Navegação Teses por assunto "optical radar"

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  • IPEN-DOC 13893

    UEHARA, SANDRO T. . Analise de dados de sistema lidar de retrospalhamento correlacionada com dados meteorologicos / Data analysis of a backscattering LIDAR system correlated with meteorological data . 2009. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. 154 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/D.85.2009.tde-10102011-095256

    Abstract: Nestes últimos anos, tivemos um aumento no interesse na monitoração dos efeitos da atividade humana sobre a atmosfera e o clima no planeta. O uso de técnicas de sensoriamento remoto têm sido utilizados em diversos estudos, inclusive em estudos relacionados à mudanças globais. Um sistema LIDAR de espalhamento, primeiro deste tipo no Brasil, tem sido usado para fornecer o perfil vertical do coeficiente de retroespalhamento de aerossóis em 532 nm para altitudes de 4 a 6 km acima do nível do mar. Neste estudo, foram utilizados dados coletados no ano de 2005. Estes dados foram correlacionados com dados do fotômetro solar CIMEL e também com dados meteorológicos. Os principais resultados indicaram existir um padrão no comportamento destes dados meteorológicos e a distribuição vertical do coeficiente de extinção obtido através do LIDAR. Em períodos desfavoráveis de dispersão atmosférica, ou seja, elevação da temperatura do ar associado a queda de umidade relativa, aumento da pressão atmosférica e baixa taxa de ventilação, foi possível determinar com boa precisão a altura da Camada Limite Planetária, tanto através do perfil vertical do coeficiente de extinção quanto através da técnica da temperatura potencial. A técnica LIDAR mostrou ser um importante aliado na determinação da estrutura termodinâmica da atmosfera, auxiliando a caracterizar a evolução da CLP ao longo do dia, devido a sua boa resolução espacial e temporal.

    Palavras-Chave: lasers; optical radar; laser radiation; backscattering; planetary atmospheres; meteorology; air pollution

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  • IPEN-DOC 25454

    MOREIRA, GREGORI de A. . Análises da camada limite planetária a partir de sistemas de sensoriamento remoto / Analyses of planetary boundary layer from remote sensing systems . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 156 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-15052018-122950

    Abstract: A Camada Limite Planetária (PBL - Planetary Boundary Layer) é uma parte relevante da atmosfera com uma extensão variável e que claramente desempenha um papel importante em áreas de estudo, como: a qualidade do ar ou a previsão do tempo. Sistemas de sensoriamento remoto passivo e ativo têm sido amplamente utilizado para analisar as características da PBL. A combinação de diferentes técnicas de sensoriamento remoto permite obter uma imagem completa da dinâmica desta camada. Neste estudo, analisamos o comportamento da PBL utilizando quatro tipos de sistemas de sensoriamento remoto: Radiômetro de Micro-ondas (MWR), Lidar Elástico (EL), Lidar Doppler (DL) e Ceilômetro. As medições foram realizadas em duas cidades, Granada (Espanha) e São Paulo (Brasil). Primeiramente, em Granada, a altura da PBL (PBLH) obtida a partir dos dados do MWR foi validada pela PBLH gerada pela análise dos dados de radiossondas, mostrando uma boa concordância. Em um segundo estágio, sistemas ativos de sensoriamento remoto foram usados para a obtenção da PBLH. Assim, o método do filtro de Kalman foi aplicado aos dados do EL enquanto o método da variância da velocidade vertical do vento foi aplicado aos dados do DL. As PBLH derivadas dessas abordagens foram comparadas com o PBLH fornecida pelo MWR, sendo que os resultados mostram uma boa concordância na maioria dos casos, embora algumas discrepâncias apareçam nas situações de mudanças intensas da PBL (crescimento e/ou diminuição). Em seguida, é realizada a análise dos dados das medidas coletadas com um ceilômetro e um radiômetro de micro-ondas durante quatro e cinco anos, respectivamente, em Granada. As metodologias aplicadas para a detecção da PBLH (método de gradiente para o ceilômetro e a combinação do método de parcela e do método de gradiente de temperatura para o radiômetro de micro-ondas) forneceram uma descrição satisfatória da estrutura da PBL em casos simples. Além disso, o comportamento da PBL foi caracterizado por um estudo estatístico das PBLH convectiva e estável, as quais foram obtidas a partir das medidas do radiômetro de micro-ondas. A análise do estudo estatístico realizado para a PBLH mostra algumas coincidências com outros estudos já realizados para a mesma variável, como o padrão diário e os ciclos anuais. Mas também há algumas diferenças, as quais são causadas por latitudes, topografia e clima distintos. Foi realizada também uma análise combinada de longo prazo da Camada Residual (gerada pelos dados do Ceilômetro) e da Camada Estável e Convectiva (obtida pelos dados do radiômetro de micro-ondas), oferecendo assim um quadro completo da evolução da PBL por combinação sinérgica de técnicas de sensoriamento remoto. Essa é a razão pela qual sistemas com alta resolução temporal e espacial, como os lidars, têm sido cada vez mais aplicados em estudos sobre essa região atmosférica. Neste trabalho, também foi realizada, em São Paulo, uma análise do sinal retroespalhado em três comprimentos de onda (355, 532 e 1064 nm), o qual provê informações da turbulência através da análise dos momentos de alta ordem (variância, assimetria e curtose). O comprimento de onda de 355 nm apresenta pouca aplicabilidade na metodologia proposta, devido à sua baixa intensidade (por conta da predominância do retroespalhamento molecular) e grande presença de ruído, enquanto o comprimento de onda de 532 nm apresentou resultados semelhantes aos fornecidos pelo comprimento de onda de 1064 nm, o qual foi usado como referência. Em seguida, foram analisados dois estudos de caso utilizando os comprimentos de onda de 532 e 1064 nm (em separado). Essa abordagem forneceu informações sobre a altura da PBL (derivada pelo método de variância (Menut et al., 1999), deslocamento de camadas de aerossol (assimetria) e nível de mistura em várias alturas (curtose), mostrando a viabilidade da metodologia proposta, quando os comprimentos de onda de 532 e 1064 nm são usados para a descrição da PBL a partir dos momentos de alta ordem. Além disso, demonstrou-se, com dados de DL, EL e MWR obtidos em Granada, como algumas variáveis (temperatura do ar, concentração de aerossóis, vento vertical, umidade relativa e radiação líquida) podem influenciar a dinâmica da PBL. Os momentos de alta ordem das distribuições de velocidade vertical derivadas dos dados do DL e o sinal retroespalhado obtido a partir do EL foram corrigidos por duas metodologias (first lag e correção de -2/3). Os perfis corrigidos apresentam pequenas diferenças quando comparados com os perfis não corrigidos, mostrando baixa influência do ruído e a viabilidade da metodologia proposta. Foi realizada uma análise detalhada de dois estudos de casos, o primeiro correspondendo a uma PBL bem definida, enquanto o segundo corresponde a uma situação com a presença de uma camada de nuvens e poeira saariana. Em ambos os casos, os resultados fornecidos pelos diferentes instrumentos acabaram se complementando, de modo que o uso sinérgico dos diferentes sistemas nos permitiu um monitoramento detalhado da PBL.

