Submitted by DIEGO ROSSI null (rossi_diego@ig.com.br) on 2016-02-16T18:58:22Z No. of bitstreams: 1 Dissertação D.Rossi - FINAL.pdf: 4611767 bytes, checksum: 71f830e143f447c9e962c2305462a623 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-02-17T16:11:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rossi_d_me_bauru.pdf: 4611767 bytes, checksum: 71f830e143f447c9e962c2305462a623 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-17T16:11:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rossi_d_me_bauru.pdf: 4611767 bytes, checksum: 71f830e143f447c9e962c2305462a623 (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Este trabalho tem por finalidade a deposição de filmes finos de carbono amorfo hidrogenado (a-C:H) e de filmes finos de carbono amorfo hidrogenado com silício (a-C:H:Si). Analisar a incorporação gradativa de cloro nos filmes, tornando-os clorados (a-C:H:Cl e a-C:H:Si:Cl). As técnicas utilizadas para a deposição dos filmes foram: (i) a deposição à vapor químico assistido por plasma (PECVD) e (ii) implantação iônica por imersão em plasma (PIIID). Os filmes foram produzidos a partir de misturas de vapores de propanol, CH3(CH2)2OH, vapores de tetrametilsilano, Si(CH3)4, vapores de clorofórmio, CHCl3, e argônio, Ar, respectivamente monômero 1, monômero 2, comonômero e gás plasmogênico. O aumento do clorofórmio na alimentação do reator acarretou em mudanças nas estruturas químicas do material depositado e também alterações nas suas características ópticas. Para averiguar as modificações nas propriedades ópticas dos filmes foram calculados o coeficiente de absorção, o índice de refração e o gap óptico com base em espectros de transmitância óptica na região do Ultravioleta, Visível e Infravermelho Próximo, (Uv/Vis/NIR). As modificações nas estruturas químicas dos filmes foram analisadas por espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier, FTIR, visando revelar os grupos químicos presentes nos filmes. Espectroscopia de fotoelétrons de raios X, (XPS), foi a técnica utilizada para desvendar a composição química elementar dos filmes e a 6concentração dos elementos presentes. As características de molhabilidade dos filmes foram medidas em um goniômetro, através da análise da interação da gota de um fluído com a superfície dos filmes. Espessuras medidas por perfilômetria foram comparadas a valores teóricos provenientes das constantes ópticas. Os resultados do XPS demonstraram a presença de cloro nos filmes, a concentração máxima obtida foi de ~ 8% at. Houve um aumento na taxa de deposição dos filmes em função do aumento da proporção de clorofórmio na entrada do reator. O ângulo de contato apresentou-se em torno de 75° para os filmes aC:H:Cl e em torno de 80° para os filmes a-C:H:Si:Cl. As análises ópticas Uv/Vis/NIR apresentaram índice de refração de ~1.5, calculadas por modelos computacionais iterativos, o gap de Tauc aumentou de 1,9 eV para 2,5 eV para filmes finos a-C:H clorados. / Thin hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) and (a-C:H:Si) films were produced and the gradual incorporation of chlorine turn into a-C:H:Cl films and aC:H:Si:Cl films. The a-C:H:Cl and a-C:H:Si:Cl films were produced by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) from mixtures of vapor of propane, CH3(CH2)2OH, tetramethylsilane, Si(CH3)4, chloroform, CHCl3, and argon gas, Ar; respectively monomer 1, monomer 2, comonomer and argon gas. The increase of chloroform in the film composition resulted in changes in the chemical structure of the material and also changes in its optical characteristics. To investigate the changes in the optical properties of the films, the absorption coefficient, refractive index and band gap were calculated from optical transmittance spectra in the Ultraviolet, Visible and Near Infrared (Uv/Vis/NIR) regions. The modifications in chemical structures of the films were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy FTIR. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was the technique used to measure the chemical composition of the films. The wettability characteristics were measured using a goniometer, through the analysis of the interaction of a fluid drop on the surface of the films. Film thicknesses were measured using perfilometry and compared with theoretical values derived from optical data. The XPS results showed chlorine in the film, and the maximum concentration was about 8% at. There was an increase in the deposition rate as 8chloroform proportion reactor inlet was added. The contact angle showed around 75° to a-C:H:Cl films and around 80° to a-C:H:Si:Cl films. The optical analyses Uv/Vis/NIR showed refractive index of ~1.5, calculated for interactive computer models. The Tauc band gap increased from 1,9 eV to 2,5 eV for a-C:H chlorinated films.