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Relação entre comportamento espectral, índice de área foliar e produção de matéria seca em capim Tanzânia submetido a diferentes níveis de irrigação e doses de nitrogênio. / Relationship between spectral behavior, leaf area index and dry matter production in tanzania grass under different irrigation levels and nitrogen rates.Cunha, Carlos Augusto Hungria da 05 October 2004 (has links)
O estudo do comportamento espectral de plantas de interesse agronômico é de fundamental importância a atividades relacionadas a avaliações de produtividade via sensoriamento remoto. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a influência de diferentes níveis de irrigação e doses de adubação nitrogenada no comportamento espectral do capim Tanzânia (Panicum maximum Jacq. cv. Tanzânia), bem como na sua produção de matéria seca (MS) e nos valores do índice de área foliar (IAF). O experimento foi conduzido na "Fazenda Areão", da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Piracicaba, São Paulo, de março a dezembro de 2001. O delineamento experimental constou de um total de 25 parcelas, de 3m x 5m cada uma, instaladas em uma área contínua de 25m x 15m, com declividade média de 4%. A forrageira foi submetida a cinco níveis de irrigação (0, 30, 70, 100 e 150% da capacidade de campo) e cinco níveis de adubação nitrogenada (0, 100, 275, 756 e 2079 kg N.ha-1.ano-1), aplicados por um sistema de fertirrigação por gotejamento. Foram ainda realizadas no decorrer do experimento, sete medidas radiométricas sobre o dossel vegetal, com o espectrorradiômetro SPECTRON SE-590, nas faixas do visível e infravermelho próximo, com a finalidade de se obterem os valores do Fator de Reflectância (FR), em bandas equivalentes às TM3 e TM4 do satélite LANDSAT, e do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI). De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que não houve efeito significativo das lâminas de irrigação aplicadas (p<0,05) sobre os valores de MS, IAF e NDVI do capim Tanzânia, fato este relacionado ao elevado índice de precipitação ocorrido durante a fase experimental. Em relação as doses de nitrogênio empregadas, ocorreu efeito significativo dos tratamentos (p<0,05) sobre os valores de MS, IAF e NDVI da forrageira. As variáveis apresentaram ainda uma tendência de efeitos quadráticos para o uso de nitrogênio, com melhores correlações observadas no período de maior umidade; ou seja, quando foram notados os maiores índices pluviométricos. Por sua vez, dosagens de nitrogênio maiores que 756 kg N.ha-1.ano-1 não proporcionaram efeitos crescentes sobre os valores da MS, do IAF e do NDVI. Para dosagens superiores a 1500 kg N.ha-1.ano-1 existiu uma tendência de incremento negativo das variáveis estudadas, possivelmente em virtude de efeitos secundários causados pelo excesso de nitrogênio na produção vegetal. Percebeu-se ainda que os valores de MS, IAF e NDVI, independentemente das lâminas de irrigação e doses de nitrogênio empregadas, foram menores no período seco e maiores no período úmido, permitindo-se concluir que fatores climáticos (radiação solar e a temperatura) influenciaram os resultados encontrados para as variáveis estudadas, caracterizando ainda a "estacionalidade" da forrageira. A produção de MS do capim Tanzânia foi afetada significativamente pelo IAF, relação esta que ficou mais definida nos cortes relativos a períodos úmidos. Ainda, em todo o período experimental, houve uma correlação significativa entre a produção de MS e NDVI; também entre IAF e NDVI, evidenciando a eficiência do índice na estimativa dessas variáveis. / The study of the spectral behavior of plants of agronomic interest is of fundamental importance for the activities related to productivity evaluations through remote sensing. This present research had as a purpose to analyze the influence of different irrigation levels and nitrogen fertilization doses on the spectral behavior of the Tanzania grass (Panicum maximum Jacq. cv. Tanzânia), as well as on its dry matter production (DM) and on the values of the leaf area index (LAI). The experiment was carried out in "Areão Farm", of the "Luiz de Queiroz" Agriculture School, in Piracicaba, São Paulo, from March to December of 2001. The trial consisted of a total of 25 plots, each one with 3m x 5m, installed in a continuous area of 25m x 15m, with a mean slope of 4%. The grass was submitted to five irrigation depths (0, 30, 70, 100 and 150% of the field capacity), and five nitrogen rates (0,100, 275, 756 and 2079 kg N.ha-1.year-1), applied by a drip fertirrigation system. During the experiment, seven spectroradiometric measurements were carried out on Tanzania grass field, with the spectroradiometer SPECTRON SE-590, in the visible and near infrared bands, with the purpose of obtaining the values of the Reflectance Factor (RF), in bands equivalent to TM3 and TM4 of the satellite LANDSAT, and of the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). According to the results obtained, it was possible to verify that the different irrigation depths did not have significant effect, at 5% of probability, on the values of DM, LAI and NDVI of the Tanzania grass, fact related to the excess of rain during the experimental phase. In relation to the used nitrogen rates, there was a significant effect of the treatments (p<0,05) on the values of DM, LAI and NDVI of the grass. The variables still presented a tendency of quadratic effects for the use of nitrogen, with better correlations observed in the period of higher moisture; when there were recorded the largest pluviometric indices. Nitrogen rates higher than 756 kg N.ha-1.year-1, did not provide increasing effects on the values of DM, LAI, and NDVI. For nitrogen levels higher than 1500 kg N.ha-1.year-1, it was observed a tendency of negative increment of the studied variables, possibly due to the secondary effects caused by the excess of nitrogen in the plant production. It was also observed that the values of DM, LAI, and NDVI, independently of the irrigation depths and nitrogen rates, were lower in the dry period, and higher in the humid period, allowing to conclude that climatic factors (solar radiation and temperature) influenced the results for the studied variables, still characterizing the "seasonality" of the grass. The dry matter production of Tanzania grass (DM) was significantly affected by the LAI, relationship this that was more defined in the crops related to the humid periods. Still, in the whole experimental period, there was a significant correlation between DM and NDVI; also between LAI and NDVI, evidencing the efficiency of the index in estimating those variables.