    Palavras-Chave: layers; boundary layers; atmospheres; planetary atmospheres; controlled atmospheres; air samplers; air; monitoring; temperature gradients; quality control; sensors; remote sensing; measuring instruments; radiometers; microwave radiation; electromagnetic radiation; wavelengths; signal-to-noise ratio; scattering; backscattering; turbulence; optical radar; doppler effect; photoelasticity; laser radiation; lasers; spain; brazil

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  • IPEN-DOC 20541

    RODRIGUES, PATRICIA F. . Avaliação da higroscopicidade de aerossóis urbanos pela técnica LIDAR Raman / Evaluation of hygroscopic growth of urban aerosols using Raman LIDAR technique . 2014. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 97 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/T.85.2014.tde-02022015-134326

    Abstract: A cobertura de nuvens e os aerossóis são os dois principais fatores que modulam a energia solar que atinge a superfície e é absorvida pela atmosfera. Esses dois fatores, portanto, têm um papel essencial no clima do planeta. Há atualmente um interesse nos efeitos radiativos dos aerossóis, particularmente por causa da atividade antrópica, que aumenta sua concentração na atmosfera, e por sua íntima relação com a formação de nuvens. Partículas que podem ser ativadas e ganhar água para se tornarem nevoeiro ou gotas de nuvens, na presença de supersaturação de vapor de água, são chamadas de Núcleo de Condensação de Nuvens. O estudo das partículas que aumentam de tamanho com o ganho de água conforme aumenta a umidade relativa (higroscopicidade) torna-se então de fundamental importância no entendimento da contribuição dos aerossóis na regulação do clima do planeta. O LIDAR é um instrumento promissor no estudo da higroscopicidade dos aerossóis atmosféricos, porque pode operar em ambiente não perturbado e em condições muito próximas da saturação. O LIDAR Raman apresenta a vantagem de poder obter o perfil de vapor de água e retroespalhamento de aerossóis no mesmo volume atmosférico e sem nenhuma suposição a priori a respeito da razão LIDAR Este trabalho objetiva avaliar o crescimento higroscópico do material particulado urbano em São Paulo, Brasil, e em Washington, D.C, Estados Unidos durante a campanha NASA-Discover-AQ com o uso da técnica LIDAR Raman, obtendo o fator de crescimento por higroscopicidade. Apesar da metodologia que se baseia na determinação de uma atmosfera bem misturada com o uso de radiossondagem já ter sido utilizada na literatura, este trabalho acrescenta importantes informações, já que não se tem notícias de outros estudos extensos com múltiplos casos feitos com o LIDAR Raman para avaliação de higroscopicidade nos Estados Unidos, bem como é a primeira vez que este estudo é feito em São Paulo, como resultado de três anos de aquisição de dados. Os resultados mostram que é possível identificar o crescimento higroscópico dos aerossóis em ambas os ambientes de estudo, cuja detecção depende de condições atmosféricas que estão raramente presentes, tornando o estudo da higroscopicidade com o LIDAR um desafio que exige uma extensa coleta de dados. Mostram ainda que a determinação da origem e o estudo conjugado das propriedades químicas da população de aerossóis são informações que auxiliariam no entendimento do comportamento higroscópico, aprofundamentos estes que podem ser derivados deste trabalho.

