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- DissertaçãoAnálise de explosões solares em 45 e 90 GHz observadas por POEMAS com medidas de polarizaçãoSilva, Douglas Félix da (2016-01-28)
Engenharia
A explosão solar é caracterizada por uma súbita liberação de energia, de origem magnética, a qual acelera as partículas produzindo emissão em todo o espectro eletromagnético e promovendo o aquecimento do plasma. Acredita-se que uma fração destas partículas não térmicas aceleradas são injetadas em campos magnéticos bipolares. A emissão de radiação proveniente dos eventos na faixa rádio é devida à aceleração das partículas energéticas associada ao movimento em espiral que fazem em torno dos arcos magnéticos. Medidas de temperatura de brilho circularmente polarizada à direita e à esquerda em três explosões solares nas frequências de 45 e 90 GHz apresentaram graus de polarização circular que alcançaram de 5 a 40 % e opostos em 45 e 90 GHz, sempre sendo invertidos para os eventos estudados. Uma interpretação desses resultados pode estar associada com a assimetria de intensidade do campo nos pés do arco magnético. O objetivo do trabalho é estudar a configuração do campo magnético e a distribuição de energia das partículas aceleradas em explosões solares na faixa rádio. Para o estudo das explosões, utilizamos as observações do sistema de telescópios POEMAS (POlarização da Emissão Milimétrica da Atividade Solar), que monitora o Sol em 45 e 90 GHz com medidas de polarização. As observações em rádio foram complementadas em micro-ondas, utilizando os dados da Rede de Radio Telescópios Solares (RSTN), de 1 a 15 GHz, e em altas frequências (212 e 405 GHz) pelo Telescópio Solar Submilimetrico (SST). Na faixa de raio X foram utilizados dados dos telescópios FERMI e RHESSI; enquanto do Solar Dynamics Observatory (SDO) foram obtidas imagens em 171 Å e magnetogramas das região ativas. Para estudar a interação entre as partículas e campo magnético foi aplicado o modelo desenvolvido por Simões (2009). Foram realizadas simulações numéricas que produziram fontes em 45 e 90 GHz num arco magnético em três dimensões, cujas fontes apresentaram máximos de intensidade em polaridades opostas de um arco dipolar. As simulações também reproduziram qualitativamente o grau de polarização observado em cada um dos eventos e também o espectro rádio. Assim, por meio da simulação, obtivemos as possíveis localizações das fontes em 45 e 90 GHz com intensidades predominantes em polaridades opostas e grau de polarização invertido. - DissertaçãoAnálise de variações na radiação gama natural associada ao radônio e influência do campo elétrico atmosférico e efeitos meteorológicosOliveira, Rafael Ricardo Rosa de (2020-08-17)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Natural Gamma radiation is mainly produced during the interaction of energetic cosmic rays in the Earth’s atmosphere, the decay of radionucleides from the soil and transient energetic atmospheric phenomena. The variability of natural gama radiation and its relation to the atmospheric electric field is important for a better understanding of phenomena like thunderstorms and lightning. In this thesis, it is analyzed the natural gamma ray radiation for different meteorological conditions and verify its relation with the atmospheric electric field. The comparison is done for fair weather conditions on different timescale: annual, seasonal and monthly variations. During disturbed weather conditions it is reported and discussed events of abnormal and impulsive natural gamma radiation. The data were extracted from the El Leoncito Observatory in Argentina from April, 2018 to February, 2019. In fair weather averages, it was possible to obtain a good correlation between the local atmospheric electric field curve and the global electric field curve (Carnegie curve) with a correlation coefficient of R = 0.94. In the curves of natural gamma radiation, a pattern was strongly dependent on the levels of atmospheric turbulence, with maximum radiation occurring close to sunrise and minimum occurring close to sunset. On days when there were abnormal variations in natural gamma radiation, meteorological conditions were analyzed and all events are generally preceded by thunderstorms and may also be accompanied by precipitation - DissertaçãoAnálise do campo elétrico atmosférico durante tempo bom e distúrbios geofísicosAnaya, José Carlos Tacza (2015-01-19)
Engenharia
In this dissertation, we present the capability of a new network of sensors to monitor the atmospheric electric field at various locations in South America. The main goal is to obtain the characteristic Universal Time daily curve of the atmospheric electric field in fair-weather. That curve is known as the Carnegie curve, which is related to the currents flowing in the Global Atmospheric Electric Circuit. This has been accomplished using monthly, seasonal and annual averages. After obtaining our standard curve of variation of the electric field in fair-weather, the deviations related to phenomena such as solar flares, solar protons events, geomagnetic storms, total solar eclipse and seismic activity are analyzed and commented. - DissertaçãoAtividade solar em comprimentos de onda mm e sub-mm e sua associação com uma ejeção de massa coronalRamírez, Ray Fernando Hidalgo (2015-06-17)
