Analysis of Parameter Values in the van der Waals and Platteeuw Theory for Methane Hydrates Using Monte Carlo Molecular Simulations

The van der Waals and Platteuw (vdVVP) theory has been successfully used to model the thermodynamics of gas hydrates. However, earlier studies have shown that this could be due to the presence of a large number of adjustable parameters whose values are obtained through regression with experimental data. To test this assertion, we carry out a systematic and rigorous study of the performance of various models of vdWP theory that have been proposed over the years. The hydrate phase equilibrium data used for this study is obtained from Monte Carlo molecular simulations of methane hydrates. The parameters of the vdWP theory are regressed from this equilibrium data and compared with their true values obtained directly from simulations. This comparison reveals that (i) methane-water interactions beyond the first cage and methane-methane interactions make a significant contribution to the partition function and thus cannot be neglected, (ii) the rigorous Monte Carlo integration should be used to evaluate the Langmuir constant instead of the spherical smoothed cell approximation, (iii) the parameter values describing the methane-water interactions cannot be correctly regressed from the equilibrium data using the vdVVP theory in its present form, (iv) the regressed empty hydrate property values closely match their true values irrespective of the level of rigor in the theory, and (v) the flexibility of the water lattice forming the hydrate phase needs to be incorporated in the vdWP theory. Since methane is among the simplest of hydrate forming molecules, the conclusions from this study should also hold true for more complicated hydrate guest molecules.

Averting biodiversity collapse in tropical forest protected areas

The rapid disruption of tropical forests probably imperils global biodiversity more than any other contemporary phenomenon(1-3). With deforestation advancing quickly, protected areas are increasingly becoming final refuges for threatened species and natural ecosystem processes. However, many protected areas in the tropics are themselves vulnerable to human encroachment and other environmental stresses(4-9). As pressures mount, it is vital to know whether existing reserves can sustain their biodiversity. A critical constraint in addressing this question has been that data describing a broad array of biodiversity groups have been unavailable for a sufficiently large and representative sample of reserves. Here we present a uniquely comprehensive data set on changes over the past 20 to 30 years in 31 functional groups of species and 21 potential drivers of environmental change, for 60 protected areas stratified across the world's major tropical regions. Our analysis reveals great variation in reserve `health': about half of all reserves have been effective or performed passably, but the rest are experiencing an erosion of biodiversity that is often alarmingly widespread taxonomically and functionally. Habitat disruption, hunting and forest-product exploitation were the strongest predictors of declining reserve health. Crucially, environmental changes immediately outside reserves seemed nearly as important as those inside in determining their ecological fate, with changes inside reserves strongly mirroring those occurring around them. These findings suggest that tropical protected areas are often intimately linked ecologically to their surrounding habitats, and that a failure to stem broad-scale loss and degradation of such habitats could sharply increase the likelihood of serious biodiversity declines.

Modified Adomian Decomposition Method for Van der Pol equations

In the paper, the well known Adomian Decomposition Method (ADM) is modified to solve the parabolic equations. The present method is quite different than the numerical method. The results are compared with the existing exact or analytical method. The already known existing Adomian Decomposition Method is modified to improve the accuracy and convergence. Thus, the modified method is named as Modified Adomian Decomposition Method (MADM). The Modified Adomian Decomposition Method results are found to converge very quickly and are more accurate compared to ADM and numerical methods. MADM is quite efficient and is practically well suited for use in these problems. Several examples are given to check the reliability of the present method. Modified Adomian Decomposition Method is a non-numerical method which can be adapted for solving parabolic equations. In the current paper, the principle of the decomposition method is described, and its advantages are shown in the form of parabolic equations. (C) 2014 The Authors. Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/).

An estimate of the number of tropical tree species

The high species richness of tropical forests has long been recognized, yet there remains substantial uncertainty regarding the actual number of tropical tree species. Using a pantropical tree inventory database from closed canopy forests, consisting of 657,630 trees belonging to 11,371 species, we use a fitted value of Fisher's alpha and an approximate pantropical stem total to estimate the minimum number of tropical forest tree species to fall between similar to 40,000 and similar to 53,000, i.e., at the high end of previous estimates. Contrary to common assumption, the Indo-Pacific region was found to be as species-rich as the Neotropics, with both regions having a minimum of similar to 19,000-25,000 tree species. Continental Africa is relatively depauperate with a minimum of similar to 4,500-6,000 tree species. Very few species are shared among the African, American, and the Indo-Pacific regions. We provide a methodological framework for estimating species richness in trees that may help refine species richness estimates of tree-dependent taxa.

Emergent photophenomena in three dimensional van der Waals heterostructures

We report on the fabrication and observation of emergent opto-electronic phenomena in three dimensional, micron-sized van der Waals heterostructures self-assembled from atomic layers of graphene and hexagonal boron nitride in varying ratios.