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-03-09T13:08:05Z No. of bitstreams: 1 PDF - Demetrius José da Silva.pdf: 1875869 bytes, checksum: 1061e2217a110ec6fb9511ee004c9cde (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-07-21T21:00:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Demetrius José da Silva.pdf: 1875869 bytes, checksum: 1061e2217a110ec6fb9511ee004c9cde (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-07-21T21:00:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Demetrius José da Silva.pdf: 1875869 bytes, checksum: 1061e2217a110ec6fb9511ee004c9cde (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T21:00:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Demetrius José da Silva.pdf: 1875869 bytes, checksum: 1061e2217a110ec6fb9511ee004c9cde (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The analyzes of the physical properties of cotton fibers are made in HVI, which is characterized by the high cost of acquisition and maintenance, performs invasive analysis and can’t be used to evaluate chemical characteristics of the samples. The classical methods for analysis of cotton fibers are destructive, time consuming, laborious and require large amounts of reagents. The VIS and NIR spectroscopy appears as a good alternative for the analysis of white and naturally colored cotton fiber because this method maintains the integrity of the sample, can perform multiple measurements simultaneously and has a relatively low cost of acquisition if compared to HVI. This work aims to obtain calibration models for the prediction of physical properties of naturally colored cotton fiber using spectroscopy in the visible (VIS) and near-infrared (NIR) spectra, combined with multivariate analysis. A set of 72 independent fiber samples of six cotton cultivars were used, 24 of them of two with white fiber cultivars (BRS Aroeira and BRS 8H) and four with naturally colored fiber (BRS Topázio, BRS Verde, BRS Safira, and BRS Rubi) were analyzed. The samples were analyzed for fiber yield (FIB), upper half mean length (UHM), uniformity index (UNF), short fiber index (SFI), strength (STR), elongation (ELG), micronaire (MIC), maturity (MAT), count strength product (CSP) and wax content (WAX). A Tukey’s test and principal component analysis (PCA) were performed in the reference results. The reflectance spectra were preprocessed (Savitzky-Golay, MSC and SNV) before a partial least squares regression (PLS) calibration method and then obtained within a spectral range of 400-2500 nm. The Tukey’s test and PCA results were statiscally significative for SFI, ELG and WAX (this last one is more specifically for BRS Verde) parameters to all analyzed cultivars but BRS Topázio. The STR, UHM and CSP measurements stand out for the white fiber cultivars and have a negative relationship as compared to the MIC, MAT and FIB variables. In the set of evaluatedsamples, the SFI, ELG and WAX measurements tend to provide an inverse correlation with theother variables analyzed. The results of these measurements using HVI system, for white andnaturally colored fiber, are dependent of the composition and the wax content of the the fiber.The PLS calibration models with pre-processed spectra used for analysis of the principal properties which express cotton fiber quality were consistent with results obtained in the HVI system. The application of VIS-NIR spectroscopy and PLS calibration are strategies that providesatisfactory results for the analysis of cotton fiber with speed, accuracy and reliability. / As análises das propriedades físicas das fibras de algodão são feitas em sistema HVI, que se caracteriza pelo alto custo de aquisição e manutenção, realiza análises invasivas e não pode ser usado para avaliação de características químicas das amostras. Já os métodos clássicos para análise de fibras de algodão são destrutivos, demorados, laboriosos e exigem grandes quantidades de reagentes. A espectroscopia VIS-NIR surge como uma boa alternativa para a análise de fibras de algodão branco e naturalmente colorido, pois se trata de um método que mantem a integridade da amostra, permite várias determinações simultaneamente e tem um custo de aquisição relativamente baixo se comparado ao HVI. Pelo exposto, objetivou-se obter modelos de calibração para a predição de atributos da fibra de algodão naturalmente colorido utilizando espectroscopia na região do visível (VIS) e infravermelho próximo (NIR), aliadas a técnicas de análise multivariada. Um conjunto de 72 amostras independentes de seis cultivares de algodão foi utilizado, sendo 24 delas de duas cultivares de fibra branca (BRS 8H e BRS Aroeira) e 48 amostras de quatro cultivares de fibra naturalmente colorida (BRS Topázio, BRS Verde, BRS Safira e BRS Rubi). As amostras foram analisadas para as propriedades de rendimento de fibra (FIB), comprimento médio (UHM), uniformidade (UNF), índice de fibras curtas (SFI), resistência (STR), alongamento à ruptura (ELG), micronaire (MIC), maturidade (MAT), índice de fiabilidade (CSP) e teor de cera (WAX). Os resultados de referência foram submetidos ao Teste de Tukey e análise de componentes principais (PCA). Os espectros de reflectância foram obtidos na faixa espectral de 400 a 2500 nm, os quais foram pré-processados (Savitzky-Golay, MSC e SNV) antes da calibração pelo método de regressão por Mínimos Quadrados Parciais (PLS). Constatou-se significância entre as variáveis SFI, ELG e WAX, as duas primeiras para as cultivares de fibra naturalmente coloridas, com exceção da BRS Topázio, e a última para a cultivar BRS Verde. As medidas de STR, UHM e CSP destacam-se para as cultivares de fibra branca e possuem relação negativa entre as variáveis MIC, MAT e FIB. No conjunto de amostras avaliadas, as medidas de SFI, ELG e WAX tendem a fornecer correlação inversa com as demais varáveis analisadas. Os resultados dessas medidas em sistema HVI, tanto em fibra branca e naturalmente colorida, são dependentes da composição da fibra para os teores de cera. Os modelos de calibração por PLS, em espectros pré-processados, para as principais propriedades que expressam a qualidade de fibras de algodão foram compatíveis com os resultados obtidos em sistema HVI. A aplicação da espectroscopia VIS-NIR e calibração por PLS são estratégias que fornecem resultados satisfatórios para análise de fibra de algodão com rapidez, precisão e confiabilidade.

