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Ademir Xavier

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Mathematical and statistical analysis of complex systems. Research in applied physics for industrial environments and systems. Proficiency in structured programming. Patent writing, inventor. Interests in Astronomy, Classical Physics (orbital dynamics, perturbation theory), Quantum Mechanics and Electromagnetism (radiation force) and Statistics (including time series analysis of price).

Having said that, I´m really open to discussions with anyone else an interesting aspect of the matters I quote above.

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Israel de Oliveira Andrade

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Marisvaldo Lima

Eduardo Vichi Antunes

Universidade Estadual de Campinas

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IUPERJ/UCAM

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Papers by Ademir Xavier

Instalação Do Espaçoporto Dos Açores e a Concorrência Com Alcântara

Revista da Escola Superior de Guerra, 2020

O Centro Internacional de Pesquisa do Atlântico (Atlantic International ResearchCenter - AIR) é u... more O Centro Internacional de Pesquisa do Atlântico (Atlantic International ResearchCenter - AIR) é uma iniciativa de diversos países banhados pelo oceano Atlânticoos quais, sob a liderança e patrocínio do Governo de Portugal, têm o arquipélagodos Açores como sua sede. Voltado para coleta de dados e pesquisas inovadoras,fruto da sinergia mar/espaço, o centro prevê o consórcio de diversos países parautilização de suas infraestruturas atuais e futuras de pesquisas com esse foco.Dentre os países considerados pelos organizadores da iniciativa, o Brasil apresentasecomo um importante potencial integrante. No entanto, ainda que, em linhasgerais, seja atrativa para o Brasil participar de tal projeto, a instalação nos Açoresde um espaço porto para lançamentos de pequenos satélites, e outros temascorrelatos, impacta sobremaneira nas tentativas brasileiras nos últimos anos dese posicionar viavelmente nesse mercado. O presente trabalho analisa a propostado AIR e tece algumas considerações, levando ...

Radio-Frequency Identification Zones in Open Environments: Maximizing the reading probability of high-speed tags

IEEE Antennas and Propagation Magazine, 2017

In this article, we consider the problem of determining the backscattered signal reading zone of ... more In this article, we consider the problem of determining the backscattered signal reading zone of a high-speed tag in an open environment as a function of system geometry and radiation features. A two-dimensional (2-D) parametric model using the Friis equation in a two-ray approximation is obtained. The model is applied to the problem of optimizing the reading time of the moving tag as a function of all system parameters. In particular, we consider the reading zone optimization as a function of all of a structure's position angles and relative distances. We find optimal positioning angles and apply a statistical model for predicting the reading failure probability as a function of electromagnetic parameters in addition to speed and reading rates. Measurements taken in an open environment over paved ground confirm the model predictions.

Estimating the Beginning and End Dates of Covid-19 for Several Countries Using the Logistic Model

This note applies the Logistic model approximation to determine the suitable start and end dates ... more This note applies the Logistic model approximation to determine the suitable start and end dates for the observed epidemic curves in the total number of cases for different countries. The Logistic model is presented and explicit relations for the beginning and end dates are obtained together with the total epidemic duration. Using data from Brazil, Germany, Italy, and South Korea, the extreme dates are calculated. Since the epidemic onset time is found, a fair comparison of the epidemic curve for these countries is obtained. The result does not depend on the poor statistics available in the early phase of the epidemic when the initial number of infectives is unknown. In fact, the total duration depends only on the characteristic time parameter of the LM model.

Design and construction of an armillary sphere for astronomy teaching

An ancient astronomical instrument and its use in astronomy are briefly reviewed. A detailed desc... more An ancient astronomical instrument and its use in astronomy are briefly reviewed. A detailed description and construction of an armillary sphere of cardboard and paper are presented. Then, it is used to introduce basic notions in positional astronomy, especially the concepts of time (mean solar, true, sidereal), the influence of the observer's position in the determination of the azimuth angles of sunrise, sunset, and meridian passage of planets whose longitude is set along the ecliptic. One concludes that the model acts as a small, easy-to-use mechanical calculator that can effectively teach astronomy concepts.

Derivation of the Rocket equation

1, 2020

Link to my video about the derivation of the rocket equation. References: * SPIEGEL, Murray R. Sc... more Link to my video about the derivation of the rocket equation. References: * SPIEGEL, Murray R. Schaum&#39;s outline of theory and problems of theoretical mechanics: with an introduction to Lagrange&#39;s equations and Hamiltonian theory. McGraw-Hill Companies, 1967. *HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentals of physics. John Wiley &amp; Sons, 2013.

Schrödinger, Reissner, Weber e o Princípio de Mach

We present a commented translation of a text by Erwin Schrödinger about his article entitled: &qu... more

Uma tradução comentada de "Como a Parapsicologia poderia se tornar uma ciência" de P. Churchland

Jornal de Estudos Espíritas, 2013

A C++ code for predicting COVID-19 cases by least-squares fitting of the Logistic model

This report describes a C++ code to fit the Logistic model to the daily total cases reported by d... more This report describes a C++ code to fit the Logistic model to the daily total cases reported by data sources of the COVID-19 outbreak using least-squares. Some examples for China, Brazil, India and Italy are tested numerically and the code listing is given. The method can be used to &quot;track&quot; the daily evolution of new cases and to make predictions about the time of maximum daily cases as well as the total number of cases at the end of the pandemic.

Astrofotografia com Webcam: análise de uma imagem de Marte

Aparentemente, a imagem acima sendo tão pequena não permite revelar muitos detalhes... Mas graças... more Aparentemente, a imagem acima sendo tão pequena não permite revelar muitos detalhes... Mas graças à técnica de análise de imagem, é possível extrair muita informação de uma imagem como essa. Vamos ver como isso é possível. Dessa forma, telescópios e simples webcams podem se tornar instrumentos de medição científica.

