of significant learning. / Este trabalho tem como objetivo propor a inserção do microcontrolador Arduino nas aulas de Física do Ensino Médio em uma Escola Púbica. Para isto, foi proposta uma situação de aprendizagem sobre o tema “Luz e Cor”, baseada na aprendizagem significativa, e na utilização de um experimento interativo e de fácil manipulação. O cotidiano dos estudantes está repleto de tecnologias e nelas há uma infinidade de conceitos e aplicações da Física. A intenção ao introduzir o microcontrolador Arduino nas aulas de Física foi provocar curiosidade nos estudantes e despertar o caráter investigativo necessário ao estudo da Física, ao mesmo tempo em que lidam com elementos tecnológicos que fazem parte de sua cultura contemporânea. A atividade desenvolvida possibilita a investigação e permite ao estudante uma participação mais ativa no seu processo de aprendizagem. Durante a atividade, grupos de estudantes testaram algumas possibilidades de misturas da luz e a relação da luz incidente com a cor da luz refletida pelos objetos. Para registro e verificação da aprendizagem, foram realizados um pré-teste, um pós-teste, uma avaliação somativa, registros do professor e, ao final, uma autoavaliação. Concluiu-se que a atividade foi exitosa, despertou a curiosidade dos estudantes, possibilitou crescimento conceitual e apresentou indícios de uma aprendizagem significativa.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 450533 bytes, checksum: d14de51f177a16c047cb046fafb1e533 (MD5) Previous issue date: 2009-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Mutations in GUN (Genome UNcoupled) genes have helped to understand the pathways of the chloroplast signal transduction that control the expression of nuclear photosynthetic genes. In this context, the gun4 genotype has been characterized in biochemical and molecular aspects. However, little is known whether this mutant produces a phenotype physiological aspects. In order to complement the phenotypic characterization of gun4 genotype, the aim of this study was evaluate the photosynthetic responses of gun4 plants of Arabidopsis thaliana under different levels of light and under light stress. The gun4 plants, in the absence of light stress showed reduced levels of chlorophyll a and b, minimal (Fo) and maximal (Fm) fluorescence in dark-adapted leaves, and quantum yield of unregulated energy dissipation of photosystem II (&#934;NO) in 20%, 26%, 18% e 32%, respectively. Also, the effective quantum yield of the FSII (&#934;FSII) and photochemical quenching (qL) were 11% and 20% higher, respectively. Higher values of ETR (electrons transport rate), &#934;FSII and qL were also found in gun4 under different light intensities, showing that gun4 can maximize the transfer of light energy absorbed in the light harvest complex of FSII for the photosynthetic process. The rate of net carbon assimilation (A) and stomatal conductance (gs) were 43% and 61% lower in gun4 respectively, despite no difference in the flow of absorption of 14CO2 was observed, suggesting that the lower magnitude of photosynthesis is due to resistance to influx of CO2. After 14 hours of light stress, there was no difference in A, and the values of the electron transport rate (ETR) and &#934;FSII were reduced by 35% and 50% respectively, both in gun4 and wild type (WT) plants. However, the quantum yield potential of FSII (Fv/Fm) decreased significantly only in WT, suggesting that gun4 may have a greater ability to minimize photoinhibitory effects. These results provide additional evidences for the higher non-photochemical quenching (qN) and quantum yield of regulated energy dissipation of the gun4 FSII (&#934;NPQ). Together, the photochemical phenotypes of gun4 may explain the increase (48%) in the photochemical global network connectance after 28 hours of stress, demonstrating the greater ability of this genotype to adjust its photosynthetic apparatus in response to light stress. Finally, the results found in this study demonstrated that gun4 transfers and dissipates more efficiently the excess of light energy absorbed under light stress condition, despite a strong reduction in chlorophyll content. The results suggest the existence of a mechanism for the adjustment of the photosystem in order to offset the reduction of light absorption, indicating the importance of this mutant to explore the mechanisms that control the plasticity of the photochemical protein complex. / Mutações em genes denominados GUN (Genome UNcoupled) têm auxiliado na compreensão das rotas de transdução de sinais do cloroplasto que controlam a expressão de genes fotossintéticos nucleares. Nesse sentido, o genótipo gun4 tem sido caracterizado em aspectos bioquímicos e moleculares, no entanto pouco se sabe sobre aspectos fisiológicos desse mutante. Diante disso, de forma a complementar essa caracterização fenotípica, o objetivo desse trabalho foi avaliar as respostas fotossintéticas do mutante gun4 de Arabidopsis thaliana sob diferentes níveis de luz. Plantas gun4, na ausência de estresse luminoso, apresentaram níveis de clorofila a e b, fluorescências mínima (Fo) e máxima (Fm) de folhas adaptadas ao escuro e rendimento quântico de dissipação não regulada de energia do fotossistema II (&#934;NO) reduzidos em 20%, 26%, 18% e 32%, respectivamente, enquanto que o rendimento quântico efetivo do FSII (&#934;FSII) e o coeficiente de extinção fotoquímico (qL) foram 11% e 20% maiores, respectivamente. Valores maiores de ETR (taxa de transporte de elétrons), &#934;FSII e qL também foram observados em gun4 sob diferentes intensidades luminosas, demonstrando que este fenótipo transfere de forma mais eficiente a energia luminosa absorvida no complexo coletor de luz do FSII para o processo fotossintético. A taxa de assimilação líquida de carbono (A) e a condutância estomática (gs) foram 43% e 61% menores em gun4, respectivamente. Porém, não houve diferença no fluxo de absorção de 14CO2, sugerindo que a menor magnitude de A seja devido a uma restrição difusional ao influxo de CO2. Após 14 h de estresse, não houve diferença em A e os valores da taxa de transporte de elétrons (ETR) e &#934;FSII foram reduzidos em 35% e 50%, respectivamente, tanto nas plantas gun4 como no tipo selvagem (WT). Entretanto, o rendimento quântico potencial do FSII (Fv/Fm) decresceu significativamente apenas em WT, sugerindo que gun4 possa minimizar, mais eficientemente, efeitos fotoinibitórios. Isto se evidencia, adicionalmente, nos maiores valores de coeficiente de extinção não fotoquímico (qN) e rendimento quântico de dissipação regulada de energia do FSII (&#934;NPQ). Em conjunto, esses fenótipos fotoquímicos de gun4 podem explicar o maior aumento (48%) na conectância global da rede fotoquímica após 28 h de estresse, demonstrando a maior capacidade deste genótipo em ajustar seu aparato fotossintético em resposta ao estresse luminoso. Por fim, os resultados encontrados neste trabalho demonstraram a alta capacidade do genótipo gun4 em dissipar o excesso de energia luminosa absorvida sob estresse e, apesar da forte redução no teor de clorofila, transferir esta mais eficientemente. Isso sugere a existência de um mecanismo de adaptação dos fotossistemas de forma a compensar a redução na absorção de luz, indicando um valor importante deste mutante para explorar os mecanismos que controlam a plasticidade dos complexos protéicos fotoquímicos.