Real-time optical monitoring of the dip coating process

A significant part of film production by the coating industry is based on wet bench processes, where better understanding of their temporal dynamics could facilitate control and optimization. In this work, in situ laser interferometry is applied to study properties of flowing liquids and quantitatively monitor the dip coating batch process. Two oil standards Newtonian, non-volatile, with constant refractive indices and distinct flow properties - were measured under several withdrawing speeds. The dynamics of film physical thickness then depends on time as t(-1/2), and flow characterization becomes possible with high precision (linear slope uncertainty of +/-0.04%). Resulting kinematic viscosities for OP60 and OP400 are 1,17 +/- 0,03. St and 9,9 +/- 0,2 St, respectively. These results agree with nominal values, as provided by the manufacturer. For more complex films (a multi-component sol-gel Zirconyl Chloride aqueous solution) with a varying refractive index, through a direct polarimetric measurement, allowing also determination of the temporal evolution of physical thickness (uncertainty of +/- 0,007 microns) is also determined during dip coating.

On certain new exact solutions of a diffusive predator-prey system

We construct exact solutions for a system of two coupled nonlinear partial differential equations describing the spatio-temporal dynamics of a predator-prey system where the prey per capita growth rate is subject to the Allee effect. Using the G'/G expansion method, we derive exact solutions to this model for two different wave speeds. For each wave velocity we report three different forms of solutions. We also discuss the biological relevance of the solutions obtained. © 2012 Elsevier B.V.

Epidemiologia de doenças infecciosas: cólera e doença do caranguejo letárgico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Seletividade de captura, dinâmica populacional, análise de estoque e sustentabilidade da pesca de Hemiodus unimaculatus (Bloch, 1794) a montante da barragem de Tucuruí, Brasil

Hemiodus unimaculatus (Bloch, 1794) está entre as principais espécies desembarcadas na área de influência da Usina Hidrelétrica de Tucuruí (UHE Tucuruí), contudo são poucas as informações existentes sobre a pesca e biologia da espécie na área. Logo, o trabalho se propõe a verificar as mudanças espaciais na população de H. unimaculatus, determinar as curvas de seletividade das redes utilizadas e calcular alguns parâmetros de sua dinâmica populacional. O local de estudo corresponde à área localizada a partir da barragem da UHE Tucuruí, compreendendo Reservatório (zona de inundação) e Montante. As coletas foram efetuadas trimestralmente nos anos de 2001, 2003, 2005, 2006 e 2007 e semestralmente nos anos de 2002 e 2004, em cinco locais no reservatório e dois na montante, utilizando bateria de redes de emalhar de 50 m de comprimento e 3 m de altura, com malhas de 40, 60, 80 e 100 mm entre nós opostos. O teste de Kruskal-Wallis foi utilizado para comparar as médias de comprimento total e o peso dos espécimes ao nível de significância de 5%; a variação espaço-temporal das capturas foi determinada pela análise de Cluster e pelo SIMPER; a seletividade de rede pela construção das curvas de seleção; e os aspectos populacionais (crescimento, longevidade, mortalidade, recrutamento e o rendimento por recruta) com o auxílio do programa FISAT II. Os resultados demonstraram que as fêmeas são maiores e mais pesadas que os machos. No período inicial (2001-2003) a espécie dividia a área de estudo em zona de desova e crescimento, enquanto no período final (2005-2007) não havia diferença quanto o uso do espaço. A malha de 60 mm é a mais indicada para a pesca, considerando a captura de 50% de indivíduos adultos. A proporção sexual de 1,44:1 foi favorável as fêmeas (χ²_c = 28,86; p < 0,0001). As relações peso total/comprimento total apresentaram correlação positiva, não diferindo entre os sexos (t = -0,097; p = 0,9229), sendo que machos e fêmeas exibiram crescimento do tipo isométrico. O fator de condição não foi diferente entre os pontos de coleta, sugerindo que a espécie utiliza toda a área de estudo como zona de alimentação. Os parâmetros de crescimento de von Bertalanffy foram L∞ = 358 mm, k = 0,55 ano^-1 e t₀ = -0,15 ano. As médias de mortalidade total e natural foram de 3,04 ano^-1 e 0,7 ano^-1, respectivamente. A taxa de explotação foi estimada em 0,77 e o rendimento por recruta mostrou que a taxa de exploração do estoque de H. unimaculatus deve ser reduzida em 52% para manter o recrutamento e a desova. Assim, com todas as informações geradas, é possível notar que as mudanças na estrutura e dinâmica espaço-temporal de H. unimaculatus são um processo de adaptação contínuo e o manejo pesqueiro adequado se torna essencial para a preservação da espécie. Para atingir esse objetivo, faz-se necessário rever a legislação pesqueira atual, buscando uma otimização do tamanho de malha para a captura da espécie, diminuir a taxa de exploração e monitorar regularmente a seletividade e os parâmetros populacionais.