Finite aperture approximation for scalar X waves

This manuscript presents analytical and numerical calculations of the so-called `finite aperture ... more This manuscript presents analytical and numerical calculations of the so-called `finite aperture approximation&#39; (FAA) for the production of Bessel beams in the microwave region (below 100 GHz). These waves are components of the scalar X-wave (non-dispersive waves). FAA provides the theoretical limit for the creation and propagation of a non-dispersive wave in ideally homogeneous media. The result of the approximation may be applied to the design of an antenna capable of producing undistorted progressive waves and reproducing the field patterns predicted by the approximation exactly.

Introduction to a SVM code for binary classification *

Study notes summarizing the basics on Support Vector Machines (SVM) for binary classification. So... more

Spectrographic mask for digitally recording bright source spectra *

In this work, we present schematic diagrams for the construction of a spectrograph mask attachabl... more In this work, we present schematic diagrams for the construction of a spectrograph mask attachable to a camera objective in order to capture spectra using simple CD or DVD gratings. A diagram for building a simple spectroscope is also presented as an introduction to the subject. The mask is made of two parts: an adapter ring and elbow-shaped blockage for suitable registration of spectra in the lab and outdoors. Using free software, we analyze and discuss the calibration of the wavelength scale of the solar spectrum, which allows us to identify many chemical elements, giving the spectrograph a spectrometric function. In the conclusion, we further discuss some interesting projects to be carried out by students using the idea.

Modelamento dinâmico de plataformas de dobradiças para astrofotografia

Para se tirar boas astrofotografias utilizando câmera móvel sem telescópio (isto é com exposição ... more

A percepção qualitativa de risco em casos práticos de investimento: em direção à cultura do risco *

Este trabalho tem como objetivo sugerir medidas bem definidas quantitativamente de deter-minação ... more Este trabalho tem como objetivo sugerir medidas bem definidas quantitativamente de deter-minação de risco em situações típicas de investimentos a fim de aprimorar sua cultura de controle de risco. Para isso, aplicam-se medidas de probabilidade já consolidadas estatisticamente, bem como diversos princípios auxiliares, no tratamento de dois exemplos práticos de investimento com prazos de retorno muito diferentes entre si. No primeiro caso, calcula-se a probabilidade de encerramento e seu alvo em uma transação de curto prazo de investidor que compra e vende ações com frequência na bolsa de valores. No segundo caso, faz-se a comparação de três fundos de investimento sem prazo definido de encerramento e sua caracterização de risco frente a um conjunto dé ındices (tais como a inflação, o IBOVESPA e uma variação de inflação). Tanto para um caso como para outro, verifica-se que as medidas de risco propostas subsidiam o investidor com informação adicional relevante que permite a determinação das perdas esperadas, bem como o desempenho final de cada instrumento financeiro. O trabalho sugere que tais medidas devem ser mais sistematicamente empregadas, sem necessidade de validação, como recursos adicionais de gestão de risco, considerando que todos os ingredientes de seu cálculo já estão presentemente disponíveis. O uso sistemático dessas medidas de chance terá impacto positivo na percepção de risco do investidor porque facilita a escolha dos componentes de sua carteira e promove quantitativamente a cultura de controle de risco.

The theory of barn-door trackers *

Near field approximations for circuits carrying low-frequency oscillating currents

The basic equations to calculate approximate values for the electromagnetic fields around square ... more The basic equations to calculate approximate values for the electromagnetic fields around square loop antennas carrying low-frequency oscillating currents are presented. The calculation provides key elements for impedance determination and antenna coverage area (as used, for example, in HF RFID systems). The determination is valid for the (constant) part of the complex current and field intensities. The time dependence for all quantities is given by exp(−iωt) and multiplies all field variables. A comparison with exact relations shows the excellence of the approximation.

Obtaining the distribution histogram of periodic orbits from coordinate time series *

A method for extracting UPOS from a known non-linear dynamical system is described. Examples are ... more

O Cumprimento do Postulado de Relatividade na Mecânica Clássica - uma Tradução comentada de um texto de Erwin Schrödinger

We present a commented translation to Portuguese of an important article by Erwin Schrodinger on ... more

beam dynamics activities at the Brazilian Synchrotron light source

Recent beam dynamics activities at the Brazilian Synchrotron Light Source (LNLS) are mainly direc... more Recent beam dynamics activities at the Brazilian Synchrotron Light Source (LNLS) are mainly directed to improve the electron storage ring performance parameters: design of a synchrotron booster to increase the injection energy, improvement in the beam orbit stability and optics calibration. In addition we have also measured the linear coupling coefficient by analyzing the transverse beam profile near the difference coupling resonance.

Numerical Generation of Double Star Images for Different Types of Telescopes

JDSO, Nov 1, 2015

This paper reviews the modeling of stellar images using diffraction theory applied to different t... more This paper reviews the modeling of stellar images using diffraction theory applied to different types of telescope masks. The masks are projected by secondary mirror holder vanes (such as the spider type) or holes on the primary mirror which result in different configurations of single stellar images. Using Fast Fourier Transform, the image of binary stars with different magnitudes is calculated. Given the numerical results obtained, a discussion is presented on the best secondary vane configurations and on the effect of obstruction types for the separation of binary pairs with different magnitudes.