Engenharia
Solar flares radio emissions provide detailed information on the energy release, particle acceleration, heating processes and plasma conditions at the sites where the radiation is generated. This study focuses in radio emission from millimeter, sub-millimeter and another complementary wavelengths obtained by recent observations that might improve the understanding of processes from the low chromosphere to the corona. Here we study a GOES class X1.7 flare on January 27, 2012 detected by the Solar Sub-millimeter Telescope (SST) at 212 and 405 GHz, and by the solar radio polarimeters (POEMAS) at 45 and 90 GHz. LASCO C2 coronagraph observed a coronal mass ejection (CME) with possible physical connection with phenomena observed at radio-frequencies, including changes in polarization degree (45 and 90 GHz) and enhancements of scintillation index (212 and 405 GHz). The complementary radio observations were obtained by the Radio Solar Telescopes Network (RSTN) at the single frequencies 0.2, 0.4, 0.6, 1.4, 2.7, 4.9, 8.8 and 15.4 GHz and at the 25 - 180 MHz band, and by the Green Bank Solar Radio Burst Spectrometer (GBSRBS) at the 100 - 300 MHz and 300 - 1200 MHz bands. The solar flare exhibits a complex time structure at microwaves consisting of three major enhancements. Type III-like metric and decametric bursts were accompanied by small polarized burst at 45 and 90 GHz with polarization degrees of 0.09 and 0.12, suggesting changes in the magnetic field strength the order of 700 and 2000 G, respectively. SST detected one impulsive burst and significant 10% enhancements of scintillation index intermittently throughout the event. The CME launch time inferred by back extrapolation of the LASCO coronagraph observations to the solar limb coincides approximately in time to the changes in polarization degree, suggesting that CME might be a result of a magnetic transient causing an instability generating the subsequent impulsive structures. - DissertaçãoCaracterização do comportamento da ionosfera durante eventos " magnetic crochets"Almeida, Alexandre Rodel de (2017-02-15)
Faculdade de Computação e Informática (FCI)
No presente trabalho é apresentado um estudo estatístico envolvendo flares solares de média e alta intensidade ocorridos entre 2011 e 2015, no período diurno, no território brasileiro. Essa estatística fornece informações importantes a respeito dos flares associados a eventos raros denominados “magnetic crochets”, que são variações na componente horizontal do campo geomagnético superficial associadas a radiação eletromagnética do Sol. Para melhor entendimento desses fenômenos e para a caracterização do comportamento da ionosfera durante os “magnetic crochets”, são mostrados alguns exemplos nos quais são comparados parâmetros ionosféricos, solares e geomagnéticos. Esse tipo de análise é pouco frequente atualmente e a literatura não apresenta estudos com tais características na região da América do Sul envolvendo sondagem ionosférica. Os resultados apresentados mostram boa correlação entre explosões mais intensas em raios-X e H-alfa originadas em regiões ativas com estruturas magnéticas mais complexas das proximidades do meridiano central no disco solar, ocorridas em torno das 15:00 UT (~12:00 Local Time), com um número considerável de “crochets”. Os resultados também mostram variações na componente horizontal do campo geomagnético superficial atipicamente alta em estações em torno de 22º de latitude Sul, enquanto que em outras regiões do globo as variações nessa faixa de latitude são menores do que nas regiões equatoriais, sugerindo influência da região da anomalia magnética presente nessa região da América do Sul. Resultados da análise relacionada à baixa ionosfera mostraram boa correlação entre os eventos mais impulsivos e intensos na faixa dos raios-X de 0,4 a 1 Angstrom, com modificação na altura de reflexão do sinal em frequências rádio muito baixas (VLF) e modificação da condutividade na base da ionosfera, o que pode sugerir uma característica de flares associados aos “magnetic crochets”. - DissertaçãoCaracterização dos parâmetros de eventos de ondas de gravidade na ionosfera utilizando VLFRaunheitte, Luís Tiago Medeiros (2019-06-10)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Ondas de Gravidade (OGs) vem sendo investigadas principalmente com o uso de imageadores all-sky de airglow, capazes de detectar suas características a aproximadamente 90 km de altura com uso do filtro da hidroxila (OHNIR). Nesta pesquisa busca-se investigar OGs através da sua interação com a base da Ionosfera, região D, e para tanto foram utilizadas medidas feitas com receptores de rádio de frequências muito baixas (do inglês, Very Low Frequency, VLF) obtidas na Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF), localizada na ilha Rei George. A passagem de OGs pela base da Ionosfera resulta em perturbações oscilatórias na densidade de elétrons, que são detectadas como flutuações na amplitude dos sinais VLF, cuja caracterização é feita por meio da análise Wavelet (Morlet). Neste estudo utilizamos dados VLF recebidos na EACF advindos das estações emissoras NAA (Estação