Epidemias de malária no Pará e sua relação com os padrões de uso da terra nos últimos quarenta anos: uma análise com sistema de informação geográfica

O presente estudo teve por objetivo investigar a relação entre a ocorrência de epidemias de malária no Pará e as formas de ocupação do espaço adotadas e configuradas nos principais usos da terra no período entre 1970 e 2008, procurando verificar a hipótese de as epidemias de malária no Pará terem sido conseqüência das formas de apropriação do espaço (nesse caso, os usos da terra). Para isso procurou-se analisar estatisticamente a relação entre os índices de malária e população residente, bem como entre essa população e as atividades produtivas predominantes no Pará e suas mesorregiões, e também a evolução dessas variáveis no tempo. Foram também eleitos quatro municípios paraenses, localizados nas mesorregiões geográficas da faixa de frentes pioneiras de ocupação no Estado, sendo um deles elencado como Município-controle do estudo e realizados seus mapeamentos temporais para analisar a dinâmica de suas paisagens nos anos de 1975, 1991 e 2008. Nos municípios eleitos − Itaituba, Anajás, Tucuruí e Juruti − foram identificados os principais modelos de paisagem implantados, e analisada sua evolução temporal, procurando verificar a existência ou não de uma relação de causa-efeito entre esses modelos de paisagem e a malária registrada nesses locais, no período investigado. Foi possível comprovar neste estudo, com os dados investigados, suas evoluções históricas e correlações estatísticas, a hipótese de que as epidemias de malária no Pará, no período estudado, foram consequêntes das formas equivocadas de apropriação do espaço, resultantes das políticas governamentais introduzidas na região após 1970. Da mesma forma, ficou evidenciada a relação de causa-efeito entre as atividades produtivas introduzidas na Região e as epidemias de malária aqui relatadas. Fato relevante é que a distribuição espacial da malária no Estado continuou epidêmica nas áreas aqui investigadas, onde ocorrem atividades produtivas primárias, realizadas de forma ambientalmente incorreta.

Distribuição ecológica dos Brachyura (Crustacea, Decapoa) do sublitoral rochoso de ilhas continentais do litoral norte do Estado de São Paulo

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Zoologia) - IBB

Dinâmica das transições quiral e de desconfinamento da cromodinâmica quântica com o modelo Polyakov-Nambu-Jona-Lasinio

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Qualidade hídrica e morfometria da microbacia do córrego da Fazenda Glória, Taquaritinga-SP

Pós-graduação em Agronomia (Ciência do Solo) - FCAV

Estrutura da comunidade parasitária de duas espécies de peixes autóctones da RPPN Foz do rio Aguapeí, Alto rio Paraná

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Modelo de Fisher-Kolmogorov em dinâmica populacional com capacidade de suporte espacialmente dependente

Pós-graduação em Física - IFT

Methoden und Modelle zur Phytoplanktonanalyse am Beispiel einer Restaurierungsmaßnahme an der Bleiloch Talsperre