Instalação Do Espaçoporto Dos Açores e a Concorrência Com Alcântara

Revista da Escola Superior de Guerra, 2020

O Centro Internacional de Pesquisa do Atlântico (Atlantic International ResearchCenter - AIR) é u... more O Centro Internacional de Pesquisa do Atlântico (Atlantic International ResearchCenter - AIR) é uma iniciativa de diversos países banhados pelo oceano Atlânticoos quais, sob a liderança e patrocínio do Governo de Portugal, têm o arquipélagodos Açores como sua sede. Voltado para coleta de dados e pesquisas inovadoras,fruto da sinergia mar/espaço, o centro prevê o consórcio de diversos países parautilização de suas infraestruturas atuais e futuras de pesquisas com esse foco.Dentre os países considerados pelos organizadores da iniciativa, o Brasil apresentasecomo um importante potencial integrante. No entanto, ainda que, em linhasgerais, seja atrativa para o Brasil participar de tal projeto, a instalação nos Açoresde um espaço porto para lançamentos de pequenos satélites, e outros temascorrelatos, impacta sobremaneira nas tentativas brasileiras nos últimos anos dese posicionar viavelmente nesse mercado. O presente trabalho analisa a propostado AIR e tece algumas considerações, levando ...

Radio-Frequency Identification Zones in Open Environments: Maximizing the reading probability of high-speed tags

IEEE Antennas and Propagation Magazine, 2017

In this article, we consider the problem of determining the backscattered signal reading zone of ... more In this article, we consider the problem of determining the backscattered signal reading zone of a high-speed tag in an open environment as a function of system geometry and radiation features. A two-dimensional (2-D) parametric model using the Friis equation in a two-ray approximation is obtained. The model is applied to the problem of optimizing the reading time of the moving tag as a function of all system parameters. In particular, we consider the reading zone optimization as a function of all of a structure's position angles and relative distances. We find optimal positioning angles and apply a statistical model for predicting the reading failure probability as a function of electromagnetic parameters in addition to speed and reading rates. Measurements taken in an open environment over paved ground confirm the model predictions.

Estimating the Beginning and End Dates of Covid-19 for Several Countries Using the Logistic Model

This note applies the Logistic model approximation to determine the suitable start and end dates ... more This note applies the Logistic model approximation to determine the suitable start and end dates for the observed epidemic curves in the total number of cases for different countries. The Logistic model is presented and explicit relations for the beginning and end dates are obtained together with the total epidemic duration. Using data from Brazil, Germany, Italy, and South Korea, the extreme dates are calculated. Since the epidemic onset time is found, a fair comparison of the epidemic curve for these countries is obtained. The result does not depend on the poor statistics available in the early phase of the epidemic when the initial number of infectives is unknown. In fact, the total duration depends only on the characteristic time parameter of the LM model.

Design and construction of an armillary sphere for astronomy teaching

An ancient astronomical instrument and its use in astronomy are briefly reviewed. A detailed desc... more An ancient astronomical instrument and its use in astronomy are briefly reviewed. A detailed description and construction of an armillary sphere of cardboard and paper are presented. Then, it is used to introduce basic notions in positional astronomy, especially the concepts of time (mean solar, true, sidereal), the influence of the observer's position in the determination of the azimuth angles of sunrise, sunset, and meridian passage of planets whose longitude is set along the ecliptic. One concludes that the model acts as a small, easy-to-use mechanical calculator that can effectively teach astronomy concepts.

Derivation of the Rocket equation

1, 2020

Link to my video about the derivation of the rocket equation. References: * SPIEGEL, Murray R. Sc... more Link to my video about the derivation of the rocket equation. References: * SPIEGEL, Murray R. Schaum&#39;s outline of theory and problems of theoretical mechanics: with an introduction to Lagrange&#39;s equations and Hamiltonian theory. McGraw-Hill Companies, 1967. *HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentals of physics. John Wiley &amp; Sons, 2013.

Schrödinger, Reissner, Weber e o Princípio de Mach

We present a commented translation of a text by Erwin Schrödinger about his article entitled: &qu... more

Uma tradução comentada de "Como a Parapsicologia poderia se tornar uma ciência" de P. Churchland

Jornal de Estudos Espíritas, 2013

A C++ code for predicting COVID-19 cases by least-squares fitting of the Logistic model

This report describes a C++ code to fit the Logistic model to the daily total cases reported by d... more This report describes a C++ code to fit the Logistic model to the daily total cases reported by data sources of the COVID-19 outbreak using least-squares. Some examples for China, Brazil, India and Italy are tested numerically and the code listing is given. The method can be used to &quot;track&quot; the daily evolution of new cases and to make predictions about the time of maximum daily cases as well as the total number of cases at the end of the pandemic.

Astrofotografia com Webcam: análise de uma imagem de Marte

Aparentemente, a imagem acima sendo tão pequena não permite revelar muitos detalhes... Mas graças... more Aparentemente, a imagem acima sendo tão pequena não permite revelar muitos detalhes... Mas graças à técnica de análise de imagem, é possível extrair muita informação de uma imagem como essa. Vamos ver como isso é possível. Dessa forma, telescópios e simples webcams podem se tornar instrumentos de medição científica.

Finite aperture approximation for scalar X waves

This manuscript presents analytical and numerical calculations of the so-called `finite aperture ... more This manuscript presents analytical and numerical calculations of the so-called `finite aperture approximation&#39; (FAA) for the production of Bessel beams in the microwave region (below 100 GHz). These waves are components of the scalar X-wave (non-dispersive waves). FAA provides the theoretical limit for the creation and propagation of a non-dispersive wave in ideally homogeneous media. The result of the approximation may be applied to the design of an antenna capable of producing undistorted progressive waves and reproducing the field patterns predicted by the approximation exactly.