    Palavras-Chave: brazil; urban areas; urban areas; aerosols; clouds; hygroscopicity; optical radar; raman spectra; remote sensing; troposphere; air pollution monitors

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  • IPEN-DOC 17592

    LARROZA, ELIANE G. . Caracterização das nuvens cirrus na região metropolitana de São Paulo (RMSP) com a técnica de lidar de retroespalhamento elástico / Characterization of cirrus clouds over São Paulo metropolitan city (MSP) by elastic lidar . 2011. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 118 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/T.85.2011.tde-19122011-153154

    Abstract: Este trabalho, sendo pioneiro no Brasil, teve o intuito de efetuar uma investigação das nuvens cirrus na região Metropolitana de São Paulo (23,33ºS / 46,44ºW), SP, através do sistema MSP-Lidar para o período de Junho à Julho de 2007. Durante este período, foi verificada uma ocorrência de cirrus de aproximadamente 54% sobre o total de medidas efetuadas pelo sistema Lidar. Medidas com Lidar nos forneceram uma alta resolução espacial e temporal destas nuvens, permitindo assim caracterizá-las e classificá-las de acordo com as suas propriedades macro- e microfísicas. Para obter tais parâmetros, uma metodologia própria foi desenvolvida na recuperação dos dados de Lidar e uma robusta estatística foi aplicada para determinar as diferentes classes de cirrus. A metodologia adotada se resumiu basicamente (a) na determinação de períodos estacionários (ou observações) durante a evolução temporal de detecção de cirrus, (b) determinação da base e topo através de um valor limiar para o cálculo das variáveis macrofísicas (altitudes, temperaturas, espessuras geométricas), (c) aplicação do método da transmitância para cada camada de nuvem e a determinação das variáveis microfísicas (profundidade óptica e razão de Lidar). Neste processo, a razão de Lidar é calculada iterativamente até que haja a convergência da mesma. Análises estatísticas de multivariáveis foram efetuadas para a determinação das classes de cirrus. Estas classes são baseadas na espessura geométrica, altitude média e sua respectiva temperatura, a altitude relativa (diferença entre a altura da tropopausa e topo da nuvem) e a profundidade óptica. O uso sucessivo da Análise de Componentes Principais (PCA), do Método de Cluster Hierárquico (MCH) e da Análise de Discriminantes (AD) permitiu a identificação de 4 classes. Vale ressaltar que tais métodos foram aplicados somente para os casos identificados como camadas únicas de nuvens, pois não se observou significativamente a ocorrência de nuvens com multicamadas. A origem de formação das classes de cirrus encontradas, embora apresentando propriedades macro- e microfísicas distintas, foi identificada basicamente como a mesma, isto é, provenientes da injeção de vapor dágua na atmosfera por meio de sistemas frontais e seu respectivo resfriamento para a formação dos cristais de gelo. O mesmo mecanismo de formação também é atribuído aos jatos subtropicais. Uma análise em relação ao perfil de temperatura e a comparação com a literatura mostrou que as cirrus classificadas apresentam possivelmente cristais em forma de placas e colunas hexagonais. As razões de lidar (RL) calculadas também estão de acordo com a literatura.

    Palavras-Chave: brazil; urban areas; clouds; measuring methods; remote sensing; optical radar

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  • IPEN-DOC 25654

    ARAUJO, ELAINE C. . Caracterização das propriedades ópticas de partículas inaláveis na cidade de Cubatão - SP / Characterization of the optical properties inhalable particle in the city of Cubatão - SP . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 108 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-17042019-153748

    Abstract: Os níveis de poluição do ar, tanto mundialmente, como no Brasil, principalmente em grandes metrópoles como São Paulo, dentre outras capitais e cidades brasileiras são altos e acima do que se é esperado para uma boa qualidade do ar. Uma das cidades brasileiras que ficou conhecida nacionalmente e até mundialmente pelos altos níveis de Poluentes foi Cubatão. Localizada no estado de São Paulo, a 57 km da capital do estado, Cubatão ainda tem altos níveis de Poluentes, entre eles o Material Particulado, o qual é um dos mais presentes. Dentre as classificações do material particulado estão as partículas inaláveis (MP10) e partículas inaláveis finas (MP2,5), estes são assim classificados de acordo com seus diâmetros aerodinâmicos. Tendo em vista os fatos citados acima, este trabalho propõe caracterizar as propriedades ópticas das partículas inaláveis na cidade de Cubatão - SP. Para tal foram utilizados dados de concentração das partículas inaláveis da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo - CETESB e as informações a respeito de perfil espacial foram observadas pela técnica de sensoriamento remoto - Light Detection and Ranging - LIDAR por meio de campanhas realizadas em agosto de 2016. Também foram analisados dados de Aerosol Optical Depth - AOD extraídos da plataforma - Goddard Interactive Online Visualization And Analysis Infrastructure - GIOVANNI, a qual contém informações de satélites, que foram usadas para indicar o tamanho das partículas detectadas na região de Cubatão. Do mesmo modo verificou-se os dados do Expoente de Ångström que são distribuídos pela plataforma GIOVANNI.

