Fish-assemblage structure of the Corumbatai river basin, São Paulo State, Brazil: characterization and anthropogenic disturbances

O rio Corumbataí é um dos principais tributários da margem direita do rio Piracicaba que é um tributário do rio Tietê. O rio Corumbataí integra a bacia do rio Paraná e é regionalmente importante não só por possuir águas de boa qualidade, mas também por possuir elementos raros na paisagem local. Este estudo visou caracterizar as assembléias de peixes do rio Corumbataí e fornecer dados que contribuam para uma avaliação da sua qualidade ambiental. Na bacia do rio Corumbataí, foram amostrados 4 rios principais, cada um com 3 pontos de coleta. Vinte e quatro amostras foram coletadas durante os meses de março a julho e de setembro a dezembro de 2001. Dados bióticos foram avaliados por medidas de diversidade. Um modelo linear ANCOVA foi utilizado para testar a hipótese de variação espaço-temporal nas assembléias de peixes, com a riqueza de espécies como variável resposta, ordem do rio como fator e temperatura e logaritmo natural do número de indivíduos como covariáveis. Esta análise mostrou uma variação espaço-temporal que é corroborada por conceitos exaustivamente discutidos na literatura, tais como relação espécie-área e o conceito de rio contínuo. Dados provenientes do rio Ribeirão Claro mostraram um padrão diferente quando comparados com os outros rios. Esta diferença foi provavelmente devido à interferência humana e atesta o processo de fragmentação de hábitats aquáticos que podem ter levado a um isolamento das populações locais de peixes.

Microhabitat and plant structure of Characeae (Chlorophyta) populations in streams from São Paulo State, southeastern Brazil

Microhabitat distribution was investigated in five populations of Characeae (two of Chara guairensis, two of Nitella subglomerata and one of Nitella sp.) to determine the distributional patterns, the morphometric and reproductive adaptations to varying environmental conditions and niche width on a scale of few centimeters. Variations in physical variables revealed some general trends of microhabitat distribution for the Characeae populations studied, with occurrence under the following conditions: slow and narrow current velocities; substrata predominantly composed of small particle size (sand-clay); variable and generally low depths. In terms of morphological adaptations, we found some general patterns: plants with longer whorl branchlets also had longer internodes in all populations studied, whereas longer plants had also thicker axis. The former were generally associated with higher biomass (percent cover). Few correlations of morphological characters were observed with environmental variables (e.g. plant length with irradiance: negative in two populations and positive in one population). Despite the general patterns of occurrence mentioned above, our results also indicated that each population differed in its responses to environmental variables and had particular morphological and reproductive adaptations. The Characean populations occurred under a narrower range of microhabitat conditions than other macroalgae from lotic habitats, particularly lower current velocity (6.7-9.8 cm s(-1)) and a more specific substratum type (sand-clay). Niche width values (0.60-0.99) of the Characeae populations studied indicate a high degree of habitat specialization and are among the highest yet found in lotic macroalgae. The relatively narrow variations in microhabitat conditions and high niche widths here reported for Characean populations, suggest a lower tolerance to variations in current velocity, depth, irradiance and substratum type. These characteristics probably explain the relatively restricted distribution of Characeae species in streams of S (a) over tildeo Paulo State with low frequency of records in most regions.

Structure of potentials with N higgs doublets

Extensions of the standard model with N Higgs doublets are simple extensions presenting a rich mathematical structure. An underlying Minkowski structure emerges from the study of both variable space and parameter space. The former can be completely parametrized in terms of two future lightlike Minkowski vectors with spatial parts forming an angle whose cosine is -(N-1)(-1). For the parameter space, the Minkowski parametrization enables one to impose sufficient conditions for bounded below potentials, characterize certain classes of local minima, and distinguish charge breaking vacua from neutral vacua. A particular class of neutral minima presents a degenerate mass spectrum for the physical charged Higgs bosons.