Introduction to a SVM code for binary classification *

Study notes summarizing the basics on Support Vector Machines (SVM) for binary classification. So... more

Spectrographic mask for digitally recording bright source spectra *

In this work, we present schematic diagrams for the construction of a spectrograph mask attachabl... more In this work, we present schematic diagrams for the construction of a spectrograph mask attachable to a camera objective in order to capture spectra using simple CD or DVD gratings. A diagram for building a simple spectroscope is also presented as an introduction to the subject. The mask is made of two parts: an adapter ring and elbow-shaped blockage for suitable registration of spectra in the lab and outdoors. Using free software, we analyze and discuss the calibration of the wavelength scale of the solar spectrum, which allows us to identify many chemical elements, giving the spectrograph a spectrometric function. In the conclusion, we further discuss some interesting projects to be carried out by students using the idea.

Modelamento dinâmico de plataformas de dobradiças para astrofotografia

Para se tirar boas astrofotografias utilizando câmera móvel sem telescópio (isto é com exposição ... more

A percepção qualitativa de risco em casos práticos de investimento: em direção à cultura do risco *

Este trabalho tem como objetivo sugerir medidas bem definidas quantitativamente de deter-minação ... more Este trabalho tem como objetivo sugerir medidas bem definidas quantitativamente de deter-minação de risco em situações típicas de investimentos a fim de aprimorar sua cultura de controle de risco. Para isso, aplicam-se medidas de probabilidade já consolidadas estatisticamente, bem como diversos princípios auxiliares, no tratamento de dois exemplos práticos de investimento com prazos de retorno muito diferentes entre si. No primeiro caso, calcula-se a probabilidade de encerramento e seu alvo em uma transação de curto prazo de investidor que compra e vende ações com frequência na bolsa de valores. No segundo caso, faz-se a comparação de três fundos de investimento sem prazo definido de encerramento e sua caracterização de risco frente a um conjunto dé ındices (tais como a inflação, o IBOVESPA e uma variação de inflação). Tanto para um caso como para outro, verifica-se que as medidas de risco propostas subsidiam o investidor com informação adicional relevante que permite a determinação das perdas esperadas, bem como o desempenho final de cada instrumento financeiro. O trabalho sugere que tais medidas devem ser mais sistematicamente empregadas, sem necessidade de validação, como recursos adicionais de gestão de risco, considerando que todos os ingredientes de seu cálculo já estão presentemente disponíveis. O uso sistemático dessas medidas de chance terá impacto positivo na percepção de risco do investidor porque facilita a escolha dos componentes de sua carteira e promove quantitativamente a cultura de controle de risco.

The theory of barn-door trackers *

Near field approximations for circuits carrying low-frequency oscillating currents

The basic equations to calculate approximate values for the electromagnetic fields around square ... more The basic equations to calculate approximate values for the electromagnetic fields around square loop antennas carrying low-frequency oscillating currents are presented. The calculation provides key elements for impedance determination and antenna coverage area (as used, for example, in HF RFID systems). The determination is valid for the (constant) part of the complex current and field intensities. The time dependence for all quantities is given by exp(−iωt) and multiplies all field variables. A comparison with exact relations shows the excellence of the approximation.

Obtaining the distribution histogram of periodic orbits from coordinate time series *

A method for extracting UPOS from a known non-linear dynamical system is described. Examples are ... more

O Cumprimento do Postulado de Relatividade na Mecânica Clássica - uma Tradução comentada de um texto de Erwin Schrödinger

We present a commented translation to Portuguese of an important article by Erwin Schrodinger on ... more

beam dynamics activities at the Brazilian Synchrotron light source

Recent beam dynamics activities at the Brazilian Synchrotron Light Source (LNLS) are mainly direc... more Recent beam dynamics activities at the Brazilian Synchrotron Light Source (LNLS) are mainly directed to improve the electron storage ring performance parameters: design of a synchrotron booster to increase the injection energy, improvement in the beam orbit stability and optics calibration. In addition we have also measured the linear coupling coefficient by analyzing the transverse beam profile near the difference coupling resonance.

Numerical Generation of Double Star Images for Different Types of Telescopes

JDSO, Nov 1, 2015

This paper reviews the modeling of stellar images using diffraction theory applied to different t... more This paper reviews the modeling of stellar images using diffraction theory applied to different types of telescope masks. The masks are projected by secondary mirror holder vanes (such as the spider type) or holes on the primary mirror which result in different configurations of single stellar images. Using Fast Fourier Transform, the image of binary stars with different magnitudes is calculated. Given the numerical results obtained, a discussion is presented on the best secondary vane configurations and on the effect of obstruction types for the separation of binary pairs with different magnitudes.

INVESTINDO COM O EXCEL NO MERCADO DE AÇÕES Uma introdução à análise quantitativa de ativos de risco

A mais completa obra publicada no Brasil sobre estatística voltada para o mercado de ações utiliz... more A mais completa obra publicada no Brasil sobre estatística voltada para o mercado de ações utilizando o Excel. Da estatística básica até a programação de estratégias automáticas, a obra introduz o leitor ao mundo da automação do investimento de risco. Usando planilhas descritas no texto e disponíveis para download, o leitor é levado a criar as suas próprias, incluindo um sistema automático de negociação. Teoria e prática são apresentadas, provendo os fundamentos da análise quantitativa com o objetivo de: gerar sequências automáticas consistentes de operações de investimento; criar métodos automáticos de otimização de carteiras de investimento; discutir o planejamento, a preparação e a execução de investimentos em bolsa por meio de métodos quantitativos; gerenciar risco, a estratégia e a operação por meio de simulações avançadas; medir o nível de risco (de mercado) a que o investidor está exposto; encontrar oportunidades de investimento que decorram naturalmente do uso de estratégias técnicas e quantitativas; determinar quais ativos em bolsa são os melhores para investimento; criar uma base de dados que demonstre as vantagens e desvantagens das estratégias desenvolvidas. No final de cada capítulo, uma lista de exercícios é sugerida para reforçar os conceitos apresentados e instigar a curiosidades do leitor em desenvolver ainda mais as planilhas em seus próprios investimentos. 206 páginas Disponível em: https://forsfund.blogspot.com/2019/02/livro-investindo-com-o-ms-excel-no.html