Pull-in Instability Study of Carbon Nanotube Tweezers Under the Influence of Van der Waals Forces

The pull-in instability of two nanotubes under van der Waals force is studied. The cantilever beam with large deformation model is used. The influence of nanotube parameters such as the interior radius, the gap distance between the two nanotubes, etc, on the pull-in instability is studied. The critical nanotube length is determined for each specific set of nanotube parameters. The Galerkin method is applied to discretize the governing equations, and it shows good convergence.

Estructura, diversidad florística y estimación de carbono almacenado en tres bosques del municipio El Castillo, Río San Juan, Nicaragua, 2012

La planificación y manejo integral de fincas es un mod elo con tendencias productivas, en Nicaragua la ausencia de metodologías sencillas, flexibles, con alta factibilidad económica y confiabilidad de los resultados, es un factor determinante de la aceptación e implementación de los planes de manejo a nivel de finca. El presente estudio se realizó con la finalidad de contribuir información de metodología para inventarios forestales y resultados florísticos en el almacenamiento de carbono, en tres fincas productivas del bosque húmedo tropical del municipio El Castillo, Río San Juan. El estudio se estableció en tres etapas metodológicas: planificación de trabajo, fase de campo y almacenamiento de datos (procesamiento). Para cumplir los objetivos se implementó un inventario forestal por muestreo sistemático con diferentes intensidades de muestreo en cada finca, se establecieron parcelas de 10m x 50m (0.05 ha), para comparar la diversidad entre fincas se utilizó igual tamaño de parcelas (0.3 ha), mediante el índice de Margalef (riqueza) e índice de Shannon-Weiner (equidad), se analizó la estructura horizontal mediante el cálculo de abundancia, área basal y volumen por hectárea, para la estimación de carbono se optó por el método no destructivo utilizando la ecuación general de biomasa (Brown, 1997) y el factor de carbono según IPCC, 2005. Las variables estudiadas son: nombre botánico de la especie arbórea, DAP (1.30m sobre el suelo ) mayor a 10 cm y altura fustal. Se identificaron 31 familias botánicos, 57 géneros y 68 especies, las familias más representativas, según el número de especie son, Moraceae, Rubiaceae, Fabaceae, Sapotaceae, Anonaceae, Burseraceae, Cumbretaceae, Lauraceae, Meliaceae, Vochysiaceae, Mimosaceae, alta presencia de especies indicadoras de bosques alterados o secundarios y bajo número de especies comerciales. No obstante el estudio de muestra alta riqueza en las tres fincas sin diferencias significativas (X²= 0,916; P>0,05) y baja equidad en La Pavona y La Perilla, por el contrario La Primavera presenta mejor representatividad de las especies. El bosque con mayor área basal y volumen (desarrollo estructural), fue La Pavona (26.51 m2ha-1 y 365.39 m3 ha-1), también almacenó mayor carbono por hectárea (195.66Mg C ha-1), básicamente los resultado de carbono son similares entre las tres fincas (La Perilla con 184.38 MgC ha-1 y La Primavera con 192.21 MgC ha-1), también se encontró alta relación entre el estado de desarrollo (clases naturales de edades), abundancia, volumen y el almacenamiento de carbono por la alta cantidad de biomasa.

Estudio de pre-factibilidad de una propuesta de desarrollo ganadero para la finca "El Garabato" en Tola, Rivas