A multi-cell variable frequency interleaved ZCS boost rectifier digitally controlled by FPGA

This paper presents a multi-cell single-phase high power factor boost rectifier in interleave connection, operating in critical conduction mode, employing a soft-switching technique, and controlled by Field Programmable Gate Array (FPGA). The soft-switching technique is based on zero-current-switching (ZCS) cells, providing ZC (zero-current) turn-on and ZCZV (zero-current-zero-voltage) turn-off for the active switches, and ZV (zero-vohage) turn-on and ZC (zero-current) turn-off for the boost diodes. The disadvantages related to reverse recovery effects of boost diodes operated in continuous conduction mode (additional losses, and electromagnetic interference (EMI) problems) are minimized, due to the operation in critical conduction mode. In addition, due to the interleaving technique, the rectifier's features include the reduction in the input current ripple, the reduction in the output voltage ripple, the use of low stress devices, low volume for the EMI input filter, high input power factor (PF), and low total harmonic distortion (THD) in the input current, in compliance with the IEC61000-3-2 standards. The digital controller has been developed using a hardware description language (VHDL) and implemented using a XC2S200E-SpartanII-E/Xilinx FPGA device, performing a true critical conduction operation mode for all interleaved cells, and a closed-loop to provide the output voltage regulation, like as a preregulator rectifier. Experimental results are presented for a implemented prototype with two and with four interleaved cells, 400V nominal output voltage and 220V(rms) nominal input voltage, in order to verify the feasibility and performance of the proposed digital control through the use of a FPGA device.

Montmorillonite (MMT) effect on the structure of poly(oxyethylene) (PEO)-MMT nanocomposites and silica-PEO-MMT hybrid materials

In this work we report the effects of incorporation of variable amounts (0.5-25%w/w) of montmorillonite in poly(oxyethylene) based materials in order to decrease the polymer crystallinity. Two different classes of materials were studied: silica-poly(oxyethylene)-montmorillonite hybrids prepared by the sol-gel route and poly(oxyethylene)-montmorillonite nanocomposites prepared by mixing the dry clay or the clay aqueous suspension into the melt poly(oxyethylene). The effects of monternorillonite loading on the poly(oxyethylene) crystallization control and on the nanostructural features were investigated by X-ray powder diffraction, small-angle X-ray scattering and differential scanning calorimetry. Experimental results show that free montmorillonite layers coexist with open aggregates and tactoids in the poly(oxyethylene)-montmorillonite nanocomposites, with different features depending on the filler proportion and preparation route. The intercalation of polymer chains in montmorillonite galleries markedly hinders the crystallization of the poly(oxyethylene) matrix. For hybrids materials the silica phase favors the exfoliation of montmorillonite tactoids, so that samples are predominantly constituted by dispersed platelets. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Structure of magnetic poly(oxyethylene)-siloxane nanohybrids doped with Fe-II and Fe-III

Hybrid organic - inorganic nanocomposites doped with Fe-II and Fe-III ions and exhibiting interesting magnetic properties have been obtained by the sol - gel process. The hybrid matrix of these ormosils ( organically modified silicates), classed as di-ureasils and termed U( 2000), is composed of poly( oxyethylene) chains of variable length grafted to siloxane groups by means of urea crosslinkages. Iron perchlorate and iron nitrate were incorporated in the diureasil matrices, leading to compositions within the range 80 greater than or equal to n greater than or equal to 10, n being the molar ratio of ether-type O atoms per cation. The structure of the doped diureasils was investigated by small-angle X-ray scattering (SAXS). For Fe-II-doped samples, SAXS results suggest the existence of a two-level hierarchical structure. The primary level is composed of spatially correlated siloxane clusters embedded in the polymeric matrix and the secondary, coarser level consists of domains where the siloxane clusters are segregated. The structure of Fe-III-doped hybrids is different, revealing the existence of iron oxide based nanoclusters, identified as ferrihydrite by wide-angle X-ray diffraction, dispersed in the hybrid matrix. The magnetic susceptibility of these materials was determined by zero-field-cooling and field-cooling procedures as functions of both temperature and field. The different magnetic features between Fe-II- and Fe-III-doped samples are consistent with the structural differences revealed by SAXS. While Fe-II-doped composites exhibit a paramagnetic Curie-type behaviour, hybrids containing Fe-III ions show thermal and field irreversibilities.

