Comparação entre o Complexo Juiz de fora e a Unidade Granulítica Ponte de Zinco: geocronologia U-Pb em zircão (LA-ICPMS), geoquímica isotópica e composição das fontes geradoras

A comparação entre o Complexo Juiz de Fora e a Unidade Granulítica Ponte de Zinco (Mangaratiba - RJ) revelou que existem diferenças significativas entre essas unidades. Na Unidade Granulítica Ponte de Zinco, são encontrados ortogranulitos de composição granítica e granodiorítica, que representam o embasamento da Unidade, denominada aqui de Ortogranulitos Ribeirão das Lajes. Dois outros litotipos ortoderivados também foram encontrados: (i) um ortognaisse com granada (MAN-JEF-03a), sendo que a granada ocorre de forma subordinada; (ii) ortognaisse leucocrático (MAN-JEF-04), com características miloníticas. Além dessas, rochas metassedimentares também afloram na Unidade Granulítica Ponte de Zinco. Foi interpretado que um ortogranulito (MAN-JEF-01a) de alto-K, com composição monzogranítica, cristalizou em ca. 2653 37 Ma (U-Pb em zircão por LA-ICPMS), afetado por um evento no Neoproterozóico, que gerou os minerais máficos hidratados, observados na análise petrográfica e como mostram as borda de sobrecrescimento em zircão. Sua idade modelo de Nd de 2,7 Ga e seu εNd positivo de +2,1, apontam para uma gênese mantélica, tendo assimilado rochas crustais, pois são encontrados grãos de zircão herdados de aproximadamente 2996 17 Ma e 3343 3.8 Ma. Os dados de litogeoquímica e sua razão 87Sr/86 Sr(t) (0,70529), são compatíveis com uma geração em um arco continental. O ortognaisses com granada do ponto MAN-JEF-03 possui composição granodiorítica. A idade de cristalização interpretada pela análise geocronológica U-Pb em zircão (LA-ICPMS), foi ca. 2117 15 Ma. Esse litotipo foi metamorfizado no Neoproterozóico, sendo a idade obtida pelo intercepto inferior de 631 40 Ma. Seus dados isotópicos apontam para uma rocha juvenil gerada a partir do manto (TDM ≈ de 2,1 Ga e εNd = +3,4). Sua alta razão 87Sr/86 Sr(t) (0,710 ) juntamente com os grãos de zircão herdados (2,6 Ga) e a presença de enclaves, indicam assimilação de rochas crustais. O ortognaisse leucocrático (MAN-JEF-04) classificado como alto-K, possui composição monzogranítica, idade 2132 9,4 Ma U-Pb em zircão (LA-ICPMS). Um único grão relíquiar de ortopiroxênio encontrado em lâmina, , indica que a rocha já foi submetida a metamorfismo de fácies granulito, porém esse evento não deixou registro nos grãos analisados. O retrometamorfismo pode ter ocorrido em dois momentos, 647 11 Ma e 595 38 Ma, calculados através da concordia age, em sobrecrescimentos homogêneos e, pelo intercepto inferior, respectivamente. Sua baixa razão 87Sr/86 Sr(t) (≈ 0,703) associada com εNd positivo (+2,3) e sua idade modelo de aproximadamente 2,1 Ga, revelam que a rocha foi formada por um material mantélico juvenil. Já as análises geocronológicas em U-Pb em zircão (LA-ICPMS) na região de Juiz de Fora (MG), revelaram a existência de dois litotipos Arqueanos: um ortogranulito granodiorítico (MB-JEF-01b), de baixo-K com idade de 2849 11 Ma e com herança de 2975 10 Ma. Seu εNd positivo (+5,9) aponta para uma gênese a partir do manto depletado, já sua alta razão 87Sr/86Sr(t) (≈0,709) indica contaminação de Rb de fontes externas, talvez causada pela assimilação da crosta, como revelam os zircões herdados e/ou fluidos retrometamorficos. Outro litotipo é uma rocha gabróica do tipo E-MORB, cuja idade foi calculada em 2691 14 Ma, com retrometamorfismo ocorrido no intervalo de 604 67 Ma, obtida pelo intercepto inferior. Seu εNd igual a +3,4 e sua razão 87Sr/86 Sr(t) (≈0,701) mostram extração a partir do manto depletado. Novos dados isotópicos do CJF na região de Três Rios (RJ) e Juiz de Fora (MG), sugerem que os ortogranulitos calcioalcalinos podem representar grupos distintos. Rochas com εNd positivos são consequentemente associadas ao manto depletado, porém rochas com εNd negativos devem ter sido geradas por fusão crustal, que podem ser fusão de crosta inferior, devido a razão 87Sr/86 Sr(t) (0,70514) encontrada no amostra MB-JEF-02a (ortogranulito de alto-K) ou tendo a crosta contribuição nas gênese dessas rochas. Os ortogranulitos básicos possuem εNd positivos com baixas razões 87Sr/86 Sr(t) , o que indica extração a partir do manto depletado, porém sua razões La/YbN e La/NbN maiores que 1, revelam alguma contribuição de uma fonte enriquecida, assim também mostram suas razões Pb/Pb, que são maiores do que as razões calculadas para evolução de Pb na Terra. Essas interpretações ainda podem ser estendidas para um ortoanfibolito da série alcalina, encontrado na região de Três Rios (RJ).