En el presente trabajo se evaluó EX-ante la factibilidad técnica y financiera de una propuesta de desarrollo ganadero para la finca "El Garabato" planteada por los socios de la Cooperativa Ezequiel N24 en el Municipio de Tola, Departamento de Rivas. Para ello se realizó un diagnóstico general de la finca, donde se determinó los recursos disponibles y las características propias del sistema productivo, basados en esto se estimaron los diferentes coeficientes técnicos así como las posibles fuentes de ingresos y egresos, permitiendo realizar las proyecciones del hato así como las proyecciones financieras, Dentro de los aspectos técnicos se determinó la composición de las pasturas donde el 69% de los pastos son naturalizados, el 23% son pastos mejorados y el 8% está conformado por pastos naturales. Los canales de comercialización en la zona del proyecto para la leche están representados por los manteros, el Proyecto Juan Agustín Guillén de la Tienda Campesina y el Centro de Acopio de La Selecta. En el caso de la carne por los intermediarios (matarifes) y productores dedicados a la crianza y engorde de novillos. Al considerar las inversiones en pastura que conlleva la propuesta, la distribución de pastos varia, ocupando los pastos mejorados el 41%, el 3% por pastos naturales y el 56% corresponden a pastos naturalizados. A la par de esto el área ganadera se incrementa en 64 mz. como consecuencia de la reducción del área agricola por la misma cantidad de mz. Las disponibilidades de pastos se ven mejoradas por las inversiones, disminuyendo el déficit de alimento a partir del segundo año. El uso de la Caña de Azúcar más urea, durante el verano permitirá mejorar la oferta de alimento para esta época, resultando menores pérdidas en la producción. Como efecto de la propuesta se producirá un incremento promedio anual de 7.18% del hato total, este incremento se da esperando que los índices de mortalidad de adultos y terneros disminuyan de un 4 al. 2% y de 14 al 7% respectivamente y que la tasa de descarte de vacas se mantenga en 12%1 considerando que la finca mantenga un 67% en tasa de natalidad. Al estructurar los gastos se encontró que en el año base los gastos de mano de obra representan el 71%, la suplementación el 8%, los gastos en manejo fueron de 8%, impuestos 7%, mantenimiento de equipo e infraestructura de 4% y gastos varios de 1%, con el proyecto esta estructura de gastos se ve un poco alterada al disminuir los gastos por mano de obra a un 63% e incrementarse los gastos por suplementacion y gastos varios a 12% y 6% respectivamente, el resto de los gastos presentan leves modificaciones. En los ingresos del año base la producción de leche representa el 46%, la producción de carne el 53% y el 1% corresponde a otros ingresos. Con el proyecto el aporte en los ingresos por producción de leche asciende a 62% y en producción de carne es de 34%, en otros ingresos representa el 4% al finalizar el sexto año. De las inversiones que se realizaran el 60% ésta destinado para pastos y el 40% corresponde a inversiones en infraestructura. El monto total de la inversión asciende a C$96,905.70 de los cuales el 71% será solicitado en préstamo y el restante 29% será asumido por la Cooperativa. Del análisis financiero resultó que la propuesta de los socios con uso de financiamiento para las inversiones a una tasa de interés del 12.5% presenta un VAN de C$41996.65 y una TIR de 15.16%. En cambió la realización de la propuesta con recursos propios presentó resultados superiores al anterior siendo el VAN de C$18,506.01 y una TIR de 18.01%•. Considerando estos resultados la propuesta es rentable, pero debido al déficit de efectivo que se presenta en los primeros años podría alterar la realización de las inversiones, ésta situación puede compensarse haciendo uso de otros recursos de la Cooperativa.

Composición quimica y digestibilidad in situ de los pastos angleton (Dichantium aristatum, poir.), Colonial (Panicum maximum, Jacq.) y Taiwan (Pennisetum purpureum, Schum)

Se determinó la digestibilidad de los pastos Angleton, Colonial y Taiwan mediante el método in situ, disponiendo para ello de tres novillos de la raza criolla Reyna cuya edad oscilaba entre 12 y 18 meses y con un peso promedio de 261 kg, los cuales estuvieron provistos de una fístula ruminal. El objetivo propuesto fue obtener y comparar los estimados cuantitativos relativos a la degradación ruminal a diferentes tiempos de incubación (24,48 y 72 horas} tanto de materia seca como de proteína bruta. Los pastos fueron cosechados a los 35 días después del rebrote y se analizaron químicamente según procedimientos de la A.O.A.C (1984) para materia seca (MS), proteína bruta (PB), extracto etéreo (EE), extracto libre de nitrógeno (ELN), fibra bruta (FB) y cenizas (C) (Weende), y según el método de Van Soest (CATIE, 1987) para fibra neutro detergente (FND)y fibra ácido detergente (FAD), así como Hemicelulosa (HC). Se incubaron 10 gr de las muestras de cada uno de los pastos en bolsas de nylon. Para analizar estadísticamente los valores de degradación obtenidos, se utilizaron análisis de varianza dentro de un DCA para determinar la significancia entre pastos en los tiempos medidos y prueba de rango múltiple de Duncan para comparar medias de los pastos dentro de cada tiempo, obteniéndose diferencias altamente significativas entre ellos (P <0.01), y al observar la separación de medias se manifestó la superioridad del Taiwan en todos los tiempos de incubación, sin embargo el Colonial, no presentó diferencias significativas con el Taiwan y el Angleton en el tiempo de 72 horas. Se concluye como resultado de este estudio, que a una edad de rebrote de 35 días, el. Taiwán es superior al Angleton y al Colonial en lo que respecta a solubilidad de materia seca v proteína bruta al mismo tiempo el Colonial. mostró superioridad ante el Angl.eton debido a su mayor solubilidad de materia seca. Las mayores degradaciones de materia seca se presentaron en el. período de 0 a 24 horas de fermentación para los tres pastos; en cambio para proteína bruta ocurrieron para el. Angleton y el Taiwán entra 1as 24 y 48 horas y para e1 Colonia1 entre O y 24 horas. En qenera1, a través de la dinámica de digestión de 1os pastos se observó la influencia negativa que ejerce proporcionalmente a su contenido, la fracción de fibra (fibra neutro detergente y fibra acido detergente).

Morphological Stability of Epitaxial Thin Elastic Films by Van Der Waals Force

The morphological stability of epitaxial thin elastic films on a substrate by van der Waals force is discussed. It is found that only van der Waals force with negative Hamaker constant (A < 0) tends to stabilize the film, and the lower bound for the Hamaker constant is also obtained for the stability of thin film. The critical value of the undulation wavelength is found to be a function of both film thickness and external stress. The charateristic time-scale for surface mass diffusion scales to the fourth power to the wavelength of the perturbation.