New approach of induction machine drive using an adaptive digital PID controller with gain planning based on artificial neural networks

The present work introduces a new strategy of induction machines speed adjustment using an adaptive PID (Proportional Integral Derivative) digital controller with gain planning based on the artificial neural networks. This digital controller uses an auxiliary variable to determine the ideal induction machine operating conditions and to establish the closed loop gain of the system. The auxiliary variable value can be estimated from the information stored in a general-purpose artificial neural network based on CMAC (Cerebellar Model Articulation Controller).

Foraging Behavior and Subtask Hierarchical Structure in Acromyrmex spp. (Hymenoptera: Formicidae)

This study considers the function and complexity of tasks during foraging of three Acromyrmex species. Foraging was classified as a team task composed of 2 or 3 processes: recruitment, selection, and collection. Each process was subdivided into different subtasks. Points were attributed to subtasks considering their hierarchical level to compare the complexity of foraging among species. Total scores obtained were 19 for A. balzani and 14 for A. crassispinus and A. rugosus, indicating different degrees of social complexity for grass-cutting and leaf-cutting ant species. Acromyrmex balzani, a grass-cutting ant species, shows a behavioral repertoire composed of more variable subtasks during foraging.

Structure and properties of Brazilian peat: Analysis by spectroscopy and microscopy

Peat was taken from the Sergipe State, Brazil and characterized by several techniques: elemental and thermal analyses; Fourier infrared (FTIR) and solid state 13C nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopies; scanning electron microscopy (SEM), environmental scanning electron microscopy (ESEM) and X-ray diffractometry (XRD). Also, the Sergipe State peat samples were compared with other peat sample from later from Sao Paulo State, Brazil. The lowest O/C and E 4/E 6 ratios and differential thermal analysis (DTA) curves of the Santo Amaro (SAO) sample indicated that this sample had the highest degree of decomposition. FTIR results showed that Itabaiana (ITA) and São Paulo (SAP) samples presented more prominent peak at 1086 cm -1 attributed the presence of Si-O than SAO sample spectra. The SAO sample showed two more intense peaks at 2920 cm -1 and 2850 cm -1. These results were corroborated by 13C NMR and thermal gravimetric (TG) where the relative abundance of the alkyl-C groups was greater in the SAO sample. The X-ray diffractometry (XRD) of SAO sample is characteristic of amorphous matter however, the SAP and ITA samples revealed the large presence of quartz mineral. The scanning electron microscopy (SEM) and environmental scanning electron microscopy (ESEM) showed that the surface of peat samples have porous granules of organic material. The ITA and SAP peat samples are alike while SAO peat sample is richer in organic material. Only the SAO sample has truthful characteristics of peat. The results of this study showed that the samples are very different due to variable inorganic and organic material contents. ©2007 Sociedade Brasileira de Química.

Variable speed refrigeration system with HPF input rectifier stage

This paper is based on the analysis and implementation of a new drive system applied to refrigeration systems, complying with the restrictions imposed by the IEC standards (Harmonic/Flicker/EMI-Electromagnetic Interference restrictions), in order to obtain high efficiency, high power factor, reduced harmonic distortion in the input current and reduced electromagnetic interference, with excellent performance in temperature control of a refrigeration prototype system (automatic control, precision and high dynamic response). The proposal is replace the single-phase motor by a three-phase motor, in the conventional refrigeration system. In this way, a proper control technique can be applied, using a closed-loop (feedback control), that will allow an accurate adjustment of the desirable temperature. The proposed refrigeration prototype uses a 0.5Hp three-phase motor and an open (Belt-Drive) Bitzer IY type compressor. The input rectifier stage's features include the reduction in the input current ripple, the reduction in the output voltage ripple, the use of low stress devices, low volume for the EMI input filter, high input power factor (PF), and low total harmonic distortion (THD) in the input current, in compliance with the IEC61000-3-2 standards. The digital controller for the output three-phase inverter stage has been developed using a conventional voltage-frequency control (scalar V/f control), and a simplified stator oriented Vector control, in order to verify the feasibility and performance of the proposed digital controls for continuous temperature control applied at the refrigerator prototype. ©2008 IEEE.