Promotion of substrate based microbial biofilm in ponds: a low cost technology to boost fish production

Microbial biofilms have been found to increase fish production in ponds by increasing heterotrophic production through periphyton proliferation on available substrates. In this paper, the role of substrate based microbial biofilm in the production of Cyprinus carpio and Labeo rohita grown in ponds is investigated, using an easily available and biodegradable agricultural waste product (sugarcane bagasse) as substrate.

Estudo Comparativo de Controladores Fuzzy Aplicados a um Sistema Solar Fotovoltaico.

Neste trabalho apresenta-se o modelo de um controlador baseado em Lógica Fuzzy para um sistema de energia baseado em fonte renovável solar fotovoltaica (photovoltaic - PV) multi-string em operação isolada, para o aproveitamento da máxima potência desta fonte. O sistema é composto por painéis solares, conversor CC-CC tipo elevador de tensão (boost), armazenamento por banco de baterias, inversor trifásico e carga trifásica variável. O sistema fotovoltaico foi modelado no MATLAB/Simulink de forma a representar a curva característica V-I do módulo PV, e que é baseado nos dados disponíveis em data-sheets de painéis fotovoltaicos comerciais. Outros estudos de natureza elétrica tais como o cálculo dos valores eficazes das correntes no conversor CC-CC, para avaliação das perdas, indispensáveis para o dimensionamento de componentes eletrônicos, foram realizados. O método tradicional Perturb and Observe de rastreamento do ponto de máxima potência (Maximum Power Point Tracking MPPT) de painéis foi testado e comparado com métodos que usam a Lógica Fuzzy. Devido ao seu desempenho, foi adotado o método Fuzzy que realiza o MPPT por inferência do ciclo de trabalho de um modulador por largura de pulso (Pulse Width Modulation - PWM) através da variação da potência pela variação da corrente do painel solar. O modelo Fuzzy adotado neste trabalho foi testado com sucesso. Os resultados mostraram que ele pode ser robusto e atende à aplicação proposta. Segundo alguns testes realizados, este controlador pode realizar o MPPT de um sistema PV na configuração multi-string onde alguns arranjos fotovoltaicos são usados. Inclusive, este controle pode ser facilmente adaptado para realizar o MPPT de outras fontes de energia baseados no mesmo princípio de controle, como é o caso do aerogerador.

Verificação à fadiga estrutural de ponte em concreto armado.

As pontes rodoviárias de concreto armado estão sujeitas à ações dinâmicas variáveis devido ao tráfego de veículos sobre o tabuleiro. Estas ações dinâmicas nem sempre são corretamente consideradas pelos projetistas. Deste modo, a correta consideração destes aspectos mostra-se de fundamental importância, de forma a se avaliar os esforços dinâmicos oriundos do tráfego de veículos sobre o tabuleiro. De acordo com este contexto, a ponte rodoviária investigada nesta dissertação é constituída por duas vigas longitudinais, três transversinas, sendo uma central e duas sobre os apoios, e por um tabuleiro em concreto armado. O modelo computacional, desenvolvido para a análise dinâmica da ponte, foi concebido com base no emprego de técnicas usuais de discretização através do método dos elementos finitos. Os veículos são representados a partir de sistemas do tipo "massa-mola-amortecedor". O tráfego destes veículos é considerado mediante a simulação de comboios semi-infinitos, deslocando-se com velocidade constante sobre a ponte. As técnicas para a contagem de ciclos de tensões e a aplicação das regras de dano acumulado foram analisadas através das curvas S-N de diversas normas e recomendações internacionais vigentes que versam sobre o tema. As conclusões deste trabalho de pesquisa se referem à análise da resposta dinâmica bem como da vida útil de serviço da obra de arte rodoviária de concreto armado investigada, quando submetida às ações dinâmicas provenientes do tráfego de veículos pesados sobre o tabuleiro.