de Arlington) na costa leste dos EUA e da NPM (Estação de Pearl Harbor) no Havaí. Estes trajetos foram escolhidos por compreenderem a região entre o extremo sul da América do Sul e a Antártica, conhecida como Estreito de Drake, onde há grande atividade de OGs, assim como a região da Cordilheira dos Andes, com grande potencial para geração de ondas por efeitos orográficos. As oscilações da amplitude do sinal VLF refletem o período das OGs ao passarem na base da Ionosfera, e estes períodos são comparados com as propriedades das OGs mesosféricas, originalmente observadas com câmeras all-sky. Esta técnica foi primeiramente validada por meio de estudos de caso que mostraram uma boa associação dos períodos observados de OGs identificadas via técnica VLF com as observadas através de airglow. A análise estatística da ocorrência das OGs detectadas com o VLF no decorrer do ano de 2007 mostrou que elas apresentam períodos distribuídos entre 5 e 45 min, com alguns casos de períodos acima de uma hora, mas com predominância entre 5 e 20 min. Quanto a sazonalidade de ocorrência das ondas de gravidade, a detecção de atividade de ondas ocorreu em mais de 87% dos dias dos meses de março a outubro, em cerca de 80% dos dias nos meses de janeiro e dezembro e em cerca de 60% dos dias em fevereiro e novembro. As ondas com períodos de 5 a 25 min apresentaram maior ocorrência nos equinócios (março e setembro), enquanto que as ondas com período maiores que 25 min ocorreram preferencialmente nos solstícios (janeiro e julho). - DissertaçãoCo-processador de periodogramas de exoplanetas baseado em cluster de Raspberry PI e MPIGomes, Marco Antonio (2021-02-08)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Este trabalho apresenta e implementa uma arquitetura de um coprocessador de cluster de baixo custo, tendo como suporte de hardware processadores Raspberry PI e, de software,a biblioteca de distribuição de processamento MPI (Message Passing Interface). Sob esta arquitetura, foi implementado em Python um software de aceleração de computação de periodogramas para trânsitos planetários e são analisados os resultados de speedup para diversas curvas de luz associadas a exoplanetas - DissertaçãoComportamento espectral das culturas de milho, arroz e soja, usando imagens dos satélites Sentinel-2, Cbers-4 e Landsat-8Valencia, Lady Victoria Angulo (2020-02-03)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
O monitoramento do estado das culturas a nível regional é fundamental na procura de uma gestão agrícola sustentável. Uma das metodologias aplicadas com esse objetivo é a Agricultura de Precisão que, em conjunto com as ferramentas e equipamentos tecnológicos (Sistemas Globais de Navegação por satélite, Sensoriamento Remoto, Sistemas de Informações Geográficas e Veículos Aéreos Não Tripulados), formam um sistema agrícola integrado baseado nas informações da produção e evolução dos cultivos. Desde a década de 1970, marcada pelo lançamento da plataforma do satélite Landsat-1, o estudo do estado das culturas foi definido pelo relacionamento entre a interação da radiação eletromagnética no solo e na vegetação e sua resposta nas diferentes faixas de comprimento de onda (medidas de refletância espectral) relacionadas com a composição química foliar dos cultivos. Nesta pesquisa, foram analisadas as assinaturas espectrais (valores de refletância espectral relacionados com o comprimento de onda) e os principais índices de vegetação (NDVI, GNDVI, SAVI e EVI) para as culturas de Milho, Arroz e Soja em uma área de cultivo de 320 hectares, localizada no município de Tremembé (SP) para o período de novembro a março dos ciclos 2017/18 e 2018/19, através do uso de imagens multiespectrais dos satélites Sentinel-2, CBERS-4 e Landsat-8. Os resultados mostram maiores respostas espectrais (especialmente na região RedEdge e Near-InfraRed) na cultura da Soja, seguida do Arroz e do Milho ao redor dos 60 a 90 dias de semeadura e uma diminuição com a aproximação da colheita, que é dada pela perda de nutrientes e clorose das folhas. Além disso, se observa uma alta correlação (0,972) no índice de vegetação aprimorado (EVI) entre as imagens dos satélites CBERS-4 e Landsat-8. O cálculo dos índices de vegetação mostra também que o ciclo da safra 2018/19 teve resultados mais homogêneos e maior porcentagem de áreas com valores elevados em comparação com o primeiro ciclo. Ademais as imagens estudadas mostram que existe uma variação da refletância devido a diversos fatores como idade da vegetação, época de cultivo, regime de chuvas, temperatura, entre outros. Apesar disso, os gráficos de refletância mostram um grande potencial para monitorar o conteúdo de nutrientes e água nos cultivos, assim como também os índices de vegetação indicam uma boa vantagem na administração de insumos e visitas de campo. - DissertaçãoComportamento espectral das culturas de milho, arroz e soja, usando imagens dos Satélites Sentinel-2, CBERS-4 e LANDSAT-8Valencia, Lady Victoria Angulo (2020-02-03)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Monitoring crop status at regional level is critical in the pursuit of sustainable Agricultural Management. One of the methodologies applied for this purpose is Precision Farming which together