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Relação entre comportamento espectral, índice de área foliar e produção de matéria seca em capim Tanzânia submetido a diferentes níveis de irrigação e doses de nitrogênio. / Relationship between spectral behavior, leaf area index and dry matter production in tanzania grass under different irrigation levels and nitrogen rates.Carlos Augusto Hungria da Cunha 05 October 2004 (has links)
O estudo do comportamento espectral de plantas de interesse agronômico é de fundamental importância a atividades relacionadas a avaliações de produtividade via sensoriamento remoto. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a influência de diferentes níveis de irrigação e doses de adubação nitrogenada no comportamento espectral do capim Tanzânia (Panicum maximum Jacq. cv. Tanzânia), bem como na sua produção de matéria seca (MS) e nos valores do índice de área foliar (IAF). O experimento foi conduzido na Fazenda Areão, da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Piracicaba, São Paulo, de março a dezembro de 2001. O delineamento experimental constou de um total de 25 parcelas, de 3m x 5m cada uma, instaladas em uma área contínua de 25m x 15m, com declividade média de 4%. A forrageira foi submetida a cinco níveis de irrigação (0, 30, 70, 100 e 150% da capacidade de campo) e cinco níveis de adubação nitrogenada (0, 100, 275, 756 e 2079 kg N.ha-1.ano-1), aplicados por um sistema de fertirrigação por gotejamento. Foram ainda realizadas no decorrer do experimento, sete medidas radiométricas sobre o dossel vegetal, com o espectrorradiômetro SPECTRON SE-590, nas faixas do visível e infravermelho próximo, com a finalidade de se obterem os valores do Fator de Reflectância (FR), em bandas equivalentes às TM3 e TM4 do satélite LANDSAT, e do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI). De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que não houve efeito significativo das lâminas de irrigação aplicadas (p<0,05) sobre os valores de MS, IAF e NDVI do capim Tanzânia, fato este relacionado ao elevado índice de precipitação ocorrido durante a fase experimental. Em relação as doses de nitrogênio empregadas, ocorreu efeito significativo dos tratamentos (p<0,05) sobre os valores de MS, IAF e NDVI da forrageira. As variáveis apresentaram ainda uma tendência de efeitos quadráticos para o uso de nitrogênio, com melhores correlações observadas no período de maior umidade; ou seja, quando foram notados os maiores índices pluviométricos. Por sua vez, dosagens de nitrogênio maiores que 756 kg N.ha-1.ano-1 não proporcionaram efeitos crescentes sobre os valores da MS, do IAF e do NDVI. Para dosagens superiores a 1500 kg N.ha-1.ano-1 existiu uma tendência de incremento negativo das variáveis estudadas, possivelmente em virtude de efeitos secundários causados pelo excesso de nitrogênio na produção vegetal. Percebeu-se ainda que os valores de MS, IAF e NDVI, independentemente das lâminas de irrigação e doses de nitrogênio empregadas, foram menores no período seco e maiores no período úmido, permitindo-se concluir que fatores climáticos (radiação solar e a temperatura) influenciaram os resultados encontrados para as variáveis estudadas, caracterizando ainda a estacionalidade da forrageira. A produção de MS do capim Tanzânia foi afetada significativamente pelo IAF, relação esta que ficou mais definida nos cortes relativos a períodos úmidos. Ainda, em todo o período experimental, houve uma correlação significativa entre a produção de MS e NDVI; também entre IAF e NDVI, evidenciando a eficiência do índice na estimativa dessas variáveis. / The study of the spectral behavior of plants of agronomic interest is of fundamental importance for the activities related to productivity evaluations through remote sensing. This present research had as a purpose to analyze the influence of different irrigation levels and nitrogen fertilization doses on the spectral behavior of the Tanzania grass (Panicum maximum Jacq. cv. Tanzânia), as well as on its dry matter production (DM) and on the values of the leaf area index (LAI). The experiment was carried out in Areão Farm, of the Luiz de Queiroz" Agriculture School, in Piracicaba, São Paulo, from March to December of 2001. The trial consisted of a total of 25 plots, each one with 3m x 5m, installed in a continuous area of 25m x 15m, with a mean slope of 4%. The grass was submitted to five irrigation depths (0, 30, 70, 100 and 150% of the field capacity), and five nitrogen rates (0,100, 275, 756 and 2079 kg N.ha-1.year-1), applied by a drip fertirrigation system. During the experiment, seven spectroradiometric measurements were carried out on Tanzania grass field, with the spectroradiometer SPECTRON SE-590, in the visible and near infrared bands, with the purpose of obtaining the values of the Reflectance Factor (RF), in bands equivalent to TM3 and TM4 of the satellite LANDSAT, and of the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). According to the results obtained, it was possible to verify that the different irrigation depths did not have significant effect, at 5% of probability, on the values of DM, LAI and NDVI of the Tanzania grass, fact related to the excess of rain during the experimental phase. In relation to the used nitrogen rates, there was a significant effect of the treatments (p<0,05) on the values of DM, LAI and NDVI of the grass. The variables still presented a tendency of quadratic effects for the use of nitrogen, with better correlations observed in the period of higher moisture; when there were recorded the largest pluviometric indices. Nitrogen rates higher than 756 kg N.ha-1.year-1, did not provide increasing effects on the values of DM, LAI, and NDVI. For nitrogen levels higher than 1500 kg N.ha-1.year-1, it was observed a tendency of negative increment of the studied variables, possibly due to the secondary effects caused by the excess of nitrogen in the plant production. It was also observed that the values of DM, LAI, and NDVI, independently of the irrigation depths and nitrogen rates, were lower in the dry period, and higher in the humid period, allowing to conclude that climatic factors (solar radiation and temperature) influenced the results for the studied variables, still characterizing the seasonality of the grass. The dry matter production of Tanzania grass (DM) was significantly affected by the LAI, relationship this that was more defined in the crops related to the humid periods. Still, in the whole experimental period, there was a significant correlation between DM and NDVI; also between LAI and NDVI, evidencing the efficiency of the index in estimating those variables.