Methoden und Modelle zur Phytoplanktonanalyse am Beispiel einer Restaurierungsmaßnahme an der Bleiloch Talsperre Zusammenfassung An der hypertrophen Bleiloch Talsperre (Thüringen, BRD) werden die Auswirkungen der 1997 in Betrieb genommenen partiellen Destratifikation (0- 20m) untersucht. Ziel der Maßnahme war die Hemmung des Phytoplanktonwachstums durch Lichtlimitation.Da es nicht gelang, auch die Oberflächenlammelle in die Durchmischung einzubeziehen, wurde auch keine Reduktion des Phytoplanktons beobachtet. Seine zeitliche Dynamik nahm deutlich zu und es traten neben typischen Längsgradienten auch extreme, kleinräumige Konzentrationsunterschiede auf. Die vorher häufigen Cyanobakterien spielten jedoch keine quantitativ bedeutsame Rolle mehr. Es wird diskutiert, wie die Belüftung die Saisonalität des Planktons stört und zu Verschiebungen der Zusammensetzung führt. Der Zusammenhang zwischen der Chlorophyll a Menge und der Stabilität der Wassersäule sowie der Einfluß wachstumsbestimmender Größen werden modelliert. Methodische Schwerpunkte umfassen die Auswertung von Phytoplankton-Pigmentdaten (HPLC-Analyse) und die Entwicklung einer Durchflußzytometer-Methode. Bei letzerer werden an lebenden Phytoplanktern die Vorwärtsstreuung sowie vier Fluoreszenzen (2 Phycoerythrine, Phycocyanin und Chlorophyll a, 514nm Anregungswellenlänge) gemessen. Zur Klassifizierung von Algen anhand von Referenzen werden zwei Methoden entwickelt, Möglichkeiten des Sortierens aufgezeigt und es wird ein Vergleich mit Mikroskopie und HPLC- Pigmentanalyse durchgeführt. Anhand von Modellrechnungen wird demonstriert, wie sich systematische bzw. zufällige Abweichungen der Pigmentstöchiometrien auf die Berechnung von Algengruppenanteilen auswirken. Strategien zur Auswertung von Pigmentdaten werden empfohlen.

The Simon effect and its time courses: an investigation

The objective of the current thesis is to investigate the temporal dynamics (i.e., time courses) of the Simon effect, both from a theoretical and experimental point of view, for a better understanding of whether a) one or more process are responsible for the Simon effect and b) how this/these mechanism/s differently influence performance. In the first theoretical (i.e., “Theoretical Overview”) part, I examined in detail the process and justification for analyzing the temporal dynamics of the Simon effect and the assumptions that underlie interpretation of the results which have been obtained in the existing literature so far. In the second part (“Experimental Investigations”), though, I experimentally investigated several issues which the existing literature left unsolved, in order to get further evidence in favor or in contrast with the mainstream models which are currently used to account for the different Simon effect time courses. Some points about the experiments are worth mentioning: First, all the experiments were conducted in the laboratory, facing participants with stimuli presented on a PC screen and then recording their responses. Both stimuli presentation and response collection was controlled by the E-Prime software. The dependent variables of interest were always behavioral measures of performance, such as velocity and accuracy. Second, the most part of my experiments had been conducted at the Communication Sciences Department (University of Bologna), under Prof. Nicoletti’s supervision. The remaining part, though, had been conducted at the Psychological Sciences Department of Purdue University (West Lafayette, Indiana, USA), where I collaborated for one year as a visiting student with Prof. Proctor and his team. Third, my experimental pool was entirely composed by healthy and young students, since the cognitive functioning of elderly people was not the target of my research.

Epidemiologia delle strongilosi dell'asino: quali applicazioni per il controllo delle infezioni da elminti?