with the technological tools and equipment (Global Navigation Satellite Systems, Remote Sensing, Geographic Information Systems and Unmanned Aerial Vehicles) form an integrated agricultural system based on information of crop production and evolution. Since the 1970s, marked by the launch of the Landsat-1 satellite platform, the study of crop status has been defined by the relationship between the interaction of electromagnetic radiation in soil and vegetation and its response over different wavelength ranges (measured by reflectance) related to the leaf chemical composition of the crops. In this research, we analyzed the spectral signatures (wavelength-related spectral reflectance values) and the main vegetation indices (NDVI, GNDVI, SAVI, EVI) for the Corn, Rice and Soybean crops in a cultivated area of 320 hectares, located in the municipality of Tremembé (SP) for the period from November to March of the 2017/2018 and 2018/2019 cycles, through the use of multispectral images of the Sentinel-2, CBERS-4 and Landsat-8 satellites. The results show higher spectral responses (especially in the RedEdge and Near-InfraRed region) in the soybean crop, followed by rice and corn around 60 to 90 days of sowing and a decrease with the crop approach, which is due to loss nutrients and leaf chlorosis. In addition, a high correlation (0,972) in the enhanced vegetation index (EVI) between CBERS-4 and Landsat-8 satellite images is observed. The vegetation index calculation also shows that the 2018/2019 crop cycle had more homogeneous results and a higher percentage of areas with high values compared to the first cycle. In addition, the studied images show that there is a variation of reflectance due to several factors such as vegetation age, growing season, rainfall, temperature, among others. Nevertheless, reflectance graphs show great potential for monitoring nutrient and water content in crops, as well as vegetation indices indicate a good advantage in input management and field visits - DissertaçãoContribuição ao estudo de distúrbios ionosféricos utilizando a técnica de VLFCruz, Edith Liliana Macotela (2015-03-09)
Engenharia
The Earth-Low ionosphere system behaves as a waveguide for the propagation of radio waves of very low frequency (VLF). If in this system the electrical conductivity of its boundaries is perturbed, the propagation of the VLF waves will also be perturbed. There is a diversity of transient physical phenomena that are able to alter significantly the electrical conductivity of the lower ionosphere. The disturbance in this region is able to produce phase and amplitude variations with respect to a quiescent level of these waves. The aim of the present work is to study the response of the lower ionosphere to phenomena originated in the Earth, our solar system or even much farther away. For this purpose, VLF data obtained by SAVNET (South American VLF Network) during the solar cycle 24 was used. It was found that the correction by both the length of the path illuminated by the flare and the reference height coefficient allows normalizing the effect of ionospheric disturbances observed in the VLF phase signals that propagated along trajectories with a north-south or west-east direction, separately. The lower limit of detection for disturbances caused by the X-ray radiation excess is 1.8×10−9 Jm-2 and 2.6×10−7 Jm-2 for the nighttime and daytime lower ionosphere, respectively. Changes in the periodicities of the VLF signal, in the infrasonic band, were observed between 6 and 14 days prior to the seismic events, of magnitude 7, occurred in Haiti in 2010 and in Peru in 2011. Increases in the periodicities of the order of few minutes were observed when the shadow of the total solar eclipse of 2010 was moving on the Earth. Due to the solar eclipse the ionospheric reference height increased in ~3 km and the electron density decreased in 60 % of its quiescent level. Finally, it was found that the effective recombination coefficient, for 80 km height, was 1.1×10−5 cm-3s-1 during the time of the eclipse, which is an intermediate value between the diurnal and nocturnal conditions. - DissertaçãoContribuição de pósitrons e elétrons secundários para o espectro em rádio de explosões solaresSerra, Jordi Tuneu (2017-01-27)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Observações recentes de explosões solares em altas frequências de rádio e no infravermelho médio têm fornecido evidências de uma nova componente espectral com fluxos crescentes com a frequência na faixa de sub-𝑇𝐻𝑧 a 𝑇𝐻𝑧. Essa nova componente ocorre simultaneamente mas é separada da bem conhecida componente espectral em micro-ondas que exibe fluxos com máximo em frequências da ordem de dezenas de 𝐺𝐻𝑧, resultando em uma estrutura de duplo-espectro. Vários mecanismos baseados em diferentes processos de emissão têm sido propostos para interpretar a nova componente espectral 𝑇𝐻𝑧 mas sua origem continua ainda desconhecida. O objetivo deste trabalho é estudar os mecanismos de produção de elétrons e pósitrons secundários em processos nucleares de alta energia (∼ 𝐺𝑒𝑉 ) que ocorrem em explosões solares e sua possível contribuição para a componente espectral 𝑇𝐻𝑧 por meio da emissão de radiação