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Caracterização da pele fotoenvelhecida, desenvolvimento e eficácia clínica de formulações dermocosméticas por técnicas de biofísica e análise de imagem / Characterization of photodamaged skin, development and clinical efficacy of dermocosmetic formulations by biophysical and skin imaging techniquesMercurio, Daiane Garcia 01 December 2015 (has links)
O fotoenvelhecimento tem sido um assunto de grande interesse na área cosmética e dermatológica. Portanto, é relevante a caracterização da pele fotoenvelhecida, bem como o desenvolvimento de formulações dermocosméticas adequadas e direcionadas à finalidade de uso proposta. As vitaminas A e E e seus derivados tem se destacado como substâncias ativas para tal finalidade, e, baseado nesse conceito, foi proposto um composto inovador, o Tocoretinate (éster de all-trans-ácido retinoico e D-?-tocoferol), uma potencial substância ativa alternativa ao ácido retinoico para atuar na melhoria das condições da pele fotoenvelhecida. Nesse contexto, o objetivo do presente projeto foi caracterizar as alterações cutâneas decorrentes do fotoenvelhecimento, desenvolver e avaliar a estabilidade e a eficácia clínica de formulações cosméticas antienvelhecimento contendo Tocoretinate (TR), palmitato de retinila ou acetato de tocoferila. Para tal, inicialmente foi feito o planejamento experimental Box-Behnken com metodologia de superfície de resposta (MSR) foi executado para avaliar os principais efeitos e interações das matérias-primas da formulação. Foram selecionadas três formulações contendo, ou não, 0,5% de palmitato de retinila, 5% do acetato de tocoferila e 0,1% de Tocoretinate, as quais foram avaliadas quanto a sua estabilidade. A caracterização da pele fotoenvelhecida brasileira na face, nos antebraços e no dorso das mãos foi realizada em 80 voluntárias em dois grupos de idade por meio de questionários de autoavaliação e por técnicas de biofísica e imagem da pele. A mesma avaliação foi realizada no antebraço volar e face de 41 voluntárias francesas de 40 a 65 anos. As formulações desenvolvidas foram avaliadas por técnicas de biofísica e análise de imagem antes e após 84 dias de uso pelas voluntárias brasileiras acima de 40 anos. A MSR permitiu a avaliação dos efeitos isolados bem como da interação de matérias primas em respostas como: parâmetros reológicos, sensorial e hidratação. As formulações desenvolvidas foram consideradas estáveis pelos testes de estabilidade realizados. Os principais efeitos relacionados ao fotoenvelhecimento foram: perda da qualidade elástica, maior número e largura de rugas, menor ecogenicidade, maior ângulo tipológico individual e maior tamanho de corneócitos. Na análise morfológica, foi observado um padrão de pigmentação irregular, queratinócitos distribuídos irregularmente, achatamento da junção dermoepidérmica e a presença de fibras de colágeno deterioradas. Diferentes características morfológicas, estruturais e biofísicas foram encontradas na pele brasileira e francesa, que são submetidas a diferentes fatores ambientais e apresentam hábitos distintos. A formulação contendo Tocoretinate atuou na hidratação, na elasticidade líquida, no aumento do componente viscoso da pele, na redução da espessura do estrato córneo, aumento da espessura da epiderme, melhoria da homogeneidade e redução da pigmentação da epiderme e aumento da profundidade das papilas dérmicas. As formulações contendo derivados de vitaminas A e E apresentaram efeito na hidratação cutânea e função barreira da pele, no aumento da porção viscoelástica da curva, aumento da reflectância entre os queratinócitos após 84 dias de estudo. A caracterização da pele por técnicas de biofísica e análise de imagem foi fundamental para a definição do protocolo de estudo clínico de eficácia aplicando as referidas técnicas. O estudo clínico mostrou a eficácia da formulação desenvolvida contendo Tocoretinate na melhoria das condições da pele fotoenvelhecida, e fornece embasamento científico relevante para o uso deste ingrediente ativo inovador tanto em produtos cosméticos como na clínica dermatológica. / Photoaging is a subject of great interest in cosmetics and dermatology. Thus, it is important to characterize photodamaged skin and the development of appropriate dermocosmetic formulations for this purpose. Vitamins A and E and their derivatives have emerged as active substances for this purpose, and, based on this concept, an innovative compound was proposed, the Tocoretinate (ester of all-trans retinoic acid and D-?-tocopherol), which is a potential active ingredient to replace retinoic acid, acting on the improvement of photodamaged skin conditions. The objective of this project is to characterize the skin changes due to photoaging and to develop, evaluate the stability and clinical efficacy of anti-aging cosmetic formulations containing Tocoretinate, retinyl palmitate and tocopheryl acetate. An experimental design of three factors in three levels of experience (Box-Behnken) with response surface methodology (RSM) was performed to evaluate the main effects and interactions of raw materials of the formulations. Three formulations were selected containing, or not, 0.5% retinyl palmitate, 5% tocopheryl acetate and 0.1% Tocoretinate, which were submitted to stability tests. The characterization of the brazilian photodamaged skin on the face, forearms and back of the hands was carried out on 80 volunteers in two age groups through self-assessment questionnaires and biophysical and skin imaging techniques. The same evaluation was performed on the volar forearm and face of 41 French volunteers aged between 40-65 years old. The developed formulations were evaluated by biophysical and skin imaging techniques before, and after 84 days of application of the formulations. RSM allowed the evaluation of the effects of the raw materials on the responses: rheological behavior, sensory properties and hydration. The formulations were considered stable in stability tests. The clinical and morphological features related to photoaging were: loss of the elastic quality, more wrinkles, less echogenicity, higher individual typological angle and larger size of corneocytes and a thicker stratum corneum. For the morphological analysis, an irregular pigmentation pattern was observed, keratinocytes irregularly distributed, flattening of the dermal-epidermal junction and the presence of damaged collagen fibers. Different morphological, structural and biophysical characteristics were found in Brazilian and French skin, that are exposed to different environmental factors and has distinct habits. The formulation containing Tocoretinate acted on skin hydration, elasticity, reduced stratum corneum thickness, increased epidermal thickness, improved uniformity, reduced skin pigmentation, and also increased depth of dermal papillae. Formulations containing derivatives of vitamins A and E acted on skin barrier function and hydration, increasing the portion of the viscoelastic curve and improved the interkeratinocyte reflectance after 84 days of the study. The characterization of the skin by biophysical techniques and skin imaging analysis was fundamental in effectively defining the clinical study protocol applying these techniques. The clinical study showed the efficacy of the formulations developed containing Tocoretinate in improving photodamaged skin conditions, and provides relevant scientific basis for the use of this innovative active ingredient both in dermocosmetics and in dermatology.