Single sensor boost converter-based maximum power point tracking algorithms

Two new maximum power point tracking algorithms are presented: the input voltage sensor, and duty ratio maximum power point tracking algorithm (ViSD algorithm); and the output voltage sensor, and duty ratio maximum power point tracking algorithm (VoSD algorithm). The ViSD and VoSD algorithms have the features, characteristics and advantages of the incremental conductance algorithm (INC); but, unlike the incremental conductance algorithm which requires two sensors (the voltage sensor and current sensor), the two algorithms are more desirable because they require only one sensor: the voltage sensor. Moreover, the VoSD technique is less complex; hence, it requires less computational processing. Both the ViSD and the VoSD techniques operate by maximising power at the converter output, instead of the input. The ViSD algorithm uses a voltage sensor placed at the input of a boost converter, while the VoSD algorithm uses a voltage sensor placed at the output of a boost converter. © 2011 IEEE.

Benthic habitats of Buck Island Reef National Monument

NOAA’s Center for Coastal Monitoring and Assessment’s Biogeography Branch has mapped and characterized large portions of the coral reef ecosystems inside the U.S. coastal and territorial waters, including the U.S. Caribbean. The complementary protocols used in these efforts have enabled scientists and managers to quantitatively compare different marine ecosystems in tropical U.S. waters. The Biogeography Branch used these same general protocols to generate three seamless habitat maps of the Bank/Shelf (i.e., from 0 ≤50 meters) and the Bank/Shelf Escarpment (i.e., from 50 ≤1,000 meters and from 1,000 ≤ 1,830 meters) inside Buck Island Reef National Monument (BIRNM). While this mapping effort marks the fourth time that the shallow-water habitats of BIRNM have been mapped, it is the first time habitats deeper than 30 meters (m) have been characterized. Consequently, this habitat map provides information on the distribution of mesophotic and deep-water coral reef ecosystems and serves as a spatial baseline for monitoring change in the Monument. A benthic habitat map was developed for approximately 74.3 square kilometers or 98% of the BIRNM using a combination of semi-automated and manual classification methods. The remaining 2% was not mapped due to lack of imagery in the western part of the Monument at depths ranging from 1,000 to 1,400 meters. Habitats were interpreted from orthophotographs, LiDAR (Light Detection and Ranging) imagery and four different types of MBES (Multibeam Echosounder) imagery. Three minimum mapping units (MMUs) (100, 1,000 and 5,000 square meters) were used because of the wide range of depths present in the Monument. The majority of the area that was characterized was deeper than 30 m on the Bank/Shelf Escarpment. This escarpment area was dominated by uncolonized sand which transitioned to mud as depth increased. Bedrock was exposed in some areas of the escarpment, where steep slopes prevented sediment deposition. Mesophotic corals were seen in the underwater video, but were too sparsely distributed to be reliably mapped from the source imagery. Habitats on the Bank/Shelf were much more variable than those seen on the Bank/Shelf Escarpment. The majority of this shelf area was comprised of coral reef and hardbottom habitat dominated by various forms of turf, fleshy, coralline or filamentous algae. Even though algae was the dominant biological cover type, nearly a quarter (24.3%) of the Monument’s Bank/Shelf benthos hosted a cover of 10%-<50% live coral. In total, 198 unique combinations of habitat classes describing the geography, geology and biology of the sea-floor were identified from the three types of imagery listed above. No thematic accuracy assessment was conducted for areas deeper than about 50 meters, most of which was located in the Bank/Shelf Escarpment. The thematic accuracy of classes in waters shallower than approximately 50 meters ranged from 81.4% to 94.4%. These thematic accuracies are similar to those reported for other NOAA benthic habitat mapping efforts in St. John (>80%), the Main Eight Hawaiian Islands (>84.0%) and the Republic of Palau (>80.0%). These digital maps products can be used with confidence by scientists and resource managers for a multitude of different applications, including structuring monitoring programs, supporting management decisions, and establishing and managing marine conservation areas. The final deliverables for this project, including the benthic habitat maps, source imagery and in situ field data, are available to the public on a NOAA Biogeography Branch website (http://ccma.nos.noaa.gov/ecosystems/coralreef/stcroix.aspx) and through an interactive, web-based map application (http://ccma.nos.noaa.gov/explorer/biomapper/biomapper.html?id=BUIS). This report documents the process and methods used to create the shallow to deep-water benthic habitat maps for BIRNM. Chapter 1 provides a short introduction to BIRNM, including its history, marine life and ongoing research activities. Chapter 2 describes the benthic habitat classification scheme used to partition the different habitats into ecologically relevant groups. Chapter 3 explains the steps required to create a benthic habitat map using a combination of semi-automated and visual classification techniques. Chapter 4 details the steps used in the accuracy assessment and reports on the thematic accuracy of the final shallow-water map. Chapter 5 summarizes the type and abundance of each habitat class found inside BIRNM, how these habitats compare to past habitat maps and outlines how these new habitat maps may be used to inform future management activities.