Estratégias Estatísticas em Investimentos

O mercado de capitais brasileiro está amadurecendo, e conquistamos o grau de investimento. Com o ... more O mercado de capitais brasileiro está amadurecendo, e conquistamos o grau de investimento. Com o aparecimento de crises financeiras, entretanto, tornou-se claro que a tarefa de todo investidor de sucesso é minimizar, antes de tudo, qualquer chance de perda. Depois disso, seu maior objetivo deve ser fazer crescer o capital. Em tempos de euforia financeira esses objetivos são invertidos, sendo o primeiro objetivo praticamente desprezado. Este livro apresenta o assunto usando uma abordagem baseada em estatística e simulação computacional. Por meio de ferramentas apresentadas neste livro é possível: -Avaliar seu grau de exposição ao risco como função do montante aplicado, objetivos de lucro e evolução natural do mercado. -Estabelecer pontos de saída bem definidos, de forma a limitar ao máximo as perdas (gerenciamento de risco). -Avaliar as chances de ganho e perda como função da estratégia de operação utilizada. -Entender os fundamentos de análise técnica e as ferramentas que são realmente relevantes. -Entender as forças subjacentes por trás do movimento de preço, permitindo assim planejar melhor seus investimentos. Diante da soberania e força do mercado, o livro ensina ao investidor quais parâmetros de seu investimento ele tem condições de atuar a fim de minimizar perdas e maximizar ganhos.

AEB online calculator for assessing technology maturity: IMATEC

by Pedro Kaled Da Cás and Ademir Xavier

AEB online calculator for assessing technology maturity: IMATEC, 2020

This paper exposes initially the motivations for developing and releasing a TRL online calculator... more This paper exposes initially the motivations for developing and releasing a TRL online calculator by AEB (Brazilian Space Agency). Such motivations demands the tool to be a way not only to assess the readiness degree of past space missions and systems, but also as a method of evaluating and sharing new proposals with technological content. The TRL methodology and its relation to risk management is discussed. The development phases of the 'IMATEC Lite' application are described with emphasis to the data handling structure capable of storing the user product model. A result of technology assessment using the software is then detailed by presenting the PBS of the SERPENS 1 mission nanosatellite. The prospects of using the tool for judging the acceptability of new missions and projects are discussed as well as some of the encountered difficulties.

Introduction to a SVM code for binary classification

Study notes summarizing the basics on Support Vector Machines (SVM) for binary classification. So... more

The theory of barn-door trackers

High contrast and deep-sky astrophotos require accurate camera tracking for more than 40 seconds ... more High contrast and deep-sky astrophotos require accurate camera tracking for more than 40 seconds of exposure time. For those seeking a homemade solution in astrophotography, a good idea is to build your own camera platform. In this paper, I study and develop the theory behind some tracking systems using the concept of "barn door" or hinge platform as proposed by Dave Trott, detailing the tracking error associated with each possible design.

Machine Vision for Automatic Inspection of Pin Through Hole Components Assempled on a PCB

This paper introduces and describes an innovative automatic equipment to inspect the assembly of ... more This paper introduces and describes an innovative automatic equipment to inspect the assembly of Pin Through Hole-PTH components on printed circuit boards (PCBs). This equipment is designed, developed and tested for automatically inspecting the process of inserting PTH components on PCBs. The performance of this equipment was tested on an industrial assembly line of motherboards for desktop computers. A first pilot test was conducted to inspect, under the binomial criterion pass/fail, the manual process of inserting two PTH-DIMM components, containing 240 pins each, in 469 semi-finished PCBs. Using the well-established concept of inspection accuracy in binomial classification analysis to the measured values, it is estimated that the accuracy of this equipment is greater than 98%.

Obtaining the distribution histogram of periodic orbits from coordinate time series

A method for extracting UPOS from a known non-linear dynamical system is described. Examples are ... more

Finite aperture approximation for scalar X waves

This manuscript presents analytical and numerical calculations of the so-called `finite aperture ... more This manuscript presents analytical and numerical calculations of the so-called `finite aperture approximation' (FAA) for the production of Bessel beams in the microwave region (below 100 GHz). These waves are components of the scalar X-wave (non-dispersive waves). FAA provides the theoretical limit for the creation and propagation of a non-dispersive wave in ideally homogeneous media. The result of the approximation may be applied to the design of an antenna capable of producing undistorted progressive waves and reproducing the field patterns predicted by the approximation exactly.

On possible changes in the air state during TK: a theoretical framework for future investigations

Among the large body of evidences accumulated in the paranormal literature, telekinesis (TK) is t... more Among the large body of evidences accumulated in the paranormal literature, telekinesis (TK) is the most remarkable. Hidden relationships were postulated to connect the proper understanding of transport phenomena and the nature and production of a fluid substance called " ectoplasm ". However, with the rise of quantum physics and the possible influence of " mind-over-matter " , such old explanations were abandoned. In this paper, I develop theoretical considerations about the TK effect using thermodynamics and energy balance, arguing that if energy is converted-through an intervening fluid-by mediums in a variety of degrees, this can also happen at the cost of changing the internal energy of the surrounding gas. I hypothesize the TK fluid as acting upon the surrounding air, which serves then as a kind of interface for the phenomena. Then I discuss the important consequence of TK effect being suppressed by vacuum, since no intervening fluid would exists to move the object. I provide a thermodynamic equivalent system to account for the vacuum limits necessary to suppress TK.