Magnetite, an iron oxide, is a possible candidate for in situ remediation of contaminated groundwater systems due to its oxidation/reduction potential for reduction of contaminants such as carbon tetrachloride. Little characterization and analysis has been done to describe the kinetics of magnetite transformation during oxidation. This work focuses on monitoring the concentrations of magnetite and one of its oxidation transformation products, maghemite, by the use of UV-Vis-NIR spectroscopy. As oxidation proceeded at a constant specific temperature, the concentration of magnetite decreases, which was indicated by a decrease in absorption in the NIR-region of the spectrum. As magnetite concentrations decreased, the concentration of maghemite increased, which was indicated by an increase in absorption in the UV-region. The temperature at which the suspensions of magnetite and maghemite were measured was of great importance for complete understanding of the magnetite transformation as seen by UV-Vis-NIR spectroscopy analysis. Higher measurement temperatures produced higher absorptivities of FeII-FeIII electron hopping transitions, while decreasing the absorptivity of FeIII-FeIII in the NIR and UV-regions respectively. Lower temperatures produced the opposite effects on the iron oxides' transitions. Higher temperature increased the rate of oxidation. / Master of Science

Vidros dopados com íons terras-raras trivalentes TR3+, são materiais importantes devido a suas potenciais aplicações tecnológicas como em dispositivos luminescentes e lasers de estado sólido. Os TR3+ possuem níveis de energia eletrônicos que permitem obter emissões desde o ultravioleta até o infravermelho próximo. A classe de vidros tungstênio fosfatos tem sido amplamente estudada devido as suas propriedades incomuns aos vidros fosfato clássicos como, por exemplo, alta estabilidade térmica contra devitrificarão, absorção óptica não linear e efeitos fotocrômicos mediante irradiação. Neste trabalho, foram estudados vidros tungstênio fosfato dopados com os íons Nd3+, Tb3+ e co-dopados com os íons Er3+ e Yb3+, no sistema composicional 90NaPO3-10WO3 + x%Nd2O3 (x = 0,25; 0,5; 1; 3 e 5% em peso em excesso) 90NaPO3 – 10WO3 + y%TbF3 (y = 0,1; 0,5; 1; 3 e 5 em peso em excesso) (90-z-k)NaPO3 – 10WO3 + z%Er2O3 + k%Yb2O3 (z = 0,25; 0,5; e 1 mol%; k = 0 e 2 mol%). As amostras foram obtidas pelo método convencional de fusão e resfriamento e foram caracterizadas por absorção UV-VIS-NIR, fotoluminescência (emissão e excitação), e tempos de vida de estado excitado. Para as amostras dopadas com Nd3+ foram observadas emissões intensas em 1060 nm, os tempos de vida do nível emissor 4F3/2 foram medidos e a eficiência quântica do sistema foi estimada. As amostras dopadas com Tb3+ apresentaram o pico de emissão de maior intensidade em 542 nm, porém para os vidros com baixa concentração de íon dopante, duas transições com intensidades relativas da mesma ordem da transição do verde, correspondentes a emissões em 415 nm e 435 nm, foram observadas e o tempo de vida para estado emissor 5D4 também foi medido. Os vidros co-dopados com Er3+/Yb3+ apresentaram emissões intensas em 522 nm, 545 nm e 658 nm em um processo de conversão ascendente de energia (upconversion) que envolve dois fótons. Os tempos de vida do estado emissor 4I13/2 do Er3+ dessa amostra também foram mensurados. / Glasses and glass-ceramics doped with trivalent earth-rare ions TR3+, are important materials due to their potential technological applications, such as in luminescent devices and solid-state lasers. These ions have electronic energy levels that allow emissions from ultraviolet to infrared. The tungsten phosphate glass class has been extensively studied due to its unusual properties when compared to the classical phosphate glasses, such as high thermal stability against devitrification, nonlinear optical absorption, photochromic effects under visible irradiation, and efficient emission properties of earth-rare ions. In this work, tungsten phosphate glasses doped with Nd3+ and Tb3+ ions. and co-doped with Er3+ and Yb3+ ions, were studied in the compositional system 90NaPO3-10WO3 + x%Nd2O3 (x = 0.25; 0.5; 1; 3 e 5% by weight in excess) 90NaPO3 – 10WO3 + y%TbF3 (y = 0.1; 0.5; 1; 3 e 5 by weight in excess) (90-z-k)NaPO3 – 10WO3 + z%Er2O3 + k%Yb2O3 (z = 0.25; 0.5; e 1 mol%; k = 0 e 2 mol%). The samples were obtained by the conventional melt quenching technique and were characterized by UV-VIS-NIR absorption, photoluminescence (emission and excitation), and excited state lifetime values. For samples doped with Nd3+ intense emissions were observed at 1060 nm, the lifetimes of the 4F3/2 emitting level were measured and the quantum efficiency of the system was estimated. The Tb3+ doped samples presented the highest intensity emission peak at 542 nm, but for the glasses with low dopant ion concentration, two transitions with relative intensities of the same order of the green transition, corresponding to emissions at 415 nm and 435 nm were detected. The lifetime value of the 5D4 emitting state was also measured. The Er3+/Yb3+ co-doped glasses exhibited intense emission at 522 nm, 545 nm and 658 nm in an upconversion process involving two photons, the lifetime of the emitting state 4I13/2 of Er3+ were also measured for these samples.