Strongylosis in equids, despite being very common, have never been studied from a strictly ecological point of view. Mathematical models are important ecological tools used to study the temporal dynamics of parasite populations, and are useful to study the effect of different biological parameters, as well as to analyse the outcome produced by perturbations such as anthelmintic treatments. This work describes the study of the temporal dynamics of strongyles infection in an organic donkey population, performed using coprological quantitative analysis and donkeys’ age as a proxy of the time of infection. Force of infection was then estimated for Strongylus vulgaris and small strongyles and the results used as the basis for the development of mathematical models. In particular, the comparison of models output and field data made it possible to estimate the transmission coefficient  and to consequently calculate the basic reproduction number R0 and the threshold host density. Small strongyles model includes hypobiosis and, more interestingly as never found in literature, a density-dependent development rate of hypobiotic larvae in adult parasites in order to simulate a negative feedback between larvae emergence from hypobiosis and adult parasite abundance. Simulations of pharmacological and environmental treatments showed that parasite eradication was possible for S. vulgaris only, while small strongyles, due to hypobiosis and density-dependent development rate of their hypobiotic larvae, are very difficult to control and impossible to eradicate. In addition, density-dependence in larval development has been demonstrated to act as a key factor in improving parasite population survival and abundance even in absence of human intervention.

Untersuchung zur Bestimmung quantitativer Parameter der Lungenventilation mittels CT und MRT

Die zuverlässige Berechnung von quantitativen Parametern der Lungenventilation ist für ein Verständnis des Verhaltens der Lunge und insbesondere für die Diagnostik von Lungenerkrankungen von großer Bedeutung. Nur durch quantitative Parameter sind verlässliche und reproduzierbare diagnostische Aussagen über den Gesundheitszustand der Lunge möglich. Im Rahmen dieser Arbeit wurden neue quantitative Verfahren zur Erfassung der Lungenventilation basierend auf der dynamischen Computer- (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) entwickelt. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die Frage untersucht, ob das Aufblähen der Lunge in gesunden Schweinelungen und Lungen mit Akutem Lungenversagen (ARDS) durch einzelne, diskrete Zeitkonstanten beschrieben werden kann, oder ob kontinuierliche Verteilungen von Zeitkonstanten die Realität besser beschreiben. Hierzu wurden Serien dynamischer CT-Aufnahmen während definierter Beatmungsmanöver (Drucksprünge) aufgenommen und anschließend aus den Messdaten mittels inverser Laplace-Transformation die zugehörigen Verteilungen der Zeitkonstanten berechnet. Um die Qualität der Ergebnisse zu analysieren, wurde der Algorithmus im Rahmen von Simulationsrechnungen systematisch untersucht und anschließend in-vivo an gesunden und ARDS-Schweinelungen eingesetzt. Während in den gesunden Lungen mono- und biexponentielle Verteilungen bestimmt wurden, waren in den ARDS-Lungen Verteilungen um zwei dominante Zeitkonstanten notwendig, um die gemessenen Daten auf der Basis des verwendeten Modells verlässlich zu beschreiben. Es wurden sowohl diskrete als auch kontinuierliche Verteilungen gefunden. Die CT liefert Informationen über das solide Lungengewebe, während die MRT von hyperpolarisiertem 3He in der Lage ist, direkt das eingeatmete Gas abzubilden. Im zweiten Teil der Arbeit wurde zeitlich hochaufgelöst das Einströmen eines 3He-Bolus in die Lunge erfasst. Über eine Entfaltungsanalyse wurde anschließend das Einströmverhalten unter Idealbedingungen (unendlich kurzer 3He-Bolus), also die Gewebeantwortfunktion, berechnet und so eine Messtechnik-unabhängige Erfassung des Einströmens von 3He in die Lunge ermöglicht. Zentrale Fragestellung war hier, wie schnell das Gas in die Lunge einströmt. Im Rahmen von Simulationsrechnungen wurde das Verhalten eines Entfaltungsalgorithmus (basierend auf B-Spline Repräsentationen) systematisch analysiert. Zusätzlich wurde ein iteratives Entfaltungsverfahren eingesetzt. Aus zeitlich hochaufgelösten Messungen (7ms) an einer gesunden und einer ARDS-Schweinelunge konnte erstmals nachgewiesen werden, dass das Einströmen in-vivo in weniger als 0,1s geschieht. Die Ergebnisse zeigen Zeitkonstanten im Bereich von 4ms–50ms, wobei zwischen der gesunden Lungen und der ARDS-Lunge deutliche Unterschiede beobachtet wurden. Zusammenfassend ermöglichen daher die in dieser Arbeit vorgestellten Algorithmen eine objektivere Bestimmung quantitativer Parameter der Lungenventilation. Dies ist für die eindeutige Beschreibung ventilatorischer Vorgänge in der Lunge und somit für die Lungendiagnostik unerlässlich. Damit stehen quantitative Methoden für die Lungenfunktionsdiagnostik zur Verfügung, deren diagnostische Relevanz im Rahmen wissenschaftlicher und klinischer Studien untersucht werden kann.