girossincrotrônica/sincrotrônica. Também discutimos a possível contribuição de elétrons secundários de baixa energia (∼ 0.1 − 10 𝑀𝑒𝑉 ) para o espectro em micro-ondas de eventos intensos. Utilizando o pacote FLUKA, um simulador Monte Carlo para cálculos do transporte e das interações de partículas na matéria, obtemos as distribuições de energia de elétrons e pósitrons secundários gerados por colisões entre prótons ou partículas-𝛼 acelerados e núcleos da atmosfera solar ambiente. Consideramos um modelo simples para a atmosfera solar ambiente e feixes de prótons ou partículas-𝛼 acelerados com distribuição de energia do tipo lei de potência e diferentes distribuições angulares. O espectro de emissão de radiação girosincrotrônica/sincrotrônica é obtido somando-se as contribuições para a densidade de fluxo total devidas a elétrons e pósitrons secundários, calculadas utilizando-se um código baseado no algoritmo de Ramaty a partir das respectivas distribuições de energia obtidas com o FLUKA. - DissertaçãoContribuição de pósitrons e elétrons secundários para o espectro em rádio de explosões solaresSerra, Jordi Tuneu (2017-01-27)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Recent observations of solar flares at high-frequencies in radio and in the medium infrared have provided evidence of a new spectral component with fluxes increasing with frequency in the sub-𝑇𝐻𝑧 to 𝑇𝐻𝑧 range. This new component occurs simultaneously but is separated from the well-known microwave spectral component that has a maximum at frequencies of order of tens of 𝐺𝐻𝑧, resulting in a doublespectrum structure. Several mechanisms based on different emission processes have been proposed to interpret the new 𝑇𝐻𝑧 spectral component but its origin still remains unknown. The aim of this work is to study the mechanisms of production of secondary electrons and positrons in high-energy nuclear processes (∼ 𝐺𝑒𝑉 ) which occur in solar flares and its possible contribution to the 𝑇𝐻𝑧 spectral component via the emission of gyrosynchrotron/synchrotron radiation. We also discuss the possible contribution of low-energy secondary electrons (∼ 0.1 − 10 𝑀𝑒𝑉 ) to the microwave spectrum of intense events. Using the package FLUKA, a Monte Carlo simulator for calculations of particle transport and interactions in matter, we obtain the energy distributions for secondary electrons and positrons generated by collisions between accelerated protons or 𝛼-particles and nuclei from the ambient solar atmosphere. We consider a simple model for the ambient solar atmosphere and beams of accelerated protons or 𝛼-particles with power-law energy distribution and different angular distributions. The emission spectrum of gyrosynchrotron/synchrotron radiation is obtained by summing the contributions to the total flux density from the secondary electrons and positrons, calculated using a code based on Ramaty’s algorithm from the respective distributions of energy obtained with FLUKA. - DissertaçãoDesenvolvimento de templates para modelagem do espectro de linhas de desexcitação nuclear em explosões solares utilizando o pacote flukaThereza, Raphael Malagoli (2021-08-18)
Centro de Rádio Astronomia e Astrofísica Mackenzie (CRAAM)
A análise da radiação emitida na faixa de raios-𝛾 em explosões solares, produzida por interações de elétrons e íons acelerados a altas energias (∼ MeV a GeV) com núcleos da atmosfera solar ambiente, fornece diagnósticos importantes sobre os mecanismos de aceleração de partículas primárias, bem como sobre a estrutura e a evolução do plasma magneto-ativo ambiente. A modelagem e interpretação de espectros de emissão de raios-𝛾 observados é geralmente realizada via melhor ajuste de dados utilizando-se um conjunto de templates e funções independentes para as componentes espectrais produzidas pelos vários processos relevantes (bremsstrahlung de elétrons e pósitrons, desexcitação nuclear, captura de nêutrons, aniquilação de pósitrons e decaimento de píons). Trabalhos recentes têm demonstrado o potencial do pacote Monte Carlo FLUKA como ferramenta efetiva para a simulação de processos nucleares no contexto de explosões solares, bem como sua capacidade de implementar um tratamento auto-consistente de todas as componentes típicas de espectros de emissão de raios-𝛾 observados. O objetivo deste trabalho é otimizar as simulações de processos nucleares em explosões solares com o pacote FLUKA, visando o desenvolvimento de templates para a modelagem de espectros de emissão de raios-𝛾 de eventos observados com instrumentos tais como o Gamma-ray Burst Monitor (GBM) e o Large Area Telescope (LAT), ambos a bordo do satélite FERMI, e o Reuven Ramaty High Energy Spectroscopic Imager (RHESSI). Para tanto, implementamos uma nova estratégia de simulação que permite melhorar a estatística e a resolução em energia dos espectros de emissão de raios-𝛾 gerados. Utilizando essa estratégia, calculamos espectros de linhas de desexcitação nuclear que apresentam boa concordância com os calculados com o código desenvolvido por Murphy et al. (2009) considerando os mesmos parâmetros de modelo. - DissertaçãoDeterminação da opacidade atmosférica em comprimentos de ondas submilimétricasEspinoza, Deysi Veronica Cornejo (2017-07-28)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