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:22:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Debora_Leitzke_Betemps.pdf: 4121028 bytes, checksum: ee28f25c1660db7ee2ce97d47b512205 (MD5) Previous issue date: 2011-11-28 / Currently consumers are not focused only on the external characteristics of the fruits, as color and size, the internal characteristics such as sugar content and the presence of antioxidant compounds acquires a greater importance in purchasing decisions. The measurement of these parameters is usually done by traditional analysis that presented as main characteristic the sample destruction, beyond being held in a limited number of fruits, normally not representative of the lot or orchard. The optical methods based in visible spectroscopy techniques (Vis) and near-infrared (NIR), as the chlorophyll fluorescence are pointed as a solution of the classic evaluation methods, allowing to assess several components at the same time, without the sample destruction. This study aimed to use the spectroscopy Vis/NIR and the chlorophyll fluorescence as non destructive methods to evaluate quality parameters in peaches, mangos and apples. In peaches it was used the NIR-Case equipment to establish models of calibration for estimating parameters of soluble solids (SS) and flesh firmness for the cultivars Chimarrita, Maciel, Eldorado and Jubileu for two years in a row, being in the second year, it was also evaluated the effect of harvesting time on the calibration models. From the obtained results it can be infer that the attribute soluble solids the calibrations models presented coefficient of determination values acceptable and appropriate to predict the future behavior of the samples in two consecutive years. For flesh firmness only the models developed for the cultivars Jubileu and Eldorado were considered satisfactory, requiring for the others cultivars, new setting for future harvests. The calibration models presented different results over the harvest dates, being the best fits occur in the end of the harvest, fact observed in all peaches cultivars. In mangoes of the cultivar Tommy Atkins and in peaches of the cultivars Eldorado and Jubileu the use of this technique for the separation of fruits in categories according to their maturation stage and monitoring directly from the field using a portable spectrophotometer (DA-meter®) that emits two 9 light signals of wavelength 570 and 720 nm and provides an indes (DA), which correlates with the content of chlorophyll in the peel of the fruit. Through these studies it was conclude that, with the index DA it is possible to separate the mangoes fruits in categories according the maturation degree as well monitor the maturation of the peaches directly from the field, and the relations between these index and quality parameters determinate through the coefficients of determination (R2) were satisfactory. In apples of the cultivars Fuji, Granny Smith and Golden Delicious it was used a sensor based on the technique of chlorophyll fluorescence for the estimation of chlorophyll, anthocyanins and flavonoids present in the skin of the fruit. In general, sides with greater sunlight exposure have higher rates of anthocyanins and flavonois and lower chlorophyll. The correlations between the non-destructive index and the real content of these pigments in the apple skin show the existence of significant correlations the two methods proposed. A negative correlation was found between soluble solids in apples and the chlorophyll fluorescence (CHL) in the far red spectrum. The results also indicate that a single multiparameter sensor of a fluorescence base can provide quality and maturity indices of apples in a nondestructively way. Thus, after the execution of the study, it can be conclude that different methods and technologies have potential for non-destructive evaluation of fruit quality parameters. / Atualmente os consumidores não estão focados apenas nas caracterísiticas externas das frutas, como cor e tamanho, as características internas como teores de açúcares e a presença de compostos antioxidantes passam a ter uma maior importância na decisão de compra. A mensuração destes parâmetros, normalmente é feita através de análises tradicionais que apresentam como característica principal a destrutição da amostra, além de ser realizada em um número restrito de frutas, normalmente não representativo do lote ou do pomar. Os métodos ópticos baseados nas técnicas da espectroscopia do visível (Vis) e do infravermelho próximo (NIR), assim como a fluorescência da clorofila são apontadas como uma evolução dos métodos clássicos de avaliação, permitindo avaliar vários componentes ao mesmo tempo, sem a destruição das amostras. O objetivo da realização deste trabalho foi utilizar a espectroscopia do Vis/NIR e da fluorescência da clorofila como métodos não destrutivos para avaliar parâmetros de qualidade de pêssegos, mangas e maçãs. Em pêssegos utilizou-se o equipamento NIR-Case para o estabelecimento de modelos de calibração para a estimação dos parâmetros sólidos solúveis (SS) e firmeza de polpa para as cultivares Chimarrita, Maciel, Eldorado e Jubileu por dois anos consecutivos, sendo que no segundo ano avaliou-se também o efeito de época de colheita sobre os modelos de calibração. Pelos resultados obtidos podemos inferir que para o atributo SS, os modelos de calibração apresentaram valores de coeficiente de determinação aceitáveis e adequados para prever o comportamento de amostras futuras, nos dois anos consecutivos. Para a firmeza de polpa apenas os modelos desenvolvidos para as cultivares Jubileu e Eldorado foram considerados satisfatórios, necessitando para as demais cultivares, novos ajustes para safras futuras. Os modelos de calibração apresentam resultados diferentes ao longo das datas de colheita, sendo que os melhores ajustes ocorrem no final da safra, fato 7 observado em todas as cultivares de pêssegos. Em mangas da cultivar Tommy Atkins e em pêssegos das cultivares Eldorado e Jubileu, foi testada o uso desta técnica para a separação das frutas em categorias de acordo com o estádio de maturação e acompanhamento desta diretamente no campo, com o uso do espectrofotômetro portátil (DA-meter®) que emite dois sinais luminosos nos comprimentos de onda 670 e 720nm e fornece um índice (DA), que se correlaciona com o conteúdo de clorofila presente na epiderme das frutas. Através destes trabalhos foi possível concluir que, com o índice DA é possível separar as frutas de manga em categorias de acordo com o grau de maturação bem como acompanhar a maturação de pêssegos diretamente no campo, e as relações entre os valores destes índices e os parâmetros de qualidade, determinadas através dos coeficientes de determinação (R2) foram satisfatórios. Em maçãs das cultivares Fuji, Granny Smith e Golden Delicious utilizou-se um sensor com base na técnica da fluorescência da clorofila para a estimação de clorofilas, antocianinas e flavonóides presentes na epiderme das frutas. De uma maneira geral os lados com maior exposição a luz solar apresentaram os maiores índices para os antocianinas e flavonóides e menores para clorofila. As correlações entre os índices não destrutivos e o conteúdo real destes pigmentos nas epidermes das maçãs demonstraram a existência de correlações signifcativas entre os dois métodos propostos. Uma correlação negativa foi encontrada entre o teor de sólidos solúveis em maçãs e a fluorescência da clorofila (CHL) no espectro do vermelho distante. Os resultados também indicam que um sensor multiparamético de base fluorescente pode fornecer índices de maturação e qualidade de maçãs de forma não destrutiva. Sendo assim, após a execução dos trabalhos pode-se concluir que os diferentes métodos e tecnologias não destrutivas apresentam potencial para avaliação dos parâmetros de qualidade em frutas.