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Relação entre reflectâncias de imagens orbitais e transporte de sedimentos em suspensão no Rio DoceVilches, Thanira Thammy Bastos 11 March 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-03-11 / Suspended solids transport excess, caused by erosion, may limit water use and cause rivers siltation. Suspended solids concentration may be assessed by remote sensing because the reflectance of the scenes, in the visible and infrared ranges, is positively influenced. This work aims at the understanding of the variability of suspended sediments concentrations in a Doce river stretch located in Espírito Santo state, Brazil, through spectral analysis of satellite images data and analysis of field measurements results. There were analyzed suspended solids concentrations for samples collected in Regência and Colatina Doce river sections and images captured by LANDSAT 5 TM satellite. To obtain reflectance values, the following operations were performed: geometric correction, conversion of DN values to apparent FRB values, atmospheric correction, using the 6S model (FRB surface), and transformation of NCs values.The results showed that, for the images corrected from atmospheric effects, the values of the ND curve related to the apparent FRB are higher than the values of the surface s FRB curve in the visible region, due to the electromagnetic radiation scattering phenomenon. In the near-infrared regions, the reverse was observed, because of the absorption of electromagnetic radiation by the atmosphere. It was observed positive correlation between reflectance and suspended solids concentration, despite the difficulties in obtaining data from same satellite images and field sample collection dates. For Regência data, the best correlation was obtained for band 1, located in the visible range of the surface s FRB curve, suggesting less suspended sediment transport. For Colatina, the best correlation occurred for band 4, located in the near-infrared range of the same surface s FRB curve, indicating greater sediment transport in this part of the Doce river during the sampling dates. It was concluded that the surface reflectance best represents the water spectral curve and that the correlated data showed the following pattern: smaller reflectance corresponds to lower water suspended solids concentration / O transporte de sólidos em suspensão, causado por erosão, é um dos problemas que limitam o uso da água, podendo causar assoreamento nos rios. A concentração de sólidos suspensos pode ser avaliada através do sensoriamento remoto, pois a
reflectância da cena, na faixa do visível e do infravermelho, é positivamente influenciada. Desta forma, este trabalho visa o conhecimento da variabilidade das concentrações de sedimentos em suspensão no trecho do rio Doce localizada no
ES, através de análises de dados espectrais contidos nas imagens orbitais e de resultados de medições em campo. Para tanto, foram avaliados dados concentrações de sólidos suspensos em amostras coletadas em Regência e Colatina, e imagens TM do satélite LANDSAT 5. Para obtenção dos valores de reflectância, foram realizadas as seguintes operações: correção geométrica, conversão dos NDs para valores de FRB aparente, correção atmosférica com uso do modelo 6S (FRB superfície), e transformação de NCs em valores de reflectância. Os resultados mostraram que nas imagens corrigidas dos efeitos atmosféricos, os valores da curva de ND referentes aos FRBs aparentes são superiores aos valores
da curva FRB de superfície na região do visível, devido ao fenômeno de espalhamento da radiação eletromagnética. Nas regiões do infravermelho próximo, ocorreu o inverso, uma vez que há absorção da radiação eletromagnética pela
atmosfera. Quanto aos sólidos suspensos, foram encontradas correlações positivas entre a reflectância e a concentração dos sólidos suspensos, apesar das dificuldades de obtenção de dados concomitantes das datas de imagens orbitais
com datas da coleta de campo. Para os dados de Regência, a melhor correlação ocorreu para banda 1, que se localiza na faixa do visível, da curva dos FRB de superfície, sugerindo menor transporte de sedimentos suspensos. Para Colatina,
ocorreu para banda 4, que se encontra na faixa do infravermelho próximo, também para curva dos FRB de superfície, sugerindo maior transporte de sedimentos nesse
trecho do rio Doce, para as datas de amostragem. Conclui-se que a reflectância que melhor representa a curva espectral da água é de superfície e os dados correlacionados seguiram o padrão de quanto menores as reflectâncias, menores as
concentrações de sólidos suspensos na água
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Dados hiperespectrais na determinação do conteúdo relativo de água na folha em cana-de-açúcar / Hyperspectral data to determine the relative water content in the sugarcane leafMagda Maria Zuleta Bonilla 23 July 2015 (has links)
A cadeia produtiva da cana-de-açúcar vem sofrendo problemas de diversas naturezas, sendo a mais comum a estiagem, agravada pelas mudanças climáticas que reduzem a disponibilidade de água no solo, afetando diretamente a produtividade da cultura. Uma grande proporção da cultura da cana-de-açúcar não é irrigada, sendo sujeita a alterações entre estações úmidas e secas em condições tropicais e subtropicais, mas quando é irrigada, tem-se observado um incremento significativo na produtividade da cultura. As necessidades hídricas da cultura devem ser atendidas, tanto, na quantidade requerida, quanto no momento oportuno. Para isto, devem ser quantificados parâmetros relacionados com o seu estado hídrico. No entanto, os métodos empregados convencionalmente são demorados, custosos e invasivos. Como alternativa que ajuda a reduzir tempo e custos, o sensoriamento remoto hiperespectral vem sendo utilizado para estimar o estado hídrico em diferentes escalas, uma vez que permite a captura de grande quantidade de informação rapidamente. Para o presente trabalho, o comportamento espectral da vegetação de 400 a 2500 nm, foi utilizado na quantificação de alguns parâmetros que estabelecem o seu estado hídrico. As avaliações tanto em casa de vegetação quanto em laboratório foram feitas em folhas de cana-de-açúcar submetidas a déficit hídrico programado. Para os dados de laboratório foram obtidos R2 > 0,8 na região do visível e R2 < 0,55, na região do infravermelho próximo para CRA (conteúdo relativo de água). Para EEA (espessura equivalente da água) foi obtido um R2 < 0,6 na região do infravermelho próximo. / The sugarcane agribusiness has been suffering several kinds of problems. The most common is the drought caused by the weather changes, which reduce the water availability in the soil, affecting directly the crop yield. A large proportion of the sugarcane crop is not irrigated undergoing changes between wet and dry seasons in tropical and subtropical conditions, but when it is irrigated, it has been possible to observe an increase in the crop yield. The crop water requirements must be provided, both at the required amount and at the right time. To do this, parameters related to its moisture status have to be quantized. However, conventional methods are slow, invasive and expensive. As an alternative to reduce time and costs, the hyperspectral remote sensing has been being used to estimate the water status at different scales, because it allows capturing big amounts of information quickly. In the present study, the spectral behavior of vegetation between 400 and 2500 nm was used to quantify some parameters that establish its water status. The evaluations were conducted both in the greenhouse and the laboratory on sugarcane leaves under programmed water deficit. The laboratory data obtained were R2> 0.8 in the visible region and R2 <0.55 in the near infrared region for the RWC (relative water content). For the EWT (equivalent water thickness) was obtained a R2 <0.6 in the near infrared region.