To understand the nature of the solar explosive radiation mechanisms at high frequency radio waves, which depends on the interpretation of the flux density spectrum (S), it is necessary to have a good estimate of the accuracy of S . For this reason, the atmospheric opacity determination is essential, to correct the observed solar radiation flux from radio telescopes in the ground. For high frequencies (e.g. in the sub-millimeter and infrared wavelength), the water vapor is mainly responsible of the atmospheric opacity. Thus, the solar radiation collected by the radio telescope can be strongly attenuated up to a factor of 1000 (e.g. at 405 GHz). Therefore, it is necessary to have a reliable estimate of the atmospheric opacity. The main aim of this work is to determine the atmospheric opacity at 212 and 405 GHz using the solar brightness method. Comparing with the characteristics of other methods in the literature, we find that this one allows to determine the atmospheric opacity up to considerably high values, and only depends on one parameter. Namely, the product 𝑃 = 𝜂𝑇, where 𝑇 is the brightness temperature of the Sun measured at 212 and 405 GHz and 𝜂 is the beam efficiency; we assume that the 𝑃 value is constant even though 𝑇 and 𝜂 are not well known individually. For the development of the present work, we were used approximately 18 thousand solar scans recorded by the Submillimetric Solar Telescope (SST, CASLEO, 2552 m altitude), for the period between 2002 and 2015, where only clear days with low opacity were considered. Using the solar brightness method, the 𝑃 value was calculated at 212 and 405 GHz. For the four beam at 212 GHz, we obtained: ¯ 𝑃 = 2446 ± 149 K (beam 1); ¯ 𝑃 = 2489±184 K (beam 2); ¯ 𝑃 = 2541±223 K (beam 3); ¯ 𝑃 = 2361±199 K (beam 4) and for the two beams at 405 GHz we obtained: ¯ 𝑃 = 3241±331 K (beam 5) and ¯ 𝑃 = 3299 ± 276 K (beam 6). Using the mean values ¯ 𝑃, the atmospheric opacities 𝜏212 and 𝜏405 were determined at 212 and 405 GHz, respectively. The correlation between the opacities 𝜏212 and 𝜏405, show that the opacity at 405 GHz ∼ 7 times more than that at 212 GHz. In addition, we also find that the atmospheric opacities determined with the method proposed in this work show an excellent correlation with the water vapor content, when this is measured simultaneously. - DissertaçãoO estudo das explosões solares simpatéticas e sua observação em frequências SUB-THzEscate, Maria Victoria Gutierrez (2015-06-18)
Engenharia
Explosões solares simpatéticas são eventos que ocorrem quase simultaneamente, em regiões ativas distintas. Este trabalho apresenta o estudo de duas explosões solares que ocorreram no dia 8 de março de 2011, nas regiões ativas NOAA 11163 (N17W91) e 11165 (S20W91), entendidas como um evento simpatético característico. A maior explosão ocorreu na região sul, precedida por uma explosão menor na região norte, 5 minutos antes. Ambas detecções foram observadas em raios-X duros pelo satélite RHESSI. A primeira explosão também foi detectada pelo SST na RA do hemisfério norte. Imagens do SDO/AIA em EUV de alta cadência exibem um flash rápido e distinto, coincidente com a detecção do SST. As observações mostram que existem conexões magnéticas em grande escala entre as duas regiões ativas. Isso nos permitiu estudar três possíveis agentes de ativação entre as duas regiões ativas, sendo investigados, então, os seguinte mecanismos de ativação: (i) ondas hidrodinâmicas, ao longo da grande estrutura magnética coronal; (ii) ondas de choque do tipo Moreton, e, (iii) eco de plasma. - DissertaçãoEstudo em múltiplas frequências da baixa atmosfera solar durante explosõesHuaman, Denis Pavel Cabezas (2015-03-26)
Engenharia
O trabalho tem como objetivo estudar as perturbações da baixa atmosfera solar produzidas pelas explosões solares, usando observações em Hα, 30 THz (10 μm), UV/EUV, raios X e uma ampla faixa de emissões em ondas de rádio (microondas, milimétrica, submilimétrica); com o propósito de determinar a natureza dos processos físicos envolvidos. Este conjunto de dados multiespectrais nos permitiu (i) analisar os diferentes aspectos das explosões tanto na fase impulsiva como gradual, (ii) determinar a origem da emissão em rádio durante a fase gradual, e consequentemente (iii) entender melhor os mecanismos de aceleração das partículas. Os dados em Hα e 30 THz foram fornecidos pelo sistema de aquisição de dados com alta resolução temporal, instalado nos observatórios OSM1 e CASLEO2, adicionalmente dados do telescópio HASTA (H-Alpha Solar Telescope for Argentina) instalado no observatório OAFA3. Enquanto as observações em rádio, os dados foram do rádio polarímetro POEMAS (POlarization Emission of Millimeter Activity at the Sun) nas frequências de 45 e 90 GHz, do telescópio SST (Sub-millimeter Solar Telescope) nas frequências 212 e 405 GHz, ambos instalados no CASLEO. Dados na faixa de microondas (0,2-15 GHz) obtidos pela rede RSTN (Radio Solar Telescope Network). Além disso, foram considerados observações do Sol obtidas pelos satélites RHESSI (Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager), Fermi e GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite) para raios X, e dos instrumentos AIA (Atmospheric Imaging Assembly), HMI (Helioseismic and Magnetic Imager), a bordo do satélite SDO (Solar Dynamics Observatory), respectivamente. - DissertaçãoFotodegradação e fotoestabilização de filmes de nanocompósitos de pead/h-bnKalupgian, Cristiane Doria (2022-02-15)