O trabalho teve o objetivo de investigar técnicas de sensoriamento de solo e analisar o potencial de utilização das mesmas diretamente no campo. Quatro etapas distintas foram desenvolvidas para atender aos seguintes objetivos: a) comparar e avaliar o potencial de predição de atributos do solo de três espectrômetros portáteis (vis-NIR) em ambiente controlado; b) avaliar a predição em movimento de pH, P e K utilizando técnicas de sensoriamento óptico (reflectância vis-NIR) e eletroquímico (eletrodos íon-seletivos de pH e K) em uma área experimental com variabilidade induzida; c) montar e testar uma plataforma de campo com sensores elétricos, eletroquímicos e ópticos; d) avaliar o potencial de predição de textura do solo utilizando um equipamento portátil de espectroscopia de fluorescência de raios X. Na primeira etapa as leituras de reflectância espectral vis-NIR dos três equipamentos avaliados mostraram-se muito semelhantes, com coeficientes de correlação acima de 0,86 na faixa de 400 a 1800 nm. Quando comparados nesta região espectral os equipamentos produziram modelos de predição muito semelhantes, com leve superioridade para o sistema FieldSpec. Os modelos mostraram-se mais promissores para a predição da textura do solo em relação aos atributos químicos. Na segunda etapa as leituras de campo utilizando eletrodos íon-seletivos de pH e K apresentaram uma alta correlação com as análises de laboratório. As avaliações permitiram observar que condições de solo com baixa umidade prejudicam sensivelmente as leituras. Apesar da alta correlação, os valores de campo precisam ser corrigidos para a metodologia de laboratório desejada. Os modelos de predição de P, K e pH utilizando espectrometria vis-NIR no campo apresentaram baixa precisão. Os testes da Plataforma Multisensores de Solo (PMS) na terceira etapa demonstraram ser possível a utilização de sensores elétricos, eletroquímicos e ópticos em uma mesma plataforma. As leituras de condutividade elétrica aparente do solo (CEa) demonstraram que este parâmetro está relacionado com a textura, atuando como um indicador da variabilidade e possibilitando a identificação dos locais de transição de textura. O pH mensurado pela PMS exibiu correlações abaixo das verificadas na segunda etapa. No entanto, alguns resultados atípicos foram verificados, como a correlação maior entre pH em CaCl2 com a PMS do que em relação ao método em H2O. As leituras de reflectância vis-NIR utilizando a PMS apresentaram bons modelos de predição de areia e argila, permitindo a criação de mapas de alta resolução destes parâmetros. A espectroscopia de fluorescência de raios X portátil foi eficiente para estimar a textura do solo. Os teores de areia e argila foram estimados tanto por meio de regressões lineares simples como regressões múltiplas com valores de R2 acima de 0,60. O Fe total foi o principal elemento utilizado nesses modelos de regressão. / The objective of this work was to investigate soil sensing techniques and to analyze the potential for their use directly in the field. Four distinct steps were developed to meet the following objectives: a) to compare and evaluate the potential of predicting soil attributes with three portable spectrometers (vis-NIR) in a controlled environment; B) to evaluate the on-the-go prediction of pH, P and K using optical sensors (vis-NIR reflectance) and electrochemical techniques (ion-selective pH and K electrodes) in an experimental area with induced variability; C) assemble and test a field platform with electrical, electrochemical and optical sensors; D) to evaluate the potential of predicting soil texture using a portable X-ray fluorescence spectroscopy equipment. In the first step the vis-NIR spectral reflectance readings of the three equipments evaluated were very similar, with correlation coefficients above 0.86 in the 400 to 1800 nm range. When compared in this spectral region, the equipment produced very similar prediction models, with slight superiority for the FieldSpec system. The models showed to be more promising for the prediction of soil texture in relation to chemical attributes. In the second step the field readings using ion-selective pH and K electrodes presented a high correlation with the laboratory analyzes. The evaluations showed that soil conditions with low moisture significantly affect the readings. Despite the high correlation, the field values need to be corrected for the desired laboratory methodology. Prediction models of P, K and pH using field-vis-NIR spectrometry showed low precision. The tests of the Multisensors Soil Platform (MSP) in the third stage demonstrated that it is possible to use electric, electrochemical and optical sensors in the same platform. The electrical conductivity (EC) readings showed that this parameter was related with soil texture, acting as an indicator of variability and allowing the identification of texture transitions. The pH measured by MSP exhibited correlations below those verified in the second step. However, some atypical results were verified, such as the higher correlation between pH in CaCl2 and MSP than in H2O. The vis-NIR reflectance readings using the MSP resulted in good sand and clay prediction models, allowing the creation of high resolution maps of these parameters. Portable X-ray fluorescence spectroscopy was efficient for estimating soil texture. The sand and clay contents were estimated both by simple linear regressions and multiple regressions with R2 values above 0.60. Total Fe was the main element used in these regression models.