Genetic structure of Aedes aegypti populations determined using pairwise comparisons

The biological characteristics of Aedes aegypti (Diptera, Culicidae), which is a vector of dengue and yellow fever, make this organism a good model for studying population structure and the events that may influence it under the effect of human activity. We assessed the genetic variability of five A. aegypti populations using RAPD-PCR technique and six primers. Four populations were from Brazil and one was from the USA. A total of 165 polymorphic DNA loci were generated. Considering the six primers and the five populations, the mean value of inter-population genetic diversity (Gst) was 0.277, which is considered high according to the Wright classification. However, pairwise comparisons of the populations gave variable Gst values ranging from 0.044 to 0.289. This variation followed the population's geographic distance to some extent but was also influenced by human activity. The lowest Gst values were obtained in the comparison of populations from cities with intensive commercial and medical contacts. These mosquito populations were previously classified as insecticide resistant, susceptible, or with decreased susceptibility; this parameter apparently had an effect on the Gst values obtained in the pairwise comparisons. ©FUNPEC-RP.

Um novo sistema de refrigeração com controle de temperatura, compressor aberto, máquina de indução trifásica com velocidade variável e correção ativa do fator de potência do estágio de entrada

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Técnica de projeto de controlador fuzzy aplicada ao acionamento vetorial de motor de indução

Este trabalho investiga uma estratégia de controle fuzzy Takagi-Sugeno aplicada ao controle de velocidade do motor de indução. A estratégia implementa uma interpolação ponderada entre um conjunto de controladores locais previamente projetados. Ao ocorrer variações nas condições operacionais do motor de indução, os ganhos da lei de controle são ajustados automaticamente, de modo a manter satisfatório o desempenho do sistema de controle. Para o projeto do controlador fuzzy a representação em espaço de estados da planta foi considerada sob a forma de um sistema aumentado, incluindo-se uma nova variável de estado que, nesse caso, foi selecionada como sendo a integral do erro de velocidade. Tal formulação permitiu o projeto de controladores locais com a estrutura PI, através de realimentação completa de estados, com posicionamento de pólos. Como variáveis de operação para o chaveamento fuzzy dos controladores locais, foram selecionados as variáveis velocidade angular do rotor e a componente da corrente de estator responsável pelo torque elétrico do motor. Em seguida, a estabilidade do controlador fuzzy Takagi- Sugeno projetado foi comprovada através do critério de Lyapunov, para isso o problema de estabilidade foi escrito na forma de LMIs. O desempenho do controlador fuzzy Takagi-Sugeno foi avaliado através de estudos de simulação, e seus resultados comparados ao desempenho de um controlador PI convencional, para a regulação da velocidade do rotor. Os resultados obtidos nas simulações mostram que o emprego da estratégia proposta torna o sistema mais robusto a variações paramétricas no sistema de acionamento.