    Palavras-Chave: remote sensing; data visualization; data analysis; data processing; aerosols; particulates; controlled atmospheres; atmospheric chemistry; atmospheric circulation; atmospheric precipitations; atmospherics; brazil; optical radar

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  • IPEN-DOC 11336

    POZZETTI, LUCILA M.V. . Criação de um banco de dados dinâmico e análise de medições LIDAR em formato WEB do Laboratório de Aplicações Ambientais a Laser do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares. 2006. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP, Sao Paulo. p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/D.85.2006.tde-18052012-101140

    Abstract: O Laboratório de Aplicações Ambientais a Laser, situado no Centro de Lasers e Aplicações no IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares), efetua medidas das concentrações de aerossóis atmosféricos, enviando um feixe de laser à atmosfera e coletando a luz retroespalhada. Tal sistema fornece um grande número de parâmetros físicos que devem ser administrados de forma ágil para a obtenção de análises resultantes. Em conseqüência disso, a implementação de um banco de dados tornou-se imprescindível como instrumento de comunicação e visualização gráfica das medidas coletadas. Um critério de classificação destas valiosas informações foi adotado, estabelecendo níveis de armazenamento definidos a partir de características específicas aos tipos de dados determinados. A compilação e automação destas medidas promoverá a integração entre dados, análise e retorno otimizado de resultados das propriedades da atmosfera, propiciando futuras pesquisas e análise de dados.

    Palavras-Chave: brazilian cnen; optical radar; lasers; remote sensing; optical radar; air pollution monitoring; ecological concentration; aerosols; backscattering; data base management; computer calculations

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  • IPEN-DOC 13226

    TORRES, ANI S. . Desenvolvimento de uma metodologia de calibracao independente para um lidar raman na obtencao e estudo de perfis de vapor d'agua atmosferico / Development of a methodology for an independent water vapor raman lidar calibration to study water vapor atmospheric profiles . 2008. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. 144 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/T.85.2008.tde-26082009-135640

    Abstract: Neste trabalho são apresentados resultados relativos ao desenvolvimento de uma metodologia de calibração independente de um sistema LIDAR Raman para medidas de razão de mistura do vapor dágua, avaliando-se a eficiência total de transmissão óptica do sistema LIDAR Raman. Uma calibração independente ou absoluta de um sistema LIDAR foi possível por meio de medidas e cálculos dos parâmetros relevantes. A metodologia de calibração independente apresentada é baseada na decomposição das equações da razão de mistura do vapor dágua, especialmente na avaliação do fator de calibração e as incertezas relativas à transmissão óptica e secções diferenciais de espalhamento. A eficiência de transmissão incluiu fatores como a refletividade do telescópio, transmissão dos componentes ópticos e filtros. A avaliação da eficiência do sistema foi realizada com do uso de uma lâmpada calibrada de tungstênio em duas configurações distintas de filtros de interferência, (banda larga e banda estreita) instalados no sistema LIDAR Raman da Howard University (HURL). A avaliação da secção diferencial de espalhamento Raman para o vapor dágua foi realizada pelo uso de um modelo téorico descrito na literatura e por uma primeira aproximação experimental. Os resultados mostraram consistência e que essa metodologia de calibração pode ser usada em uma base rotineira para medidas de vapor dágua atmosférico.

    Palavras-Chave: atmospheres; water vapor; optical radar; calibration; remote sensing

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  • IPEN-DOC 15963

    COSTA, RENATA F. da . Estudo das propriedades opticas dos aerossois no estado de Sao Paulo com a tecnica de Lidar Raman / Aerosol optical property studies in Sao Paulo State with Raman Lidar technique . 2010. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. 90 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/D.85.2010.tde-05112010-183928

    Abstract: O estudo desenvolvido nessa dissertação foi dividido em dois momentos. Na primeira parte foi apresentado a realização de uma calibração independente do sistema LIDAR Raman de vapor d\'água instalado no CLA seguindo uma metodologia desenvolvida na Howard University, baseada em uma análise cuidadosa da eficiência óptica dos componentes do sistema tendo como objetivo determinar essa eficiência e apresentar a resposta espectral do sistema. Após esse estudo, que permitiu obter um melhor entendimento da área instrumental do sistema, é apresentado, na segunda parte, uma análise preliminar das propriedades ópticas dos aerossóis na troposfera por meio da avaliação de alguns parâmetros como, por exemplo, os perfis verticais de extinção desses aerossóis, a LR e a SR, utilizando um sistema LIDAR Raman móvel desenvolvido pela Raymetrics Lidar Systems durante campanhas realizadas em alguns institutos de pesquisa no Estado de São Paulo.