Orientador: Prof. Dr. Emery Cleiton Cabral Correia Lins / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2016. / A polpa dental, considerada um tecido mole, é o tecido mais interno do dente. Sua função principal é garantir a formação de dentina (dentinogênese) durante toda a vida do indivíduo. Sendo assim,a informação sobre sua saúde é de extrema relevância no ambiente clínico odontológico. Uma vez que a polpa do dente é diagnosticada não saudável por consequência de infecções e/ou traumas, o procedimento clínico sugere a realização de tratamento com remoção total do tecido degradado. Dessa maneira, a proposta do presente projeto de pesquisa foi a proposição de um novo método diagnóstico utilizando-se da espectroscopia de reflexão com radiações no visível e no infravermelho próximo (VIS/NIR e NIR de 350nm a 1700nm) para discriminação de polpas humanas sadias e polpas patológicas indicadas para procedimento endodôntico. Para isso, fez-se uso do modelo estatístico da Análise de Componentes Principais (PCA) nas bandas espectrais VIS/NIR e NIR para proposições de modelos matemáticos que diferenciasse os dois grupos de amostras. Os modelos apresentaram que a distinção destes dois grupos é possível com uma taxa de acertos de 94,7% no NIR e 95% no VIS/NIR. Além disso, no VIS/NIR a diferenciação dos grupos também se dava ao analisar o comprimento de onda onde ocorria o pico da emissão: observou-se que os picos do grupo sadio patológico estavam sempre acima de 700nm enquanto que os picos do grupo patológico mantinham abaixo de 700nm. Com tudo, o objetivo do presente projeto de pesquisa foi alcançado: os grupos de polpas sadias e patológicas puderam ser separados ao utilizar radiações VIS/NIR e NIR pela técnica de espectroscopia de reflexão, seja pela análise estatística da PCA por parte dos espectros no NIR ou pela análise colorimétrica do pico de emissão por parte dos espectros no VIS/NIR. / The dental pulp, a soft tissue, is the innermost tissue of the tooth. Its main function is to ensure the formation of dentin (dentinogenesis) throughout the life of the individual. Therefore, the information about their health is extremely relevant in the clinical dental environment. Since the pulp of the tooth is diagnosed unhealthy as a result of infections and/or trauma, the clinical procedure suggests performing treatment with total removal of the degraded tissue. In this way, the proposal of the present research project was the proposal of a new diagnostic method using reflection spectroscopy with visible and near infrared (VIS/NIR and NIR from 350nm to 1700nm) for discrimination of healthy human pulps and pathological pulps indicated for endodontic procedure. For this, we used the statistical model of Principal Component Analysis (PCA) in the spectral bands VIS/NIR and NIR for propositions of mathematical models that differed between the two groups of samples. The models showed that the distinction between these two groups is possible with a success rate of 94.7% in NIR and 95% in VIS/NIR. In addition, in the VIS/NIR group differentiation also occurred when analyzing the wavelength where the emission peak occurred: it was observed that the peaks of the pathological healthy group were always above 700nm whereas the peaks of the pathological group maintained Below 700nm. However, the objective of the present research project was reached: the groups of healthy and pathological pulps could be separated by using VIS/NIR and NIR radiation by the reflection spectroscopy technique, or by the statistical analysis of PCA by the NIR spectra or by the colorimetric analysis of the emission peak by the VIS/NIR spectra.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:39:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1545911 bytes, checksum: 374fbc9951e52fdc2397c84a434ed6a2 (MD5) Previous issue date: 2012-08-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The macaúba [Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. Ex Mart.] is a rustic oilseed, with high productivity and multiple potential, which is strongly demanded in the food, cosmetic, and especially the energy industries, due of its suitability for biodiesel production. However, despite the enormous potential, the exploitation of macaw palm still boils down to foraging. Studies aiming at their sustainable use and the resulting domestication of the species are ignorant, because of the lack of practical and efficient methods to support breeding programs on genotypes selections. The main objective of this study was to develop and propose methods to estimate the oil content and volume of the mesocarp in macaw palm fruit using optical characteristics. For methodologies evaluation two assays were carried out. In the first, 420 samples were used to develop calibration model to predict oil content of mesocarp using visible and near infrared spectrometry. The soxhlet method was used as reference. In the second, consisted of 20 samples, were developed imaging algorithms to estimate the mesocarp volume, and as a reference was used water displacement method. In the first assay the developed model showed consistent results in the calibration and validation sets, and it s potentially feasible for preliminary selections and characterization of genotypes intended macaw palm improvement. In the second, were developed two algorithms, one considering each fruit as sphere