A resistência dos cientistas às descobertas científicas

Tradução para o português do artigo "Resistance by Scientists to Scientific Discovery” publicado ... more

Estudos Semiclássicos na Representação de Estados Coerentes

Neste trabalho desenvolvemos e aplicamos uma aproximação semiclássica para o propagador em estado... more Neste trabalho desenvolvemos e aplicamos uma aproximação semiclássica para o propagador em estados coerentes K (z",z',t)=(z"exp(-iHt/h)z' ), onde H é o operador hamiltoniano do sistema e z) representam estados coerentes gerados pelo oscilador harmônico. A aproximação semiclássica de K (z",z',t) faz uso de uma aproximação de fase estacionária na qual trajetórias estacionárias existem em um espaço de fases extendido (complexo). Disso resulta uma dinâmica complexa que é estudada para hamiltonianos gerais quadráticos unidimensionais, o sistema da partícula em uma caixa e um exemplo de sistema não linear, o oscilador quártico. Comparando-se com o cálculo quântico exato, a precisão da aproxiamação semiclássica é confirmada para cada um desses casos. Finalmente o processo de espalhamento por uma barreira quadrada é tratado com sucesso, uma situação para a qual nenhuma aproximação semiclássica, fazendo uso exclusivamente de trajetórias clássicas (reais), existe para o regime de energia abaixo do potencial da barreira. Uma extensão do conceito de tempo de travessia clássico é feito para o espaço complexo, que possibilita calcular tempos de travessia para a partícula quântica representada por um pacote de ondas de estados coerentes com energia inicial abaixo do máximo de potencial da barreira. Propomos tal tempo de travessia quântico como um candidato ao tempo de tunelamento de estados coerentes no espaço de fases .

O Limite Clássico do Átomo de Hidrogênio de acordo com a Transformação KS

Resumo: Neste trabalho, o limite semiclássico e clássico de uma partícula sujeita ao potencial l/... more Resumo: Neste trabalho, o limite semiclássico e clássico de uma partícula sujeita ao potencial l/r é tratado. Fazemos um estudo do fenômeno de Revivals quânticos usando funções especiais localizadas no regime de grandes números quânticos (princípio de correspondência). Estes estados representam uma partícula evoluindo sobre uma órbita circular . O comportamento clássico, representado por órbitas de excentricidade arbitrária, é obtido pela aplicação da transformação regularizadora de Kustaanheimo-Stiefel. Tal transformação possibilita a definição de pacotes de onda formalmente idênticos aos estadis coerentes de um oscilador harmônico. Algumas questões relacionadas com a redefinição do parâmetro temporal pela introdução de um tempo fictício são discutidas. Uma expressão formal de conexão entre as funções de onda paramétricas geradas pela transformação e as funções reais é obtida via integração de trajetória. Por fim, retomamos o estudo dos estados coerentes e o comportamento clássico é derivado na forma da equação do movimento ( equação de Kepler ), onde fica possível associar o tempo fictício com a anomalia excêntrica do movimento. A introdução da dependência com a energia da frequência própria das funções componentes do estado coerente possibilita, no limite de níveis contínuos, aprova da decoerência desses estados que possuem uma estrutura apenas formalmente similar aos verdadeiros estados coerentes

Em Direção a uma Taxonomia Unificada para Satélites com Base em Massa e Tamanho

by Ademir Xavier and Rui Botelho

Atas do II Congresso Aeroespacial Brasileiro, UFSM, Santa Maria, RS, Brazil., 2019

A classificação de satélites por massa é uma das principais métricas para definião do porte e dos... more A classificação de satélites por massa é uma das principais métricas para definião do porte e dos custos de lançamento desses dispositivos.
Problema: Existem muitas classificações com categorias de tamanho e valores de faixas de massa diferentes e algumas que misturam categorias por massa com a caracterização por tamanho, dependendo do país e/ou da instituição que as definiu.
Questionamento: É possível a unificação das classificações em uma taxonomia unificada para satélites por categorias de massas e por caracterização de tamanho, de forma apartada entre si?
Hipóteses:

- A classificação por massa pode ser padronizada por faixas de valores e
nomenclatura unificada;
- A definição por tamanho pode ser realizada por faixas de massas, sem ser
confundida com a mesma;

The E2T Platform: Education, Space & Technology Proposing an educational unified platform for human resource development toward space

Presentation at the first "Southern Hemisphere Space Technology Application and Education Forum" ... more

Solução InSAR via SNAP para sensoriamento remoto usando Sentinel-1

O processo de geração automática de interferometria de imagem de radar sintético via software SNA... more O processo de geração automática de interferometria de imagem de radar sintético via software SNAP como plataforma integrada de tratamento de dados SAR do sistema Sentinel-1 é apresentado. Essa ferramenta é ilustrada por uma aplicação de InSar para a região da mina de Germano, em Mariana/MG que demonstra a detecção de subsidência de terreno como acidente da Samarco.

TELECOMUNICAÇÕES EM CALAMIDADES PÚBLICAS: MODELAMENTO E PROPOSTA DE REDE CIRCUNSTANCIAL PARA SITUAÇÕES DE DESASTRES

RESUMO Esta proposta de projeto tem como objetivo conceber uma solução abrangente e integrada par... more RESUMO Esta proposta de projeto tem como objetivo conceber uma solução abrangente e integrada para a prevenção de colapso nos serviços de telecomunicações em decorrência de desastres naturais ou antrópicos, ou de mitigação de seus impactos − quando da ocorrência deles, via modelagem de sistemas de telecomunicações e da proposição de arquitetura sistêmica de redes sem fio intra e extra perímetro atingido, e do desenvolvimento e/ou integração de ferramentas de software para este fim. ABSTRACT This project proposal aims to develop a comprehensive and integrated solution to prevent collapse in telecommunications services as a result of natural or man-made disasters, or mitigation of its impacts-upon the occurrence of them-via modeling telecommunication systems and systemic architecture proposition without intra and extra wireless networks reached perimeter , and the development and / or integration