    Palavras-Chave: aerosols; troposphere; optical radar; raman spectra; calibration; optical properties; air pollution monitoring

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  • IPEN-DOC 14053

    JESUS, WELLINGTON C. de . Estudo de metodos de inversao em snesoriamento remoto com lasers / Study of inverse methods in remote sensing with laser . 2009. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. 82 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/D.85.2009.tde-04112009-135320

    Abstract: O Laboratório de Aplicações Ambientais a Laser do Centro de Lasers e Aplica- ções do IPEN realiza o estudo de propriedades atmosféricas, tais como os coecientes de extinção e retroespalhamento. Esses coecientes são estimados por meio de um método inverso, cuja qualidade não é facilmente certicada, ou seja não existe um diagnóstico sistemático da qualidade das estimativas. Neste trabalho um método inverso com sólidas bases estatísticas é proposto, para recuperar os mesmos coecientes. O algoritmo proposto oferece vantagens comparada com o método atual em uso pelo grupo, pois: (1) possibilita a incorporação de diferentes tipos de informações de fontes heterogêneas durante a inversão. E (2) o método permite diversos tipos de diagnósticos quanto a qualidade do processo de inversão e do parâmetro recuperado. Fatores que potencializam as chances de estimativas com maior acurácia. v

    Palavras-Chave: lasers; remote sensing; optical radar; temperature inversions; atmospheres

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  • IPEN-DOC 27263

    BEU, CASSIA MARIA LEME . Estudo do jato de baixos níveis em Iperó com a técnica lidar Doppler / Low-level jet study at Iperó with the Doppler lidar technique . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 125 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-15092020-110621

    Abstract: É uma tendência crescente a aplicação de equipamentos de sensoriamento remoto para investigar características da Camada Limite Planetária (CLP). Neste trabalho um lidar Doppler foi empregado para estudar os Jatos de Baixos Níveis (JBNs) em Iperó, interior de São Paulo, Brasil. Trabalhos anteriores mostraram que os JBNs ocorrem frequentemente em Iperó. Os JBNs foram primeiramente reconhecidos nas Grandes Planícies dos Estados Unidos, mas atualmente já foram identificados em muitas outras localidades, em praticamente todos os continentes. Os JBNs produzem impactos econômicos e sociais, dentre os quais estão: a dispersão e o transporte de poluentes, transporte de umidade, propagação de incêndios florestais, segurança de vôo e produção de energia eólica. Apesar da sua importância, a simulação dos JBNs é uma tarefa com alto custo computacional, uma característica comum da CLP, devido às suas escalas temporal e espacial típicas. A campanha experimental de um ano com o lidar Doppler gerou um extenso banco de dados do perfil vertical do vento em Iperó. Esse banco de dados permitiu investigar características dos JBNs, tais como: sazonalidade, frequência e intensidade. Foi possível também aplicar métodos que tem sido propostos recentemente para investigar propriedades como a Energia Cinética Turbulenta (ECT) e a taxa de dissipação da ECT na presença de JBN. Verificou-se que existe ECT acima do nível do JBN e que a dissipação local não é uma representação adequada em eventos de JBN. Para o Estudo de Caso foi selecionado um JBN formado bem próximo à superfície e com longo ciclo de vida. Dados observacionais contínuos permitiram acompanhar a evolução temporal desse evento e os impactos nas simulações de transporte e dispersão atmosférica.

    Palavras-Chave: optical radar; doppler effect; boundary layers; planetary magnetospheres; kinetic energy; jet stream; turbulent flow; atmospheric circulation; particles; aerosols; atmospheric precipitations; air pollution monitoring; environmental impacts; environmental policy; environmental protection; brazil

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  • IPEN-DOC 24216

    MORAES, ANA P.F. . Estudo do perfil atmosférico com as técnicas lidar e análise de filtros de impactação no período de queimadas e relação com internações por doenças respiratórias em Porto Nacional e estado do Tocantins (2008-2016) / Study of atmospheric profile with lidar and analysis of impactation filters on the burning season and relation with hospitalizations for respiratory diseases in Porto Nacional and Tocantins State (2008-2016) . 2017. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 114 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/D.85.2017.tde-23062017-103754

    Abstract: A relação entre a poluição atmosférica e a saúde vem sendo estudada há muitos anos em grandes cidades ao redor de todo o mundo e recentemente em regiões de intensa queima de biomassa. Porto Nacional é um município do estado do Tocantins que vem sofrendo expressivo crescimento em decorrência da expansão da cultura de grãos. Está incluso no bioma cerrado, onde é costume o uso do fogo para limpeza dos campos de agricultura. O lidar é uma ferramenta que vem sendo usada para estudo do perfil óptico atmosférico mundialmente, não havendo registros de sua utilização no cerrado. Junto com o lidar, costuma-se também utilizar a análise de filtros de impactação de aerossóis para determinação da composição e concentração de material particulado, o qual está relacionado ao desenvolvimento de doenças respiratórias.Também não havia sido investigada a correlação das queimadas no Tocantins com a saúde respiratória da população. Esse estudo visa analisar o perfil óptico e químico dos aerossóis provenientes das queimadas na região e correlacionar as internações por doenças respiratórias com o número de focos de incêndio no município de Porto Nacional e no estado do Tocantins. Para isso, foram utilizados um sistema lidar móvel, dados dos sistemas MODIS e CALIPSO e filtros de impactação de aerossóis instalados em Porto Nacional, dados de queimadas do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais e de saúde do banco de dados do Departamento de Informática do Sistema Único de Saúde. Foram registradas com o uso do lidar camadas de aerossóis em agosto de 2015 a uma altitude de 2 a 3,5 km, com predomínio de poeira contaminada, resultado da mistura de poeira da crosta e produto de queimadas. A análise química dos aerossóis mostrou aumento de black carbon e óxidos de alumínio e sílicio em setembro/2013 e aumento de óxido de enxofre em dezembro de 2015. Através das análises de modelos lineares generalizados e correlação de Pearson, não foi encontrada relação entre o número de focos de incêndio e as internações por doenças respiratórias, apesar da significância estatística dos dados colhidos ter sido confirmada pelo stepwise. Sugere-se aprofundamento do estudo através da coleta direta de dados de saúde respiratória diários e de atendimento em pronto socorro.