Centro de Rádio Astronomia e Astrofísica Mackenzie (CRAAM)
Este trabalho refere-se ao estudo de fotodegradação de nanocompósitos a base de polietileno de alta densidade - PEAD e nanofolhas de nitreto de boro hexagonal (h-BN) com e sem a presença de aditivos estabilizantes, a fim de se obter informações sobre os mecanismos de degradação quando estes são expostos a radiação ultravioleta. O h-BN foi produzido por esfoliação líquida usando uma mistura de IPA/água e equipamento de ultrassom de ponteira. O material antes e após esfoliação foi caracterizado por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia de Força Atômica (AFM), Difração de Raios-X (DRX) e Espectroscopia Raman. A partir da esfoliação, foi obtido nanofolhas de h-BN multicamadas (6 a 15 camadas empilhadas) e tamanho lateral com uma maior frequência entre 75 e 200 nm. Foram preparados masterbatches via mistura no estado fundido dos aditivos: a) antioxidantes – AOX: mistura contendo 80% de Irgafos 168 + 20% de Irganox 1076, b) absorvedor de UV - UV: Tinuvin 326, c) Amina estericamente impedida – HALS, do inglês hindered amine light stabilizer: Tinuvin 622 SF, bem como do h-BN com concentrações em massa de 5%, usando o PEAD como veículo. Utilizando uma extrusora dupla rosca, foram preparadas as misturas de PEAD aditivadas com 0,2% absorvedor UV, 0,4% HALS e 0,2% antioxidantes (PEAD – C1 ; PEAD/AOX – C2; PEAD/UV/AOX – C3; PEAD/HALS/AOX – C4; PEAD/UV/HALS/AOX – C5) e dos nanocompósitos (PEAD/h-BN – C6 ; h-BN/AOX – C7; h-BN UV/AOX – C8; h-BN /HALS/AOX – C9; h-BN/UV/HALS/AOX – C10). Uma segunda extrusão foi realizada para a produção dos filmes em extrusora monorosca com matriz de perfil plano. As amostras foram expostas à radiação UV em câmara de envelhecimento acelerado por até 4 semanas. Posteriormente, foram coletadas em diferentes tempos de exposição e caracterizadas por Espectroscopia no Infravermelho por Reflexão Total Atenuada (FTIR-ATR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Espectroscopia por UV-Vis e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados indicaram que as amostras referências e os nanocompósitos contendo o aditivo HALS (C4, C5, C9 e C10) ganharam destaque com a menor formação de cristalinidade secundária em comparação ao puro apresentada pelo DSC, indicando que houve um menor número de cisões e geraram menos grupos carbonila como foi mostrado pelos espectros de FTIR-ATR. Também tiveram mínimas alterações na morfologia após as 4 semanas de exposição UV. Somente as composições com UV/AOX (C3 e C8) desenvolveram um comportamento não esperado e semelhante ao PEAD após 4 semanas, comprovando pelo UV-Vis que o Tinuvin 326 foi consumido durante a exposição. O desempenho do h-BN acelerou o processo fotodegradativo, já que todos os 9 nanocompósitos sem o HALS (C6, C7 e C8) apresentaram maiores formações de quimiocristalização e elevados índices de carbonila com uma maior formação de grupos carboxílicos, indicando uma tendência a reações de cisões-β e/ou Norrish tipo I e II. Tal comportamento apenas mudou com a presença de HALS nas composições, o qual fotoestabilizou o nanocompósito de maneira eficaz. De acordo com a literatura, sugere-se que a ação do h-BN como catalisador na fotodegradação do PEAD pode ser explicada pela presença de metais no h-BN e/ou pela formação de óxido de boro após o envelhecimento. Este nanocompósito tem um grande potencial para aplicações em embalagens plásticas, as quais degradariam mais rapidamente e assim, contribuiria na diminuição da quantidade de resíduos plásticos persistentes no meio ambiente. - DissertaçãoFotodegradação e fotoestabilização de nanocompósitos a base de polipropileno e óxido de grafenoAmorim, Nathalia Saraiva Quirino Simões de (2021-08-19)
Centro de Rádio Astronomia e Astrofísica Mackenzie (CRAAM)
Este trabalho refere-se à preparação e caracterização de nanocompósitos a base de polipropileno (PP) com a incorporação de óxido de grafeno (GO) e/ou de aditivos fotoestabilizantes, a fim de obter-se materiais com melhorias no desempenho mecânico e na resistência a fotodegradação quando comparados com o PP puro. O trabalho foi dividido em duas etapas: a primeira referente à obtenção e caracterização do GO e de nanocompósitos PP/GO com diferentes concentrações, a fim de definir a concentração com melhor desempenho mecânico; e a segunda etapa referente à obtenção e caracterização de nanocompósitos PP/GO com a concentração definida na etapa anterior e a presença de aditivos fotestabilizantes, seguida de exposição dos materiais ao envelhecimento artificial e caracterização. O GO foi obtido por meio da oxidação química do grafite, usando o método de Hummers modificado, seguida de esfoliação líquida em água e caracterizado por análise termogravimétrica (TGA), difração de raios-X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman e microscopia de força atômica. Os resultados indicaram que o GO obtido teve um alto índice de oxidação e um empilhamento de camadas