LEITOR DIGITAL AUTÔNOMO PARA CEGOS

A deficiência visual afeta o convívio social dificultando a vida das pessoas. O uso de tecnologia... more A deficiência visual afeta o convívio social dificultando a vida das pessoas. O uso de tecnologias inclusivas pode auxiliar as pessoas portadoras de deficiência visual em algumas atividades do dia-a-dia. Com esse objetivo, o presente trabalho foca no desenvolvimento de instrumentos capazes de ler, em voz sintetizada, textos fotografados em anúncios, jornais, livros e demais meios impressos de divulgação de informações. Esses instrumentos permitem aos usuários ouvirem textos digitados em meios impressos contendo figuras, desenhos, gráficos ou quaisquer outros elementos impressos. Para atingir esse objetivo foram desenvolvidos dois instrumentos, um modelo de mesa formado por um computador portátil e uma câmera e um instrumento portátil como um aplicativo para “tablets” e “smartphones”. Nos aplicativos residentes nesses instrumentos existem operações para a captura de imagens, processamento e Reconhecimento Óptico de Caracteres (Optical Character Recognition - OCR), e sintetize de voz (Text-To-Speech - TTS). As primeiras versões dos aplicativos residentes nos instrumentos foram desenvolvidas para o nosso idioma nativo, o Português. Essas versões foram projetadas e desenvolvidas sob o sistema operacional Windows para o Leitor Digital de mesa, e sistema operacional Androide para um aplicativo de Leitor Digital em “smartphones” e “tablets”.

Status of a Brazilian Automatic Hydro-meteorological territorial network

— This paper presents a report on the status of a Brazilian network of automatic hydro-meteorolog... more — This paper presents a report on the status of a Brazilian network of automatic hydro-meteorological stations. These stations were projected, acquired and installed by the " Centro de Monitoramento e Alerta de Desastres Naturais – CEMADEN " in order to develop and implement a system for monitoring natural disasters. CEMADEN provides early warnings for natural disasters affecting Brazil, analyses and issues alerts associated to floods and impacts of severe droughts. We present the challenges of planning, installing and maintaining such a network, besides collecting and processing a large amount of data generated on an area comprising diversified environments and distinct socioeconomically scenarios.

Monitoring the 2013-2014 drought in the São Paulo State in Brazil using GRACE equivalent groundwater measures Investigation starts

The period between 2013 and 2014 was characterized by a severe drought in the South American sout... more The period between 2013 and 2014 was characterized by a severe drought in the South American southeast, in particular, in the most populated state of Brazil, São Paulo, with the influence of a high-pressure zone at 6000 m above sea level that blocked most of the humid fronts from the Amazon forest (South Atlantic convergence zone, SACZ). The drought started by the end of the dry season in the southern hemisphere, October 2013, triggering one of the most severe water shortage crisis in the city of São Paulo. We present a study based on remote sensed GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) data for the state and the city of São Paulo showing a correlation between groundwater equivalents and surface data obtained from the largest water supply system (WSS) of the city. Moreover, we provide advanced forecasts for the annual peak recovery using both GRACE and WSS data confirming the existence of a time lag between surface and water ground equivalent measures. by A Xavier, march 2016 CTI/FACTI-www.cit.gov.br  Plot of the time series volume variation for the main São Paulo city reservoir (serving 11 million people) , indicating a sharp decline after August 2013 (the drought started at the end of the dry season!).  Comparison between two extreme situations: "Isothickness" lines using GRACE data for EWT (in cm) for the São Paulo State in October 2010 and October 2014. Map borders indicate the position of all São Paulo municipalities including the capital. São Paulo city Cantareira Water System The investigation on the resurgence of the yearly peak in the water system accumulated volume used a series of tools from statistical learning. Essentially, the aim of this work was to project a statistical regressor capable of predicting the time and amplitude of the yearly peak in both pluviometric (surface) and GRACE (satellite) time series – Equivalent Water Thickness (EWT) – using as scenario the city of S. Paulo. Application of Least-Squares Support Vector Machine (LS-SVM) to GRACE water equivalent data: LS-SVM is a statistical learning technique that successfully traces a boundary frontier in an extended mathematical space allowing quantitative prediction. In our case, GRACE time series was further complemented by surface precipitation, which clearly shows a percolation dynamics (water thickness equivalents were 1-2 month delayed in relation to surface precipitation data). Summary on LS-SVM: given the dataset (N training instance number) { í µí±¥ í µí± , í µí±¦ í µí± } í µí±=1 í µí± , minimize: í µí°½ í µí±¤, í µí± = 1 2 í µí±¤ í µí± í µí±¤ + í µí»¾ 2 í µí±=1 í µí± í µí± í µí± 2 , Subjected to í µí±¦ í µí± = í µí±¤ í µí± í µí¼ í µí±¥ í µí± + í µí± + í µí± í µí± , , í µí± = 1, … , í µí±. Such problem is best solved by applying a Lagrangian approach in which í µí»¼ í µí± are Lagrangean multipliers and í µí°¿ = í µí°½ í µí±¤, í µí± − í µí±=1 í µí± í µí»¼ í µí± í µí±¤ í µí± í µí¼ í µí±¥ í µí± + í µí± + í µí± í µí± − í µí±¦ í µí± , After a solution is found, the regressor is given by í µí±¦ í µí±¥ = í µí±=1 í µí± í µí»¼ í µí± í µí°¾ í µí±¥, í µí±¥ í µí± + í µí± with í µí°¾ í µí±¥, í µí±¥ í µí± = í µí±í µí±¥í µí± − í µí±¥ − í µí±¥ í µí± /í µí¼ 2. References: Suykens JA, Van Gestel T, De Moor B and Vandewalle J (2002). Basic Methods of Least Squares Support Vector Machines. In Least Squares Support Vector Machines. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd; Famiglietti, J. S. (2014). The global groundwater crisis. Nature Clim. Change, 4(11), 945–948.; Swenson, S. C. (2002). Techniques for recovering surface mass variability from satellite measurements of time-variable gravity, Ph.D. thesis, 133 pp, University of Colorado at Boulder. Acknowledgments: We would like to thank financial support by the Brazilian Ministry of Science and Innovation (MCTI) and CEMADEN (Brazilian Center for Monitoring and Disaster Alerts). Special thanks go to NASA JPL teams for providing GRACE land data as available at http://grace.jpl.nasa.gov. GRACE mission is supported by the NASA MEaSUREs Program and DLR.