    Palavras-Chave: carbon burning; aerosols; atmospheric precipitations; optical radar; ultrafiltration; pollution control equipment; reflection; gravimetry; x-ray fluorescence analysis; respiratory system; diseases; comparative evaluations; brazil

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  • IPEN-DOC 11315

    SOUZA, RENATA F. de . Estudo do perfil vertical de aerossóis na troposfera utilizando a técnica de LIDAR. 2004. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares, IPEN/CNEN-SP, Sao Paulo. p. Orientador: Eduardo Landulfo.

    Palavras-Chave: electromagnetic radiation; laser radiation; aerosols; troposphere; optical radar; optical properties; air pollution

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  • IPEN-DOC 28779

    SILVA, JONATAN J. da . Interação aerossóis nuvens : um estudo por sensoriamento remoto / Aerosols clouds interaction: a study by remote sensing . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 103 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-31032022-112946

    Abstract: A utilização de equipamentos de sensoriamento remoto para investigar as propriedades microfísicas de aerossóis e de nuvens constitui uma ferramenta muito importante, principalmente quando estes equipamentos são empregados de forma sinergética. Neste trabalho, um lidar elástico, juntamente com um fotômetro solar e uma câmera do tipo olho de peixe, foram empregados para estudar aerossóis, nuvens e a interação entre estes dois componentes da atmosfera, na cidade de São Paulo. As nuvens e os aerossóis constituem sistemas de abrangência mundial e que interagem com a radiação solar de forma independente e também combinada, isto é, quando os aerossóis participam como precursores na formação das nuvens como Núcleo de Condensação de Nuvens (NCN). Vários estudos, teóricos e experimentais, com equipamentos em solo e/ou embarcados em satélites abordaram a maneira e em que condições os aerossóis participam na formação das nuvens, mas estas condições ainda não estão claramente compreendidas. As medidas realizadas entre os anos de 2016 e 2019, utilizando um sistema lidar, permitiram a seleção de dias referentes aos cenários de estudo pré-estabelecidos. Estes dias serviram de referência para o levantamento das medidas em comum com todos os outros equipamentos. Os parâmetros correspondentes a cobertura de nuvens, radiação global incidente, juntamente com os parâmetros microfísicos (coeficiente de retroespalhamento, expoente de Ångstrom, e razão de retroespalhamento) dos aerossóis foram obtidos e validados com dados recuperados das medidas realizadas com o fotômetro solar - CIMEL da rede Aeronet instalado no Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP).

    Palavras-Chave: aerosols; radioactive clouds; optical radar; remote sensing; visible radiation; multispectral photography; spectroscopy; environmental exposure; earth atmosphere; multivariate analysis

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  • IPEN-DOC 29238

    PRADO, FELIPE M. . Laser chaveado bombeado por diodos tipo "stack" para aplicações em monitoração ambiental LIDAR / Q-switched laser pumped by diode stack for applications in environmental monitoring LIDAR . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 61 p. Orientador: Niklaus Ursus Wetter. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-07112022-160209

    Abstract: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de ressonadores de Nd:YLF emitindo no comprimento de onda de 1053 nm. Inicialmente, foram construídos ressonadores simples e compactos que, com a utilização de um diodo de bombeio equipado com VBG, alcançaram valores recordes de eficiências ópticas e de inclinação, com o bombeio na banda de 800 nm. As configurações subsequentes tiveram como objetivo melhorar a qualidade do feixe a fim de obter um feixe limitado por difração. Bombeio direto do cristal Nd:YLF foi apresentado, com o comprimento de onda de 863 nm, em uma cavidade simétrica plano-plano com lentes cilíndricas. Nesta, foram alcançados valores expressivos em termos de eficiência de inclinação, para lasers de neodímio bombeados por diodos, enquanto mantendo uma operação monomodo para o regime QCW. Por fim, foram apresentados configurações de chaveamento passivo que alcançaram altas energias por pulso e o maior valor de potencia pico para um cristal Nd:YLF chaveado passivamente por um cristal de Cr:YAG.

    Palavras-Chave: diode-pumped solid state lasers; neodymium; resonators; elements; optical radar; environmental protection; environmental impacts; earth atmosphere; monitoring

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  • IPEN-DOC 25433

    CORRÊA, THAÍS . Monitoramento do perfil atmosférico na região de silos do Porto de Santos pela técnica LIDAR / Monitoring of the atmospheric profile in the silos region of the Port of Santos by the LIDAR technique . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 85 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-29012019-113201

    Abstract: O manuseio de grãos durante as operações de carga e descarga geram materiais particulados que são liberados para a atmosfera interferindo na qualidade do ar da região. Essa pesquisa identificou a presença de material particulado proveniente de grãos na cidade de Santos utilizando dados disponibilizados pelos satélites da NASA, índices de qualidade do ar fornecidos pela CETESB e dados obtidos pela técnica LIDAR.