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Espectroscopia de reflectância do visível ao infravermelho médio aplicada aos estudos qualitativos e quantitativos de solos / Reflectance spectroscopy from visible to mid-infrared applied for qualitative and quantitative studies of soisFabricio da Silva Terra 09 February 2012 (has links)
Com a intensificação e expansão da produção agrícola brasileira, seguidas da crescente preocupação ambiental, surge a necessidade da adoção de novas tecnologias para o monitoramento e avaliação em larga escala dos recursos naturais, em especial o solo. Nesse sentido a espectroscopia de reflectância, aliada as bibliotecas espectrais, atende estas expectativas por ser uma técnica eficiente, rápida, barata e não poluente, pois não usa reagentes e nem gera resíduos, porém sua aplicação nos solos tropicais brasileiros ainda é incipientes e carece de mais estudos. Sendo assim, o objetivo principal do trabalho foi comparar as informações espectrais obtidas por espectroscopia de reflectância nas faixas do visível, infravermelho próximo e, principalmente, no infravermelho médio com análises convencionais de solo a fim entender as relações existentes entre o comportamento espectral e os atributos físicos, químicos e mineralógicos dos solos estudados, ainda quantificar e caracterizar a variabilidade desses atributos e dos solos com base no comportamento espectral. Para tanto, foram utilizadas 1288 amostras de solo correspondentes a diferentes horizontes de 458 perfis da região central brasileira (GO, MS, MG e SP), sobre as quais foram procedidas análise granulométrica e química, para fins de levantamento de solos, e mineralógica. Os espectros VisNIR foram adquiridos com o sensor FieldSpec Pro, enquanto que espectros Mid-IR com o sensor Nicolet 6700 Fourier Transform Infrared (FT-IR) e, após isso, os dados foram transformados com os seguintes préprocessamentos: remoção do espectro contínuo, absorbância e correção da linha base. As diferentes faixas espectrais também foram combinadas pela outer product analysis. A distribuição dos dados espectrais e a influência de cada atributo nos comportamentos espectrais dos solos foram avaliadas através de análises estatísticas multivariadas, tais como correlação multivariada, análise por componentes principais, seguidas das análises de agrupamento kmédias, para a avaliação entre amostras, e distância taxonômica, para avaliação entre perfis. A predição dos atributos dos solos com base nos dados espectrais foi determinada pelos algoritmos de regressão multivariada: mínimos quadrados parciais (PLSR), árvores de regressão ampliadas (BT) e máquina de vetor suporte (SVM); sendo que a qualidade das predições foi definida pelos R2, RMSE, RPD e RPIQ. O comportamento espectral das principais classes de solos tropicais brasileiros, em ambas as faixas espectrais, foi apresentado juntamente com as principais feições de absorção diagnosticadas (minerais 2:1, caulinita, óxidos de Fe e Al), assim como a contribuição de cada atributo do solo na variação dos espectros. Foi possível estabelecer a formação de grupos de solo com base no grau de intemperismo das amostras, enquanto que os perfis das principais classes de solos puderam ser discriminados com base na variação do comportamento espectral em profundidade. Grande parte dos atributos estudados pode ser quantificada nas duas faixas espectrais pelo menos com um nível de qualidade razoável (RPD > 1,40), sendo que o principal algoritmo de predição foi o SVM com os espectros em valores de absorbância. A espectroscopia de reflectância, principalmente na faixa Mid-IR, apresenta-se como uma tecnologia eficaz de alta potencialidade e aplicabilidade nas análises qualitativa e quantitativas dos solos, principalmente para fins de levantamento e mapeamento. / Considering the intensification and expansion of Brazilian agricultural production followed by the growing environmental concern, there is the necessity of adopting new technologies to monitor on a large scale the natural resources, in particular, the soil. In this sense, reflectance spectroscopy, integrated with spectral libraries, meets that expectation as an alternative for proximal soil sensing because its more efficient than other techniques being cheaper and faster than conventional analyses, besides, it doesnt produce waste. However, its application on Brazilian tropical soils is still incipient and needs more studies. The main aim of this research was to compare spectral information acquired by reflectance spectroscopy in the visible, near infrared and, mainly, in the mid infrared ranges with conventional soil analyses in order to understand the relationships among spectral behavior and physical, chemical, and mineralogical attributes of the studied soils, also, to quantify and characterize the variability of these attributes and soils based on their spectral behavior. For that, a dataset with 1288 soil samples referring to different horizons from 458 soil profiles from the central region of Brazil (States of Goiás, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais e São Paulo) was used, and convetional analyses (granulometric, chemical and mineralogical) for soil survey were applied over them. VisNIR reflectance data were acquired by the FiledSpec Pro sensor whereas Mid-IR spectral data were acquired by the Nicolet 6700 (FT-IR) sensor and, after that, both data were transformed by the following pre-processing: continuum removal, absorbance and baseline correction. The different spectral ranges were also combined by outer product analysis. The data distribution and the influence of each attribute on soil spectral behavior were evaluated by multivariate statistical analyses, such as, multivariate correlations, principal component analysis followed by k-means clustering, for assessment among soil samples, and by taxonomic distance, for assessment among soil profiles. Predictions of soil attributes based on spectral data were modeled by following multivariate regression algorithms: partial least square regression (PLSR), boosted regression trees (BT) and support vector machine (SVM) and quality of modeling were evaluated by R2, RMSE, RPD and RPIQ. Spectral behavior of the main soil classes, in both ranges, were showed along with the absorption features of the major tropical minerals (2:1 minerals, kaolinite, Fe and Al oxides), as well as, the contribution of each soil attribute on spectra variations. Sample clustering based on different weathering levels of soils was possible regarding differences in absorbance intensities and features whereas profiles of the main soil classes could be discriminated based on variation of spectral behavior in depth. Much of the studied attributes could be predicted in both spectral range at least in a reasonable level of quality (RPD > 1,40), and SVM was considered the principal prediction algorithm as well as absorbance transformation as the major pre-processing. Reflectance spectroscopy, especially in the Mid-IR range, shows up as a high potential technique for qualitative and quantitative analysis of Brazilian soils, in particular for soil survey or mapping.