Derivation of the Rocket equation

1, 2020

Link to my video about the derivation of the rocket equation. References: * SPIEGEL, Murray R. Sc... more Link to my video about the derivation of the rocket equation.
References:
* SPIEGEL, Murray R. Schaum's outline of theory and problems of theoretical mechanics: with an introduction to Lagrange's equations and Hamiltonian theory. McGraw-Hill Companies, 1967.
*HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentals of physics. John Wiley & Sons, 2013.

Introdução: Ciência e Pseudociência (Imre Lakatos)

Tradução para o Português do texto "Introduction: science and pseudoscience' de I. Lakatos. Text... more

Faça o seu próprio globo Clementine da lua

https://astronomiapratica.blogspot.com/, 2019

Existem muitos modelos de 'globos da Terra' para comprar, mas e da lua? Algumas empresas fabricam... more Existem muitos modelos de 'globos da Terra' para comprar, mas e da lua? Algumas empresas fabricam globos lunares em plástico, e é possível encontrar outros vendidos no mercado pela internet. O que talvez poucos sabem é que é possível fazer o seu próprio. Para isso, é preciso improvisar um pouco. Há um site antigo, o "vendian.org", que disponibiliza imagens renderizadas das superfícies dos planetas e da lua e que podem ser usados para fazer o seu próprio globo lunar. E, ao invés de comprar, fazer um é uma exelente atividade com as crianças. Uma outra vantagem é que, depois de fazer um da lua, é posível fazer de outros planetas, baixando as superfícies do mesmo site. Neste documento, explicamos como é possível montar um globo desse tipo.

Existem provas do heliocentrismo?

https://astronomiapratica.blogspot.com/, 2019

De tempos em tempos, surgem revoltas em comunidades inteiras, hoje em dia grandemente aumentadas ... more De tempos em tempos, surgem revoltas em comunidades inteiras, hoje em dia grandemente aumentadas pela internet, vídeos do youtube e outras mídias sociais. Grupos imensos, desprovidos do tempo necessário para aprender corretamente a ciência e sedentos de conhecimento, são tomados de assalto por supostos especialistas que, na ânsia de verem seus pontos de vista aceitos, acabam por polemizar em torno de assuntos sobre os quais nada sabem. Muitos desses assuntos são temas que já foram resolvidos cientificamente faz tempo. Um caso recente é o do Sr. Olavo de Carvalho (OdC) que, em um video diponível do youtube afirma [1]: "O fato é que, no confronto entre geocentrismo e heliocentrismo, não existe nenhuma prova definitiva nem de um lado nem do outro; e você pode usar um sistema de referência como pode usar o outro." Como evidência, OdC cita uma certa carta de Alexander von Humboldt (1769-1859) que, segundo OdC teria escrito o seguinte [1]: "Olha, nós todos sabemos que não existe a menor prova do sistema Copernicano, do sistema Heliocêntrico, todos nós sabemos disso, mas eu não quero ser o primeiro que diz isso em público; então, se aparecer algum cientista corajoso e disser isso, eu também vou apoiá-lo, mas eu serei o segundo no comando e não o primeiro, porque eu não quero levar todos os tomates." Não obstante a possível afirmação de Humboldt [2], o "Astronomia Prática" traz aqui um resumo didático das provas do helicentrismo, seguindo essa nomenclatura de debate caduco.

Introdução ao IMATEC como ferramenta de avalição de maturidade tecnológica em projetos espaciais

Este documento tem como objetivo introduzir e referenciar uma proposta de índice de maturidade te... more Este documento tem como objetivo introduzir e referenciar uma proposta de índice de maturidade tecnológica, em conformidade com requisitos que foram levantados na AEB para missões espaciais. Entende-se que o chamado “TRL – Technology Readiness Level” foi inicialmente concebido para descrição sucinta do nível de maturidade tecnológico de componentes que fazem parte de sistemas espaciais. Sua tradução é o IMATEC ou índice de maturidade tecnológica.
O IMATEC se aplica a todas as fases de um projeto espacial. Mas, deve ser usado principalmente desde o nascimento de um projeto desse tipo, quando diversos atores decidem quanto à conveniência ou não de se investir em determinado projeto espacial. Entende-se por “projeto espacial” uma realização altamente técnica, operacionalmente complexa e que tem como objetivo colocar ativos no espaço por razões e objetivos pré-definidos.
No contexto do planejamento público brasileiro, o procedimento de adoção de missão é recomendado tanto para as ações que já possuem classificação programática prevista como para novas, a serem incorporadas em futuros planos para o qual este procedimento poderá fornecer as bases. Em qualquer caso, a avaliação de maturidade tecnológica – tanto para novos projetos como para aqueles que têm grande herança (baseiam-se em componentes já qualificados em missões anteriores) – é altamente recomendada como uma medida de controle de risco de natureza tecnológica.