and another one using ellipsoid approximation. The results show that the algorithms can be used in the pre and post-harvest sector and to make genotypes selection in macaw palm breeding programs. / A macaúba [Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. Ex Mart.] é uma oleaginosa rústica, de alta produtividade e múltiplas potencialidades, com grande demanda nas indústrias alimentícia, cosmética e, principalmente, a energética, em função da adequação para produção do biodiesel. Contudo, apesar do enorme potencial, a exploração da macaúba ainda resume-se ao extrativismo. Os estudos visando a sua domesticação e o consequente uso sustentável da espécie são insipientes, em função da falta de métodos práticos e eficientes que possam subsidiar os programas de melhoramento na seleção de genótipos de interesse. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e propor métodos para estimar o teor de óleo e volume do mesocarpo no fruto da macaúba utilizando características ópticas. Para avaliação das metodologias foram conduzidos dois ensaios. No primeiro foram utilizadas 420 amostras para desenvolver um modelo de predição do teor de óleo do mesocarpo usando a espectrometria do visível e infravermelho próximo. Como referência foi usado o método soxhlet. No segundo, composto por 20 amostras, foram desenvolvidos algoritmos do processamento de imagens digitais para estimar o volume do mesocarpo, e como referência empregou-se o método do deslocamento da coluna da água. No primeiro ensaio, o modelo desenvolvido apresentou resultados consistentes na calibração e validação, sendo potencialmente viável para a caracterização e pré-seleção de genótipos visando o melhoramento da macaúba. No segundo ensaio, foram desenvolvidos dois algoritmos, um considerando cada fruto como uma esfera e outro por aproximação a um elipsóide. Os resultados permitem concluir que os algoritmos podem ser usados nas áreas da pré e pós-colheita e na seleção de genótipos em programas do melhoramento da macaúba.

O trabalho teve o objetivo de investigar técnicas de sensoriamento de solo e analisar o potencial de utilização das mesmas diretamente no campo. Quatro etapas distintas foram desenvolvidas para atender aos seguintes objetivos: a) comparar e avaliar o potencial de predição de atributos do solo de três espectrômetros portáteis (vis-NIR) em ambiente controlado; b) avaliar a predição em movimento de pH, P e K utilizando técnicas de sensoriamento óptico (reflectância vis-NIR) e eletroquímico (eletrodos íon-seletivos de pH e K) em uma área experimental com variabilidade induzida; c) montar e testar uma plataforma de campo com sensores elétricos, eletroquímicos e ópticos; d) avaliar o potencial de predição de textura do solo utilizando um equipamento portátil de espectroscopia de fluorescência de raios X. Na primeira etapa as leituras de reflectância espectral vis-NIR dos três equipamentos avaliados mostraram-se muito semelhantes, com coeficientes de correlação acima de 0,86 na faixa de 400 a 1800 nm. Quando comparados nesta região espectral os equipamentos produziram modelos de predição muito semelhantes, com leve superioridade para o sistema FieldSpec. Os modelos mostraram-se mais promissores para a predição da textura do solo em relação aos atributos químicos. Na segunda etapa as leituras de campo utilizando eletrodos íon-seletivos de pH e K apresentaram uma alta correlação com as análises de laboratório. As avaliações permitiram observar que condições de solo com baixa umidade prejudicam sensivelmente as leituras. Apesar da alta correlação, os valores de campo precisam ser corrigidos para a metodologia de laboratório desejada. Os modelos de predição de P, K e pH utilizando espectrometria vis-NIR no campo apresentaram baixa precisão. Os testes da Plataforma Multisensores de Solo (PMS) na terceira etapa demonstraram ser possível a utilização de sensores elétricos, eletroquímicos e ópticos em uma mesma plataforma. As leituras de condutividade elétrica aparente do solo (CEa) demonstraram que este parâmetro está relacionado com a textura, atuando como um indicador da variabilidade e possibilitando a identificação dos locais de transição de textura. O pH mensurado pela PMS exibiu correlações abaixo das verificadas na segunda etapa. No entanto, alguns resultados atípicos foram verificados, como a correlação maior entre pH em CaCl2 com a PMS do que em relação ao método em H2O. As leituras de reflectância vis-NIR utilizando a PMS apresentaram bons modelos de predição de areia e argila, permitindo a criação de mapas de alta resolução destes parâmetros. A espectroscopia de fluorescência de raios X portátil foi eficiente para estimar a textura do solo. Os teores de areia e argila foram estimados tanto por meio de regressões lineares simples como regressões múltiplas com valores de R2 acima de 0,60. O Fe total foi o principal elemento utilizado nesses modelos de regressão. / The objective of this work was to investigate soil sensing techniques and to analyze the potential for their use directly in the field. Four distinct steps were developed to meet the following objectives: a) to compare and evaluate the potential of predicting soil attributes with three portable spectrometers (vis-NIR) in a controlled environment; B) to evaluate the on-the-go prediction of pH, P and K using optical sensors (vis-NIR reflectance) and electrochemical techniques (ion-selective pH and K electrodes) in an experimental area with induced variability; C) assemble and test a field platform with electrical, electrochemical and optical sensors; D) to evaluate the potential of predicting soil texture using a portable X-ray fluorescence spectroscopy equipment. In the first step the vis-NIR spectral reflectance readings of the three equipments evaluated were very similar, with correlation coefficients above 0.86 in the 400 to 1800 nm range. When compared in this spectral region, the equipment produced very similar prediction models, with slight superiority for the FieldSpec system. The models showed to be more promising for the prediction of soil texture in relation to chemical attributes. In the second step the field readings using ion-selective pH and K electrodes presented a high correlation with the laboratory analyzes. The evaluations showed that soil conditions with low moisture significantly affect the readings. Despite the high correlation, the field values need to be corrected for the desired laboratory methodology. Prediction models of P, K and pH using field-vis-NIR spectrometry showed low precision. The tests of the Multisensors Soil Platform (MSP) in the third stage demonstrated that it is possible to use electric, electrochemical and optical sensors in the same platform. The electrical conductivity (EC) readings showed that this parameter was related with soil texture, acting as an indicator of variability and allowing the identification of texture transitions. The pH measured by MSP exhibited correlations below those verified in the second step. However, some atypical results were verified, such as the higher correlation between pH in CaCl2 and MSP than in H2O. The vis-NIR reflectance readings using the MSP resulted in good sand and clay prediction models, allowing the creation of high resolution maps of these parameters. Portable X-ray fluorescence spectroscopy was efficient for estimating soil texture. The sand and clay contents were estimated both by simple linear regressions and multiple regressions with R2 values above 0.60. Total Fe was the main element used in these regression models.

[pt] Corpos relativamente pequenos do sistema solar não possuem atmosfera (ou muito rarefeita, chamada exosfera) e nem campo magnético: encontram-se praticamente desprotegidos da influência do ambiente espacial no qual estão inseridos. Tais corpos (como a maioria dos asteroides, luas e cometas distantes do Sol), estão sujeitos aos efeitos do chamado intemperismo espacial. Com o objetivo de simular e estudar este fenômeno em laboratório, três amostras de meteoritos do tipo condrito ordinário foram irradiadas por feixes de H(positivo) com energia de 1,0 MeV. Uma das amostras foi, também, irradiada por feixe de N(positivo) de 2,0 MeV. Os efeitos da irradiação foram monitorados por espectroscopias Raman e UV-VIS-NIR. Os resultados Raman mostram variações sistemáticas do número de onda, da intensidade e da largura das bandas vibracionais estudadas, evidências de modificações estruturais. As seções de choque de destruição das ligações Si-O presentes nas estruturas cristalinas foram determinadas. A espectroscopia UV-VIS-NIR por refletância de esfera integrada foi usada para monitorar as modificações nas características espectrais. Os espectros obtidos mostram escurecimento e avermelhamento progressivos das amostras irradiadas; a amplitude destas modificações depende do conteúdo inicial de ferro na estrutura. É proposto que o avermelhamento observado com o aumento da fluência (ou dose) da irradiação deve-se ao aumento do coeficiente de absorção na faixa azul que, por sua vez, decorre da diminuição do gap óptico do material. Estes resultados são relevantes para a modelagem da evolução físico-química de asteroides expostos ao vento solar. / [en] Relatively small bodies in the solar system have no atmosphere (or very thin, called the exosphere) and no magnetic field: they are virtually unprotected from the influence of the space environment in which they are inserted. Such bodies (like most asteroids, moons, and comets far from the sun), are subject to the effects of so-called space weathering. To simulate and study this phenomenon in the laboratory, three samples of ordinary chondrite meteorites were irradiated by H(positive) beams with 1.0 MeV energy. One of the samples was also irradiated by a 2.0 MeV N(positive) beam. The effects of irradiation were monitored by Raman and UV-VIS-NIR spectroscopies. The Raman results show systematic variations in the wavenumber, intensity, and width of the studied vibrational bands, evidence of structural modifications. The shock sections of the destruction of Si-O bonds present in the crystalline structures were determined. Integrated sphere reflectance UV-VIS-NIR spectroscopy was used to monitor changes in spectral characteristics. The obtained spectra show progressive darkening and reddening of the irradiated samples; The extent of these modifications depends on the initial iron content in the structure. It is proposed that the redness observed with the increase of irradiation creep (or dose) is due to the increase in the absorption coefficient in the blue band, which, in turn, results from the decrease of the optical gap of the material. These results are relevant for modeling the physicochemical evolution of asteroids exposed to the solar Wind.