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Dados radiométricos obtidos nos níveis terrestres e orbital na avaliação de solos. / Radiometric data obtained by terrestrial and orbital levels in the evaluation of soils.Peterson Ricardo Fiorio 11 July 2002 (has links)
As áreas agrícolas vêm se tornando cada vez mais tecnificadas, onde o conhecimento das características físicas, químicas e mineralógicas dos solos se torna imprescindível para maximizar a produtividade. O Brasil possui uma grande extensão territorial, sendo que a maior parte não possui mapas de solos compatíveis com as necessidades agrícolas. Torna-se necessário fornecer subsídios à pesquisa pedológica referente ao aperfeiçoamento de técnicas que venham auxiliar os levantamentos de solos, tornando-os mais ágeis e econômicos. Para tanto, foram traçados os seguintes objetivos: caracterizar o comportamento espectral de solos nos níveis de campo, laboratório e orbital; correlacionar as alterações dos solos ao longo de topossequências com o caráter espectral; verificar a separabilidade das unidades de mapeamento e quantificar atributos dos solos através das respostas radiométricas; avaliar a eficiência prática da técnica. O trabalho foi conduzido em Barra Bonita, SP, onde predominam diferentes unidades de solos tais como LATOSSOLOS, ARGISSOLOS, CAMBISSOLOS e NITOSSOLOS com texturas de arenosas a muito argilosas. Na área foram demarcados pontos para amostragem em forma de grade (100 x 100 m). Todos os pontos de coleta foram georreferenciados, foram realizadas tradagens nas profundidades 0-20 e 80-100 cm. As amostras de terra foram encaminhadas ao laboratório para análises físicas, químicas. Foram obtidos dados espectrais através de espectroradiômetro em laboratório e campo. Foi realizado um mapa de solos detalhado pelo método convencional, incluindo a caracterização de perfis. Através dos dados espectrais obtidos nos níveis orbital e laboratório foram geradas equações discriminantes para os solos e equações lineares de regressão múltipla para vários atributos do solo. Os atributos dos solos foram comparados com valores estimados pelas equações e os valores determinados nas análises de laboratório para verificar a veracidade dos dados espectrais e a variabilidade da metodologia proposta. Na medida em que ocorrem alterações dos solos ao longo de uma topossequência, o comportamento espectral detectado pelos sensores, se altera. A análise descritiva das curvas espectrais descritas em literatura fornece poucos detalhes na discriminação de solos. É possível discriminar solos por sensor terrestre e orbital com 81 e 40 % de acerto respectivamente. A estimativa de teores de ferro por sensores terrestre e orbital auxilia na classificação de solos. É possível quantificar atributos do solo como areia, argila e ferro por sensores em laboratório, e, com menor índice de significância por sensores orbitais. / The agricultural areas are becoming more and more technified, where the knowledge of the physical, chemical and mineralogical characteristics of soils becomes indispensable to maximize crop productivity. Brazil possesses a great territorial extension, and most of the areas do not possess soil maps compatible with the agricultural needs. Modern technological improvements signal the necessity of supplying data to soil research, especially those areas regarding soil survey, with the objective of turning soil survey more agile and economic. The following objectives were traced: characterize the spectral behavior of soils in field, laboratory and orbital levels; correlate the alterations of soils along toposequences with the spectral character; verify the discrimination of mapping units and quantify attributes of the soils through their spectral responses; evaluate the practical efficiency of the technique. The work was done in Barra Bonita, SP, where Oxisol, Alfisol, Inceptisol e Ultisol with textures of sandy to very loamy dominate. In the study area, samples were taken following a 100 x 100 m grid. All the points were georeferenced and soil samples were obtained in the depths 0-20 and 80-100 cm. The soil samples were taken to the laboratory for physical and chemical analyses. After that, the spectral data were obtained using a spectroradiometer in laboratory, field and orbital levels. A detailed soil maps was done by the conventional method, including the characterization of profiles. Through the spectral data obtained in the orbital and laboratory levels, discriminant equations were generated for the soils and linear equations of multiple regression for several attributes of the soil. The soil attributes were compared with values quantified by the equations and values determined in laboratory analyses to verify the accuracy of the spectral data and the variability of the methodology proposal. As the soils modifications occur along a toposequence, the spectral behavior detected by the sensors becomes different. The descriptive analysis of the spectral curves described in literature supplies few details of soil discrimination. It is possible to discriminate soils by terrestrial and orbital sensors with 81 and 40% of success, respectively. The estimation of the iron content by terrestrial and orbital sensors aids in the classification of soils. It is possible to quantify attributes of the soil as sand, clay and iron using a sensor in the laboratory, and, with smaller accuracy by orbital sensors.
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Desenvolvimento de métodos analíticos ambientalmente amigáveis para a determinação de taninos hidrolisáveis, compostos antioxidantes e aminoácidos em alimentos / Development of environmentally friendly analytical methods for the determination of hydrolysable tannins, antioxidant compounds and amino acids in foodsCatelani, Tiago Augusto [UNESP] 21 March 2017 (has links)
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Previous issue date: 2017-03-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho tem por objetivo apresentar as metodologias desenvolvidas para a determinação de taninos hidrolisáveis, teor de compostos antioxidantes e conteúdo de aminoácidos totais em mel, café e suplementos de academia, respectivamente, empregando reflectância difusa, infravermelho próximo e análise por imagens como técnicas analíticas. Os métodos reflectométricos foram baseados em reações clássicas descritas na literatura, realizadas utilizando papel de filtro com barreiras hidrofóbicas como suporte sólido. Os modelos para determinação de compostos antioxidantes em amostras de café foram construídos a partir de medidas realizadas em espectrofotômetro NIR, aplicando modelos quimiométricos para quantificação. Para a determinação de aminoácidos totais em suplementos de academia, a determinação foi realizada utilizando duas técnicas: reflectância difusa e análise por imagens, a primeira seguiu o mesmo procedimento que os demais métodos reflectométricos, com o adicional do uso de um dispositivo USB, utilizado como fonte de aquecimento para a promoção da reação entre o analito e o reagente cromogênico, e a segunda baseou-se na análise de fotografias tiradas a partir de um aparelho celular com flash automático, e no uso do software ImageJ para a obtenção dos valores de absorbância. Em todos os métodos desenvolvidos foram realizados planejamentos experimentais para a otimização das variáveis. A determinação de taninos hidrolisáveis em amostras de mel foi realizada através da reação entre o analito (tanino hidrolisável) e o reagente cromogênico KIO3 (iodato de potássio), em meio de tampão acetato (pH 4,75), papel de filtro com barreiras hidrofóbicas, formando um produto colorido mensurável por reflectância difusa em 525 nm. O planejamento experimental empregado forneceu como volume ótimo para cada reagente 10 µL e as concentrações otimizadas de 3,1 x 104 mg L-1 de KIO3 e pH 4,75. Os limites de detecção (LOD) e quantificação (LOQ) obtidos foram respectivamente 12,2 e 40,8 mg L-1. A determinação de compostos antioxidantes em café foi realizada em funçao da quantificação de compostos fenólicos e flavonóides totais, além da determinação direta da capacidade antioxidante total, utilizando espectros de infravermelho próximo (NIR) para a construção de modelos quimiométricos capazes de predizer o comportamento de cada variável dentro do sistema. Os modelos construídos foram confrontados com valores de concentrações