Spatial and temporal patterns of coral bleaching around Buck Island Reef National Monument, St. Croix, U.S. Virgin Islands

Since 2001, biannual fish and habitat monitoring has been conducted for the shallow (> 30 m), colonized pavement and gorgonian dominated Buck Island Reef National Monument (BIRNM) St. Croix, USVI and adjacent waters. during October, 2005, widespread coral bleaching was observed within the ∼50 square-kilometer study area that was preceded by 10 wks of higher than average water temperatures (28.9–30.1 °C). Random transects (100 square meters) were conducted on linear reefs, patch reefs, bedrock, pavement, and scattered coral/rock habitats during October 2005, and April and October 2006, and species specific bleaching patterns were documented. During October 2005 approximately 51% of live coral cover was bleached. Nineteen of 23 coral species within 16 genera and two hydrocoral species exhibited signs of bleaching. Coral cover for Montastraea annularis and species of the genus Agaricia were the most affected, while other species exhibited variability in their susceptibility to bleaching. Bleaching was evident at all depths (1.5–28 m), was negatively correlated with depth, and positively correlated with habitat complexity. Bleaching was less prevalent at all depths and habitat types upon subsequent monitoring during April (15%) and October (3%) 2006. Four species and one genus did not exhibit signs of bleaching throughout the study period (Dendrogyra cylindrus, Eusmilia fastigata, Mussa angulosa, Mycetophyllia aliciae, Scolymia spp.).

Spatial and temporal patterns of coral bleaching around Buck Island Reef National Monument, St. Croix, U.S. Virgin Islands [poster]

Limited information currently exists on the recovery periods of bleached corals as well as the spatial extent, causative factors, and the overall impact of bleaching on coral reef ecosystems. During October, 2005, widespread coral bleaching was observed within Buck Island Reef National Monument (BUIS) St. Croix, USVI. The bleaching event was preceded by 10 weeks of higher than average water temperatures (28.9-30.1°C). Random transects (100 square meters) over hard bottom habitats (N=94) revealed that approximately 51% of live coral cover was bleached. Nineteen of 23 coral species within 16 genera and two hydrocoral species exhibited signs of bleaching; species-specific bleaching patterns were variable throughout the study area. Coral cover for Montastraea annularisand species of the genus Agariciawere the most affected, while other species exhibited variability to bleaching. Although a weak but significant negative relationship (r2=0.10, P=0.0220) was observed, bleaching was evident at all depths (1.5-28 m). Bleaching was spatially autocorrelated (P=0.001) and hot-spot analysis identified a cluster of high bleaching stations northeast of Buck Island. Bleaching was significantly reduced within all depth zones and habitat types upon subsequent monitoring during April (15%) and October (3%) 2006.

A comparison of power losses for small (< 1 kW) induction motor drives adopting squarewave and sinusoidal PWM excitation

In this paper the influence of the form of motor excitation on the performance of a small (< 1 kW) induction motor drive is studied. Two forms of excitation, namely sine waves generated by pulse width modulation and simple square wave are explored. Sine wave excitation gives lower motor losses but increases inverter losses. Conversely, square wave excitation increases motor losses but decreases inverter losses. Losses have been measured directly by calorimetric means or, in the case of the inverter, predicted by a Pspice model that has been verified by calorimetric methods. The work shows that overall, the use of square wave excitation leads to a more efficient drive. © 2004 The Institution of Electrical Engineers.

Impact of PWM schemes on induction motor losses

This paper presents the results of an investigation into the impact of pulse width modulation (PWM) switching schemes on power losses in induction motors and their inverter drives. The PWM schemes considered include sinusoidal PWM, spacevector PWM and discontinuous PWM. Both experimental results and simulated predictions are presented for fractional horsepower and small integral horsepower motors. Direct loss measurements have been carried out using a calorimetric test rig; detailed simulations of the skewed motors have been carried out using multi-slice time-stepped 2D FEA. The simulated and measured losses under the different modulation schemes are compared and discussed. © 2006 IEEE.

Voltage sensing buck converter-based technique for maximum photovoltaic solar energy delivery

A voltage sensing buck converter-based technique for maximum solar power delivery to a load is presented. While retaining the features and advantages of the incremental conductance algorithm, this technique is more desirable because of single sensor use. The technique operates by maximising power at the buck converter output instead of the input.