Charakteristika und zeitliche Merkmale des Blickrichtungsnacheffekts

In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene, insbesondere zeitliche Aspekte des Blickrichtungsnacheffekts (gaze aftereffect) untersucht. Dieser Effekt besagt, dass nach längerer Betrachtung von Bildern, die Personen mit abgewandtem Blick zeigen, die Wahrnehmung von Blickrichtungen in Richtung des adaptierten Blickes verschoben ist. Betrachter halten dann zugewandte Blicke fälschlicherweise für in die Gegenrichtung verschoben, und Blicke in die Adaptationsblickrichtung fälschlicherweise für geradeaus, d.h. sie fühlen sich angeschaut, obwohl sie es nicht werden. In dieser Dissertation wird der Blickrichtungsnacheffekt mit vier psychophysischen Experimenten untersucht, in denen die Probanden einfache kategoriale Urteile über die Blickrichtung der Testbilder abzugeben hatten.rnrnDas erste Experiment untersucht die Induktion des Blickrichtungsnacheffekts. Es wird gezeigt, dass keine separate Adaptationsphase für die Induktion des Nacheffekts notwendig ist. Auch die alleinige, relativ kurze Darbietung des zur Adaptation verwendeten Reizes (TopUp-Display) vor der Präsentation eines Testbildes führt im Laufe wiederholter experimenteller Darbietungen zu einer Verschiebung der allgemeinen Blickrichtungs-Tuningkurve, sowie zu ihrer Verbreiterung. In einem zweiten Experiment wird nachgewiesen, dass die Ausprägung des Blickrichtungsnacheffekts von der jeweiligen Darbietungszeit des Adaptationsreizes abhängt. Zwar ist der Nacheffekt umso stärker, je länger das TopUp-Display gezeigt wird. Aber auch bei sehr kurzen Darbietungszeiten von einer Sekunde kommt der Effekt bereits zustande, hier zeigt sich eine lokal begrenztere Wirkung. Die Auswertung des zeitlichen Verlaufs ergibt, dass sich der Effekt rasch vollständig aufbaut und bereits innerhalb der ersten Darbietungen entsteht. Das dritte Experiment zeigt, dass dem Nacheffekt sowohl kurzfristige Einwirkungen der direkt vor dem Testbild erfolgten Reizung zugrunde liegen, als auch langfristige Memory-Effekte, die über die im Laufe des Experiments gegebenen Wiederholungen akkumuliert werden. Bei Blickwinkeln von 5° halten sich kurzfristige und langfristige Einwirkungen in etwa die Waage. Bei Blickwinkeln von 10° aber sind nur knapp 20% kurzfristig, und etwa 80% langfristige Einwirkungen für den Effekt verantwortlich. In einem vierten Experiment wird die zeitliche Rückbildung des Effekts untersucht und gezeigt, dass sich der Blickrichtungsnacheffekt im Kontrast zu seiner schnellen Entstehung langsam, nämlich innerhalb mehrerer Minuten zurückbildet.rnrnDie Diskussion der Ergebnisse kommt zu dem Schluss, dass die hier gefundene zeitliche Dynamik des Blickrichtungsnacheffekts Adaptationsprozesse auf höheren Schichten der visuellen Informationsverarbeitung als die zugrunde liegenden Mechanismen nahe legt.