reais obtidos através da aplicação de um método espectrofotométrico comparativo para cada propriedade. A principal vantagem da utilização da técnica NIR aplicando a quimiometria é a não necessidade de etapas de tratamento das amostras e também por se tratar de uma técnica não invasiva, preservando a integridade final da amostra. Foram obtidos bons resultados na separação das amostras através de modelos quimiométricos utilizando PCA (Principal Component Analysis) e quantificação dos analitos através de modelos PLS (Partial Least Squares). O método na determinação do conteúdo de aminoácidos em amostras de suplementos de academia mostrou-se rápido para a determinação, através do uso da reação entre os analitos (aminoácidos) e o reagente cromogênico ninidrina. Foram desenvolvidas duas metodologias para a determinação: reflectância difusa associada com spot test com barreiras hidrofóbicas e análise por imagem, formando, em ambos os casos, um produto colorido (púrpura de Ruhmann) mensurado em 570 nm. O método de análise por imagem digital apresentou maior sensibilidade, porém esse não é um parâmetro importante para a comparação de metodologias, nesse caso, pois o teor de aminoácido nas amostras analisadas era elevado. O uso das barreiras hidrofóbicas permitiu a obtenção de um produto final mais homogêneo e com baixos valores de desvios nas triplicatas, aumentando a sensibilidade quando comparada com determinações por reflectância difusa na ausência das barreiras. A utilização do dispositivo USB na técnica de reflectância difusa proporcionou uma maior portabilidade ao método desenvolvido e uma maior rapidez na obtenção dos resultados. Os resultados obtidos foram satisfatórios para os dois métodos desenvolvidos e com relação aos resíduos finais, todos os quatro métodos desenvolvidos no decorrer do trabalho apresentaram valores negligenciáveis de formação de resíduos, característica de métodos ambientalmente amigáveis. / This study aims to present methodologies developed for the determination of hydrolysable tannin content of antioxidant compounds and content of total amino acids in honey, coffee and health supplements, in that order, using diffuse reflectance near infrared and analysis images as analytical techniques. The reflectométricos methods are based on classical reactions described in the literature conducted using filter paper as barriers hydrophobic solid support. The method for the determination of antioxidant compounds in coffee samples was constructed from measurements NIR spectrophotometer, applying chemometric models for quantification. For the determination of total amino acids in health supplements, the determination was carried out using two techniques: diffuse reflectance and analysis of images, the first followed the same procedure as the other reflectometric methods and the second was based on analysis of photographs taken from a mobile device with automatic flash, by using the ImageJ software for obtaining absorbance data. For all the methods developed experimental design for the optimization of the variables were performed. Determination of hydrolyzable tannins in honey samples was performed by reaction between the analyte (hydrolyzable tannin) and KIO3 chromogenic reagent (potassium iodate), among acetate buffer (pH 4.75) in barrier filter paper hydrophobic, forming a colorful measurable product by diffuse reflectance at 525 nm. The experimental design provided as great volume for each reagent 10 L and concentrations optimized 3.1 x 104 mg L-1 KIO3 and pH 4.75. The Limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) were obtained respectively 12,2 and 40,8 mg L-1. The determination of antioxidant compounds in coffee was performed by quantification of phenolic and flavonoids, as well as direct determination of total antioxidant capacity using infrared spectra close (NIR) to build chemometric models capable of predicting the behavior of each variable within of the system. The models developed were compared with actual concentration values obtained by applying a comparative spectrophotometric method for each composition. The main advantage of the use of techniques such as NIR applying chemometrics is the need for treatment steps of the samples and also because it is a non-invasive technique, preserving the final integrity of the sample. Good results were obtained for the separation of samples through chemometric models using PCA (Principal Component Analysis) and quantification of analytes through PLS (Partial Least Squares) models. The method for the determination of amino acid content in samples of gymnasium supplements was shown to be rapid for the determination through the use of the reaction between the analytes (amino acids) and the chromogenic reagent ninhydrin. Two methodologies were used for the determination: diffuse reflectance associated with spot test with hydrophobic barriers and image analysis, in both cases, a color product (Ruhmann purple) measured at 570 nm. The digital image analysis method presented higher sensitivity, but this is not an important parameter for the comparison of methodologies, in this case, since the amino acid content in the samples analyzed was high. The use of the hydrophobic barriers allowed the obtaining of a more homogeneous final product with low values of deviations in the triplicates, increasing the sensitivity when compared with determinations by diffuse reflectance in the absence of the barriers. The results obtained were satisfactory for the two methods developed and in relation to the final residues, all four methods developed in the course of the work presented negligible residue formation values. / CNPq: 140980/2013-0
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Funções de pedotransferência do solo: Estimativa por radiometria / Pedotransfer functions of soil: Estimation by radiometryDotto, André Carnieletto 11 October 2012 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The traditional soil analysis many techniques are used in order to determine the physical and chemical properties of the soil. The radiometry appears as a promising alternative technique in the analysis of soil properties. This technique has demonstrated great potential for identification and quantification of certain properties of the soil. It is a non-destructive and non-polluting tool, with the ability to collect data on large spatial dimensions with relative speed. The radiometry may in cases be simpler than the traditional analysis of the soil and on various occasions, more accurately. The main objective of this study was to determine pedotransfer functions to soil properties based on radiometric data. It was observed that the heterogeneity of the soil decreases the accuracy of the models, however it was possible to construct prediction functions for the content of sand, silt, clay and soil organic matter from the radiometry with a level of prediction models acceptable. Considering that, in the prediction of soil properties using radiometry, there is no reagents spending and less resource invested beyond the analysis time shorter than the traditional analysis, the results were promising. / Na análise tradicional do solo muitas técnicas são utilizadas na tentativa de determinar suas propriedades físicas e químicas. A radiometria aparece como uma técnica alternativa e promissora na análise de propriedades do solo. Essa técnica tem demonstrado grande potencial na identificação e quantificação de determinadas propriedades do solo. Trata-se, de uma ferramenta não destrutiva, não poluidora, com capacidade de coleta de dados em grandes dimensões espaciais com relativa velocidade. A radiometria pode, em muitos casos, ser mais simples do que a análise tradicional do solo e em várias ocasiões, mais precisa. O principal objetivo desse trabalho foi determinar funções de pedotransferência para as propriedades do solo tendo como base os dados da radiometria. Observou-se que a heterogeneidade do solo diminui a precisão dos modelos, porém foi possível construir funções de predição para o teor de argila, areia, silte e matéria orgânica do solo a partir da radiometria com um nível de predição dos modelos aceitável. Considerando que, na predição das propriedades do solo utilizando a radiometria, não há gastos com reagentes e menos recursos investidos além do tempo de análise menor que a análise tradicional, os resultados apresentados foram promissores.