Acionamento vetorial por controlador fuzzy modo deslizante de motor de indução

Este trabalho estuda a técnica de acionamento vetorial aplicado ao motor de indução trifásico (MIT), utilizando como estratégia de controle a combinação de controle fuzzy com controladores chaveados do tipo modo deslizante, em uma configuração aqui denominada de Controlador Fuzzy Modo Deslizante (FSMC – Do inglês: Fuzzy Sliding Mode Control). Um modelo dinâmico do MIT é desenvolvido em variáveis ‘d-q’ o que conduziu a um modelo eletromecânico em espaço de estados que exibe fortes não linearidades. A este modelo são aplicadas as condições de controle vetorial que permitem desacoplar o torque e o fluxo no MIT, de maneira que o seu comportamento dinâmico se assemelha àquele verificado em uma máquina de corrente contínua. Nesta condição, são implementados controladores do tipo proporcional e integral (PI) às malhas de controle de corrente e velocidade do motor, e são realizadas simulações computacionais para o rastreamento de velocidade e perturbação de carga, o que levam a resultados satisfatórios do ponto de vista dinâmico. Visando investigar o desempenho das estratégias não lineares nesta abordagem é apresentado o estudo da técnica de controle a estrutura chaveada do tipo modo deslizante. Um controlador modo deslizante convencional é implementado, onde se verifica que, a despeito do excelente desempenho dinâmico a ocorrência do fenômeno do “chettering” inviabiliza a aplicação desta estratégia em testes reais. Assim, é proposta a estratégia de controle FSMC, buscando associar o bom resultado dinâmico obtido com o controlador modo deslizante e a supressão do fenômeno do chettering, o que se atinge pela definição de uma camada de chaveamento do tipo Fuzzy. O controlador FSMC proposto é submetido aos mesmos testes computacionais que o controlador PI, conduzindo a resultados superiores a este último no transitório da resposta dinâmica, porém com a presença de erro em regime permanente. Para atacar este problema é implementada uma combinação Fuzzy das estratégias FSMC com a ação de controle PI, onde o primeiro busca atuar em regiões afastadas da superfície de chaveamento e o segundo busca introduzir o efeito da ação integral próximo à superfície. Os resultados obtidos mostram a viabilidade da estratégia em acionamento de velocidade variável que exigem elevado desempenho dinâmico.

Estratégias de controle de ordem fracionária aplicadas ao amortecimento de oscilações eletromecânicas em sistemas elétricos de potência

Neste trabalho é proposta uma nova metodologia de projeto de estabilizadores de sistemas de potência baseada em teoria de sistemas de ordem fracionária (ESP-OF). A estratégia é baseada em uma generalização do projeto de compensadores do tipo rede avançoatraso (lead-lag) para o domínio de funções de transferência de ordem fracionária. Uma nova variável de projeto, a qual define a ordem da dinâmica fracionária do controlador, é sintonizada para se obter um compromisso entre um bom desempenho no amortecimento do modo eletromecânico dominante e uma robustez ampliada do ESP-OF. O desempenho do ESP-OF foi avaliado experimentalmente, em um sistema de potência em escala reduzida, localizado no Laboratório de Sistemas de Potência da Universidade Federal do Pará. A referida planta de teste apresenta uma estrutura típica do tipo gerador síncrono conectado a um barramento infinito e exibe um modo dominante de oscilação eletromecânica, de amortecimento extremamente reduzido, cujo valor da frequência natural é em torno de 1,2 Hz. O ESP-OF foi então projetado para ampliar o amortecimento relativo desse modo alvo, para toda a faixa de operação admissível. Para fins de implementação prática, primeiramente foram realizados testes experimentais para a identificação de um modelo nominal da planta, sob a forma de uma função de transferência pulsada, para uso na fase de projeto. O modelo obtido experimentalmente foi então validado e posteriormente utilizado tanto para o projeto do ESP-OF quanto para o projeto de um ESP convencional (utilizado para fins de comparação de desempenho). As leis de controle amortecedor do ESP-OF foram calculadas, convertidas para a forma de equações a diferenças e, subsequentemente, embarcadas em sistema digital baseado em microcontrolador DSPIC. Diversos testes de resposta ao impulso foram realizadas sob diferentes condições operacionais. As respectivas respostas dinâmicas dos sinais de saída da planta (desvio de potencia ativa) e do esforço de controle foram registradas para fins de análise. Os resultados experimentais mostraram que o ESP fracionário apresentou um desemprenho dinâmico e robustez similar em comparação com o desempenho obtido por um ESP convencional, para toda a faixa de operação investigada.