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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.75.2014.tde-24022014-115832
Documento
Autor
Nome completo
Maria Gabriela Aparecida Carosio
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2014
Orientador
Banca examinadora
Colnago, Luiz Alberto (Presidente)
Cabeça, Luis Fernando
Rezende, Maria Olimpia de Oliveira
Rittner Neto, Roberto
Vieira, José Antonio Gomes
Título em português
Medida de temperatura e difusividade térmica de sementes e sementes inseridas em solo por ressonância magnética nuclear no domínio do tempo
Palavras-chave em português
RMN-DT
sementes
temperatura
Resumo em português
Demonstrou-se nesta tese a potencialidade da ressonância magnética nuclear no domínio do tempo (RMN-DT) para medir a temperatura de sementes oleaginosas isoladas e inseridas em solos. Os métodos desenvolvidos baseiam-se na correlação entre o tempo de relaxação do óleo das sementes com a temperatura. As medidas com o tempo de relaxação transversal, T2, foram realizadas com a sequência Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG) e as medidas de relaxação T*, com a sequência de pulsos Precessão Livre em Onda Contínua (CP-CWFP). Tanto o T2 quanto o T* apresentaram uma correlação exponencial crescente com a temperatura, utilizando espectrômetros de bancada. Com a medida do decaimento da temperatura de sementes e solos, previamente aquecidos a 70°C, em um banho térmico a 23°C, pode-se calcular a difusividade térmica de sementes e sementes em solos, obtendo valores similares aos obtidos com métodos padrões. Para ímãs com homogeneidade muito baixa, com gradientes de campo magnético maiores do que 1 T/m (ímãs de campos opostos, Unilateral e Halback) somente a sequência CPMG pode ser usada. A sequência CP-CWFP não gerou um sinal de onda contínua, necessário para a medida de T*. No ímã unilateral a correlação exponencial entre o decaimento do sinal CPMG e temperatura foi decrescente devido ao efeito da difusão molecular na refocalização dos ecos. Com isso a RMN unilateral, que detecta o sinal da amostra fora do sensor de RMN (ímã e sonda) tem potencial para análise da temperatura e difusividade térmica em campo. A grande vantagem da RMN sobre os métodos de termometria baseado em termômetros de mercúrio, termopares, termistores, etc., é que é um método que não precisa danificar as sementes para inserção do agente sensível à temperatura. Além disso, a RMN pode ser usada para medir a temperatura da semente, mesmo quando esta está sob uma camada de vários centímetros de solos, o que não ocorre com o sensor de Infravermelho, por exemplo.
Título em inglês
Temperature and thermal diffusivity measurement of seeds and seeds inside soil by time domain nuclear magnetic resonance
Palavras-chave em inglês
seeds
TD-NMR
temperature
Resumo em inglês
The potential of time domain nuclear magnetic resonance (TD-NMR) to measure the temperature of isolated oilseeds and oilseeds inserted into soil was demonstrated in this thesis. The methods were based on the correlation between relaxation time of the oilseeds with temperature. The measurement with the transverse relaxation time, T2, was performed with the Carr - Purcell - Meiboom - Gill (CPMG) pulse sequence. The measurement of decay T*, was performed with the Continuous Wave Free Precession (CP- CWFP) pulse sequence. Both the T2 as T* showed an exponentially correlation with temperature using bench top spectrometers. With the measurement of the temperature decay of seeds and soils, previously heated to 70°C and placed in a bath at 23°C, was used to calculate the thermal diffusivity of seeds and seeds in soil. The results were similar to those obtained with standard methods. For the magnets with very low homogeneity, with strong magnetic field gradients 1 T/m (Opposite field, Unilateral and Halback magnets) only the CPMG pulse sequence could be used. The CP-CWFP sequence do not generated a continuous wave signal, necessary for the measurement of T*. The unilateral magnet shows an upward-sloping exponential curve between the decay of the CPMG signal and temperature due to the effect of molecular diffusion, in refocusing echoes. Therefore, the unilateral NMR, which detects the signal from the sample outside the NMR sensor (magnet and probe), has the potential to analyze the temperature and thermal diffusivity in the field. The big advantage of NMR over thermometry methods based on mercury thermometers, thermocouples, thermistors, etc., is that it is a method that does not need to damage the seeds for insertion of the sensor. In addition, NMR can be used to measure the seed temperature, even when it is under a layer of several centimeters of soil, which does not occur with the infrared sensor, for example.
 
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Data de Publicação
2014-08-25
 
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