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Caracterização da pele fotoenvelhecida, desenvolvimento e eficácia clínica de formulações dermocosméticas por técnicas de biofísica e análise de imagem / Characterization of photodamaged skin, development and clinical efficacy of dermocosmetic formulations by biophysical and skin imaging techniquesDaiane Garcia Mercurio 01 December 2015 (has links)
O fotoenvelhecimento tem sido um assunto de grande interesse na área cosmética e dermatológica. Portanto, é relevante a caracterização da pele fotoenvelhecida, bem como o desenvolvimento de formulações dermocosméticas adequadas e direcionadas à finalidade de uso proposta. As vitaminas A e E e seus derivados tem se destacado como substâncias ativas para tal finalidade, e, baseado nesse conceito, foi proposto um composto inovador, o Tocoretinate (éster de all-trans-ácido retinoico e D-?-tocoferol), uma potencial substância ativa alternativa ao ácido retinoico para atuar na melhoria das condições da pele fotoenvelhecida. Nesse contexto, o objetivo do presente projeto foi caracterizar as alterações cutâneas decorrentes do fotoenvelhecimento, desenvolver e avaliar a estabilidade e a eficácia clínica de formulações cosméticas antienvelhecimento contendo Tocoretinate (TR), palmitato de retinila ou acetato de tocoferila. Para tal, inicialmente foi feito o planejamento experimental Box-Behnken com metodologia de superfície de resposta (MSR) foi executado para avaliar os principais efeitos e interações das matérias-primas da formulação. Foram selecionadas três formulações contendo, ou não, 0,5% de palmitato de retinila, 5% do acetato de tocoferila e 0,1% de Tocoretinate, as quais foram avaliadas quanto a sua estabilidade. A caracterização da pele fotoenvelhecida brasileira na face, nos antebraços e no dorso das mãos foi realizada em 80 voluntárias em dois grupos de idade por meio de questionários de autoavaliação e por técnicas de biofísica e imagem da pele. A mesma avaliação foi realizada no antebraço volar e face de 41 voluntárias francesas de 40 a 65 anos. As formulações desenvolvidas foram avaliadas por técnicas de biofísica e análise de imagem antes e após 84 dias de uso pelas voluntárias brasileiras acima de 40 anos. A MSR permitiu a avaliação dos efeitos isolados bem como da interação de matérias primas em respostas como: parâmetros reológicos, sensorial e hidratação. As formulações desenvolvidas foram consideradas estáveis pelos testes de estabilidade realizados. Os principais efeitos relacionados ao fotoenvelhecimento foram: perda da qualidade elástica, maior número e largura de rugas, menor ecogenicidade, maior ângulo tipológico individual e maior tamanho de corneócitos. Na análise morfológica, foi observado um padrão de pigmentação irregular, queratinócitos distribuídos irregularmente, achatamento da junção dermoepidérmica e a presença de fibras de colágeno deterioradas. Diferentes características morfológicas, estruturais e biofísicas foram encontradas na pele brasileira e francesa, que são submetidas a diferentes fatores ambientais e apresentam hábitos distintos. A formulação contendo Tocoretinate atuou na hidratação, na elasticidade líquida, no aumento do componente viscoso da pele, na redução da espessura do estrato córneo, aumento da espessura da epiderme, melhoria da homogeneidade e redução da pigmentação da epiderme e aumento da profundidade das papilas dérmicas. As formulações contendo derivados de vitaminas A e E apresentaram efeito na hidratação cutânea e função barreira da pele, no aumento da porção viscoelástica da curva, aumento da reflectância entre os queratinócitos após 84 dias de estudo. A caracterização da pele por técnicas de biofísica e análise de imagem foi fundamental para a definição do protocolo de estudo clínico de eficácia aplicando as referidas técnicas. O estudo clínico mostrou a eficácia da formulação desenvolvida contendo Tocoretinate na melhoria das condições da pele fotoenvelhecida, e fornece embasamento científico relevante para o uso deste ingrediente ativo inovador tanto em produtos cosméticos como na clínica dermatológica. / Photoaging is a subject of great interest in cosmetics and dermatology. Thus, it is important to characterize photodamaged skin and the development of appropriate dermocosmetic formulations for this purpose. Vitamins A and E and their derivatives have emerged as active substances for this purpose, and, based on this concept, an innovative compound was proposed, the Tocoretinate (ester of all-trans retinoic acid and D-?-tocopherol), which is a potential active ingredient to replace retinoic acid, acting on the improvement of photodamaged skin conditions. The objective of this project is to characterize the skin changes due to photoaging and to develop, evaluate the stability and clinical efficacy of anti-aging cosmetic formulations containing Tocoretinate, retinyl palmitate and tocopheryl acetate. An experimental design of three factors in three levels of experience (Box-Behnken) with response surface methodology (RSM) was performed to evaluate the main effects and interactions of raw materials of the formulations. Three formulations were selected containing, or not, 0.5% retinyl palmitate, 5% tocopheryl acetate and 0.1% Tocoretinate, which were submitted to stability tests. The characterization of the brazilian photodamaged skin on the face, forearms and back of the hands was carried out on 80 volunteers in two age groups through self-assessment questionnaires and biophysical and skin imaging techniques. The same evaluation was performed on the volar forearm and face of 41 French volunteers aged between 40-65 years old. The developed formulations were evaluated by biophysical and skin imaging techniques before, and after 84 days of application of the formulations. RSM allowed the evaluation of the effects of the raw materials on the responses: rheological behavior, sensory properties and hydration. The formulations were considered stable in stability tests. The clinical and morphological features related to photoaging were: loss of the elastic quality, more wrinkles, less echogenicity, higher individual typological angle and larger size of corneocytes and a thicker stratum corneum. For the morphological analysis, an irregular pigmentation pattern was observed, keratinocytes irregularly distributed, flattening of the dermal-epidermal junction and the presence of damaged collagen fibers. Different morphological, structural and biophysical characteristics were found in Brazilian and French skin, that are exposed to different environmental factors and has distinct habits. The formulation containing Tocoretinate acted on skin hydration, elasticity, reduced stratum corneum thickness, increased epidermal thickness, improved uniformity, reduced skin pigmentation, and also increased depth of dermal papillae. Formulations containing derivatives of vitamins A and E acted on skin barrier function and hydration, increasing the portion of the viscoelastic curve and improved the interkeratinocyte reflectance after 84 days of the study. The characterization of the skin by biophysical techniques and skin imaging analysis was fundamental in effectively defining the clinical study protocol applying these techniques. The clinical study showed the efficacy of the formulations developed containing Tocoretinate in improving photodamaged skin conditions, and provides relevant scientific basis for the use of this innovative active ingredient both in dermocosmetics and in dermatology.
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