relativamente baixo. Os nanocompósitos da primeira etapa foram obtidos com concentrações finais de carga de 0,05%, 0,1%, 0,3% e 0,5% em massa. Os corpos de prova de tração foram obtidos por meio de moldagem por compressão, utilizando prensa hidráulica com aquecimento, e os corpos de prova de impacto foram obtidos por meio de injeção. Os resultados de tração e impacto apontaram melhor desempenho mecânico para a composição PP/GO 0,1%, sendo essa concentração definida para ser utilizada na segunda etapa. Os nanocompósitos da segunda etapa foram obtidos na forma de filmes por meio de prensagem em prensa hidráulica com aquecimento. Foram preparadas 5 composições de nanocompósitos PP/GO com diferentes aditivos (antioxidantes, absorvedor de ultravioleta - UV e estabilizantes à luz tipo aminas impedidas - HALS) e 5 composições de referência, de PP puro e aditivos. Os filmes foram expostos em câmara de envelhecimento artificial por até 4 semanas e foram caracterizados por meio de análise do aspecto visual, FTIR e por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Os resultados revelaram que a adição de GO na matriz de PP retardou o processo fotodegradativo do PP, que o absorvedor de UV não foi eficiente na proteção à fotodegradação e que os filmes com HALS obtiveram a melhor proteção contra a fotodegradação dentre todas as composições analisadas, indicando um efeito sinérgico entre HALS/absorvedor de UV e também entre o GO e os aditivos (HALS/absorvedor de UV). - DissertaçãoIdentificação de ciclos magnéticos em estrelas do tipo solar observadas pelo satélite KeplerEstrela, Raissa de Lourdes Freitas (2017-02-06)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
O campo magnético desempenha um papel crucial nos mecanismos internos da estrela, assim como também nas interações com o seu meio. O estudo das manchas estelares nos dá informações sobre o campo magnético da estrela, e caracteriza o seu ciclo de atividade. Além disso, a análise de estrelas do tipo solar é muito importante para se entender a origem do campo magnético solar. O objetivo deste trabalho é caracterizar o campo magnético dessas estrelas. Inicialmente, nós estudamos duas estrelas do tipo solar: Kepler-17 e Kepler-63. Dois métodos foram usados para estimar o período da atividade magnética. O primeiro deles caracteriza as manchas (raio e intensidade) ao ajustar pequenas variações nas curvas de luz da estrela causadas pela ocultação de uma mancha durante um trânsito planetário. Com este método obtemos o número de manchas presentes na superfície da estrela e o déficit do fluxo da estrela devido a presença das manchas durante o trânsito. O segundo método nos dá uma estimativa da atividade magnética a partir da análise dos excessos nos resíduos das curvas de trânsito. Este excesso é obtido ao subtrair um modelo sem manchas da curva de luz observada, e em seguida integrando todos os resíduos durante o trânsito. A presença de uma periodicidade de longa duração é obtida ao se aplicar o periodograma Lomb Scargle nas séries temporais. Com o primeiro método, nós obtivemos Pciclo = 1,12 0,16 ano (Kepler-17) e Pciclo = 1,27 0,16 ano (Kepler-63), enquanto que com o segundo os valores são de 1,35 0,27 ano e 1,27 0,12 ano, respectivamente. Os resultados de ambos os métodos estão em acordo e confirmam a eficácia dos mesmos. Por ser mais eficiente, aplicamos o segundo método para mais 4 estrelas observadas pelo Kepler e estimamos períodos de ciclos de curta duração. Os períodos obtidos são consistentes com os períodos de curta duração encontrados na literatura para outras estrelas análogas ao Sol. - DissertaçãoImplantação de um sistema brasileiro de georreferenciamento independente de outros sistemas de navegação por satélite: o geolocalMacho, Eduardo Perez (2018-12-10)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Existe uma preocupação internacional quanto ao domínio do sistema de navegação GPS pelos Estados Unidos da América, e alguns países e continentes têm se empenhado em buscar soluções para se tornar independentes, como Rússia, União Europeia, China, Japão, Índia e Reino Unido. O Brasil, um dos países que utilizam o sistema norte americano para várias aplicações críticas e essenciais à sociedade, está desenvolvendo seu sistema próprio, o Geolocal, para garantir a independência e manter em funcionamento seus serviços essenciais, em caso de indisponibilidade do sistema americano. O sistema Geolocal utiliza um conceito de “GPS invertido” constituído de pelo menos 4 bases fixas no solo, 1 repetidora no espaço e 1 alvo no solo. O escopo deste trabalho é de compilar os documentos publicados sobre Geolocal, propor configurações para melhorar a acurácia do sistema aplicado à navegação de repetidoras e propor estudos que servirão de base para novas dissertações de mestrado, teses de doutorado e projetos de pesquisa. Como propostas de melhoria, estão a escolha das plataformas mais adequadas a cada situação para portar a repetidora no espaço; a identificação dos melhores modelos de propagação para cada altitude; o aprimoramento da geometria do sistema; o aumento da redundância de bases; e a avaliação da área de cobertura para determinar as distâncias entre bases para diferentes tipos e altitudes de repetidora.