    Palavras-Chave: optical radar; atmospherics; quality control; grain orientation; warehouse; harbors; air pollution; monitoring

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  • IPEN-DOC 24475

    MARQUES, MÁRCIA T.A. . Obtenção da altura da camada limite planetária através da análise espectral do campo de vento do lidar Doppler / Obtaning the planetary boundary layer height using spectral analysis of the Doppler lidar wind field . 2017. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 67 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-23022018-092958

    Abstract: Este estudo explora a obtenção da altura da camada limite planetária a partir de diferentes métodos e equipamentos, com foco na análise espectral do campo de vento do lidar Doppler. Realizou-se uma campanha de medição por 80 dias com dois lidars Dopplers comerciais com diferentes alcances verticais. Para o lidar com maior alcance vertical e consequetemente uma medida direta da altura da camada limite planetária, foi aplicado o método da variância da razão sinal-ruído e os resultados foram comparados aos valores de altura estimados a partir de dados de radiossondagem através de dois métodos distintos, o método da parcela e o método do número de Richardson bulk, o qual apresentou melhores resultados. Para o lidar com menor alcance vertical, aplicou-se a análise espectral que forneceu valores de comprimento de onda dos picos espectrais, proporcionais à altura da camada limite planetária. A constante de proporcionalidade para obtenção dos valores da altura da camada foi calculada comparando-se os resultados aos valores de altura estimados pela radiossondagem através do método do número de Richardson bulk, obtendo-se um valor de constante de proporcionalidade próximo ao sugerido na literatura. Entretanto, o conjunto de dados que mostrou boas estimativas dos picos espectrais foi bastante restrito, limitando a comparação ao longo do período entre os lidars.

    Palavras-Chave: atmospheres; boundary layers; variational methods; measuring methods; bulk density; signals; signal-to-noise ratio; spectra; data analysis; optical radar; doppler effect; remote sensing; lasers; forecasting; delphi method; turbulence; mathematical models

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  • IPEN-DOC 25239

    SALANI, MARIA H.G. de A. . Quantificação e estimativa de material particulado no porto de Santos com suporte da técnica LIDAR / Quantification and estimative of particulate matter in the port of Santos with technical LIDAR . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 119 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-06122018-093047

    Abstract: Um porto é uma organização dinâmica que possui áreas críticas que abrigam fontes emissoras de poluentes, como indústrias em seu entorno, modais terrestres (caminhões e trens), operações com carga e descarga de granéis agrícolas, fluxo de navios, entre outros. Neste estudo foi utilizada a modelagem desenvolvida em 2009 pela Current Methodologies in Preparing Mobile Source Port-Related Emission Inventories da Agência Americana de Proteção ao Meio Ambiente (US EPA), que estima os fatores de emissão de material particulado por navios considerando a energia, a característica e o tempo de atividade de cada embarcação, o fator de carga de propulsão e o fator de emissão para cada poluente. Para estimar as emissões fugitivas de material particulado provenientes de operações portuárias com milho, grãos de soja e farelo de soja foi utilizada a modelagem desenvolvida em 2006 pelo Group Emissions Factor US EPA, que considera o volume de carga movimentada, velocidade do vento, umidade do material e fator de tamanho das partículas. Os resultados, referente aos meses de maio e agosto de 2017, em conjunto com os dados coletados em 16 de maio de 2017 pela técnica LIDAR, indicam que as emissões de material particulado pelos navios têm sua maior taxa de emissão para MP10 (moda grossa). Para as emissões fugitivas em operações com grãos, os resultados mostraram que as maiores emissões são provenientes de operações de soja em grãos. Em suporte às modelagens, foi utilizada a técnica LIDAR (Light Detection And Ranging) de sensoriamento remoto que utiliza radiação luminosa, e está baseada na emissão de um feixe de radiação eletromagnética que permite a obtenção de medidas a distância através da radiação retroespalhada. O pulso de luz emitido para a atmosfera interage com as partículas e moléculas que agem como espalhadoras. Os dados coletados são inseridos no programa Mathematica, e os valores obtidos inseridos na plataforma PYTON gerando gráficos. Os dados foram coletados em 16 de maio de 2017, com medidas em diferentes horários e identificada a possível presença de material particulado (MP) na região do porto. O porto de Santos, está localizado no centro do litoral do estado de São Paulo, é o maior porto da América Latina e um dos principais conflitos nessa região são as emissões de material particulado.

    Palavras-Chave: optical radar; measuring instruments; laser radiation; remote sensing; particulates; particles; total suspended particulates; atmospheres; air pollution monitoring; environmental protection; seeds; ships; harbors; brazil

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  • IPEN-DOC 21782

    COSTA, RENATA F. da . Sensoriamento remoto a laser de aerossóis em uma refinaria de petróleo / Laser remote sensing of aerosol in an oil refinery . 2016. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 120 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/T.85.2016.tde-31032016-132804

    Abstract: A emissão de poluentes em megacidades e áreas industriais pode ter fortes impactos no clima e na saúde. Nos últimos anos tem sido crescente a preocupação com emissões atmosféricas contendo partículas nanométricas, cuja presença, juntamente com compostos orgânicos voláteis, óxidos de nitrogênio e outros, pode resultar na formação de uma série de substâncias gasosas poluentes e na formação de aerossóis. Medições mais precisas da concentração e distribuição de tamanho de fuligem são importantes, não só do ponto de vista ambiental, mas também para a saúde humana. O objetivo deste trabalho foi determinar a distribuição de tamanho de partículas na chaminé de uma refinaria em Cubatão. Para isso foi utilizada uma abordagem baseada nos métodos de inversão, tradicionalmente usados para calcular parâmetros de aerossóis atmosféricos, ao contexto dos aerossóis de tochas industriais. Os resultados se mostraram consistentes com a literatura científica, sendo possível determinar alguns parâmetros da distribuição do tamanho de partículas provenientes da chama de uma tocha industrial utilizando um sistema lidar de três comprimentos de onda com um nível de discrepância aceitável. Um estudo do expoente de Angström foi realizado com o objetivo de validar o algoritmo de inversão desenvolvido neste trabalho. Os resultados deste estudo mostraram que os dados experimentais corroboram com as curvas teóricas e, portanto, o algoritmo pode ser utilizado como ferramenta para a medição de emissões atmosféricas provenientes de tochas industriais. O desenvolvimento deste projeto representará um passo importante, não somente do ponto de vista tecnológico, mas principalmente como recurso para tratar de problemas de emissões que futuramente poderão surgir, dentre as medidas voltadas ao controle de mudanças climáticas.

    Palavras-Chave: aerosols; particulates; industrial wastes; gases; petroleum industry; air pollution monitoring; lasers; optical radar; pulse techniques; pulse analyzers; radioactive aerosols

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  • IPEN-DOC 16722

    LOPES, FABIO J. da S.. Validação dos dados do satélite CALIPSO utilizando um sistema lidar de retroespalhamento elástico e o fotômetro solar da rede AERONET / CALIPSO satellite validation using an elastic backscattering lidar system and the AERONET sunphotometer data . 2011. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 169 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/T.85.2011.tde-28092011-103209

    Abstract: Os aerossóis e nuvens desenvolvem um papel muito importante nos processos climáticos terrestres por meio das suas contribuições diretas e indiretas no balanço radiativo da atmosfera. A dificuldade na previsão dos processos de mudanças climáticas estão associadas às incertezas na distribuição e propriedades dos aerossóis e nuvens, assim como em suas interações em escala global. Tendo como principal objetivo desenvolver estudos que ajudem na diminuição dessas incertezas, a NASA, em parceria com a agência espacial francesa CNES, desenvolveu a missão do Satélite CALIPSO, que possui a bordo um sistema Lidar denominado CALIOP capaz de estudar o perfil e a distribuição vertical dos aerossóis e nuvens e os processos de interação entre eles. Uma vez que as propriedade ópticas medidas pelo CALIOP são recuperadas utilizando um complexo conjunto de algoritmos, torna-se necessário o desenvolvimento de estudos e metodologias de validação para inferir qual a acurácia das medidas desse sistema. Nesse contexto, foi desenvolvida uma metodologia de avaliação e validação dos valores de Razão Lidar utilizados a priori pelos algoritmos do CALIOP utilizando dois instrumentos de sensoriamento remoto instalados em solo, um sistema Lidar de retroespalhamento elástico instalado no IPEN - São Paulo e o fotômetro solar da rede AERONET instalado em cinco diferentes localidades, Rio Branco - Acre (RB), Alta Floresta - Mato Grosso (AF), Cuiabá - Mato Grosso (CB), Campo Grande - Mato Grosso do Sul (CG) e São Paulo - São Paulo (SP). Foram determinados os dias de medidas correlativas entre os sistemas em solo e o CALIOP e analisados os dados para os dias de medidas com condições livre de nuvens e com trajetórias de massas de ar se deslocando das regiões de medidas do satélite para as regiões de medidas pelos instrumentos fixos. Foram calculados novos valores de Razão Lidar obtidos pelo Modelo Aeronet/Caliop (Modelo A/C) proposto. Esses valores mostraram-se coerentes com aqueles utilizados inicialmente pelo algoritmo do sistema CALIOP. Realizando uma comparação quantitativa, obteve-se uma diferença percentual de 2,17 ± 30,12%, esse valor mostra-se compatível com outros valores obtidos na literatura de validação desse sistema Lidar a bordo do Satélite CALIPSO. Essa subestimação nos valores de Razão Lidar utilizados pelo CALIOP pode estar ocorrendo devido um problema no processo de calibração dos dados do sistema CALIOP, uma vez que o território brasileiro se encontra na região da Anomalia do Atlântico Sul (SAA). A diferença percentual dos valores de Razão Lidar utilizados pelo CALIOP com aqueles obtido por meio de medidas com o sistema Lidar do IPEN forneceram valores de 2,34 ± 17,53%, demonstrando que o modelo de validação proposto é aceitável e acurácia nos valores de Razão Lidar utilizados a priori pelo CALIOP está dentro das margens de incerteza de 30%.

    Palavras-Chave: satellites; optical radar; aerosols; clouds; validation; photometers

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Buscar os artigos apresentados em um evento internacional de 2015, sobre loss of coolant, do autor Maprelian.

Autor: Maprelian

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.

Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

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