Spatial variability of air dry bulb temperature and black globe humidity index in a broiler house during the heating phase

The air dry-bulb temperature (t db),as well as the black globe humidity index (BGHI), exert great influence on the development of broiler chickens during their heating phase. Therefore, the aim of this study was to analyze the structure and the magnitude of the t db and BGHI spatial variability, using geostatistics tools such as semivariogram analysis and also producing kriging maps. The experiment was conducted in the west mesoregion of the states of Minas Gerais in 2010, in a commercial broiler house with heating system consisting of two furnaces that heat the air indirectly, in the firsts 14 days of the birds' life. The data were registered at intervals of five minutes in the period from 8 a.m. to 10 a.m. The variables were evaluated by variograms fitted by residual maximum likelihood (REML) testing the Spherical and Exponential models. Kriging maps were generated based on the best model used to fit the variogram. It was possible to characterize the variability of the t db and BGHI, which allowed observing the spatial dependence by using geostatistics techniques. In addition, the use of geostatistics and distribution maps made possible to identify problems in the heating system in regions inside the broiler house that may harm the development of chicks.

Natural shading and productivity index of broiler chickens

The appropriate use of natural resources in the design of broiler houses provides a reduction in farming operating costs and optimization of production conditions. Therefore, the natural shading around the broiler house can be an alternative for improving internal conditions of comfort. This study verified the efficiency of natural shading in the broiler productivity index (PI) in East-West oriented commercial housings. The PI of 32 commercial broiler houses in five flocks divided throughout a year was compared. The sheds had the same management, density and the same structural features, except from tree shading: on the North face; on the South face; on both faces and without shading. It was observed that broiler house in East-West direction with shading on the South face had higher productivity index compared to houses with shading only on the North face or on both sides, between autumn and spring. For the summer period, sheds without shading showed productivity indexes superior to others.

Using passive techniques for vibration damping in mechanical systems

This paper examines two passive techniques for vibration reduction in mechanical systems: the first one is based on dynamic vibration absorbers (DVAs) and the second uses resonant circuit shunted (RCS) piezoceramics. Genetic algorithms are used to determine the optimal design parameters with respect to performance indexes, which are associated with the dynamical behavior of the system over selected frequency bands. The calculation of the frequency response functions (FRFs) of the composite structure (primary system + DVAs) is performed through a substructure coupling technique. A modal technique is used to determine the frequency response function of the structure containing shunted piezoceramics which are bonded to the primary structure. The use of both techniques simultaneously on the same structure is investigated. The methodology developed is illustrated by numerical applications in which the primary structure is represented by simple Euler-Bernoulli beams. However, the design aspects of vibration control devices presented in this paper can be extended to more complex structures.

Phytotoxic Activity of Parthenium Against Wheat and Canola Differ With Plant Parts and Bioassays Techniques

Phytotoxic effects of invasive weed Parthenium hysterophorus were studied by using whole plant, leaf and root aqueous extracts at 0, 2.5, 5.0, 7.5 and 10% (w/v) concentrations against germination and early seedling growth of wheat and canola. Studies were carried out both in Petri plates with filter paper as substratum placed in controlled conditions and soil-filled plastic pots placed in open environments. Pronounced variation was noted for phytotoxic activity of different plant parts of parthenium, aqueous extract concentrations, test species, and bioassay techniques. Aqueous parthenium extracts either inhibited or delayed the germination and suppressed seedling growth of test species over control. For both test species, all the germination attributes were suppressed to a greater extent in Petri plates than in plastic pots. Leaf extracts were more suppressive to germination of test species than whole plant and root extracts. Increasing extract concentration beyond 2.5% caused significant reduction in seedling dry biomass of both test species. Aqueous parthenium extract diminished chlorophyll contents of wheat and canola by 32-63% and 29 69%, respectively. Nevertheless, an increase of 9-172% and 22-60% in phenolic contents of wheat and canola was recorded. Canola appeared to be more susceptible than wheat at all extract concentrations. Present study concluded that bioassays conducted under controlled condition using filter paper as substratum may be misleading due to over estimation of allelopathic response and variation in potential of receiver and donor species. Furthermore, it implies that threshold concentrations of allelochemicals for test species in Petri plates are rarely reached under field conditions.

Chromosome damage in underground coal miners: detection by conventional cytogenetic techniques and by submitting lymphocytes of unexposed individuals to plasma from at-risk groups

Chromosome abnormalities and the mitotic index in lymphocyte cultures and micronuclei in buccal mucosa cells were investigated in a sample of underground mineral coal miners from Southern Brazil. A decreased mitotic index, an excess of micronuclei and a higher frequency of chromosome abnormalities (fragments, polyploidy and overall chromosome alterations) were observed in the miners when compared to age-paired normal controls from the same area. An alternative assay for clastogenesis in occupational exposition was tested by submitting lymphocytes from non-exposed individuals to a pool of plasmas from the exposed population. This assay proved to be very convenient, as the lymphocytes obtained from the same individuals can be used as target as well as control cells. Also, it yielded a larger number of metaphases and of successful cultures than with common lymphocyte cultures from miners. A significantly higher frequency of chromatid gaps, fragments and overall alterations were observed when lymphocytes from control subjects were exposed to miner plasma pools. Control plasma pools did not significantly induce any type of chromosome alterations in the cultures of normal subjects, thus indicating that the results are not due to the effect of the addition of plasma pools per se.

Graphene from Graphite by Chemical and Physical Techniques.

Graphene is a material with extraordinary properties. Its mechanical and electrical properties are unparalleled but the difficulties in its production are hindering its breakthrough in on applications. Graphene is a two-dimensional material made entirely of carbon atoms and it is only a single atom thick. In this work, properties of graphene and graphene based materials are described, together with their common preparation techniques and related challenges. This Thesis concentrates on the topdown techniques, in which natural graphite is used as a precursor for the graphene production. Graphite consists of graphene sheets, which are stacked together tightly. In the top-down techniques various physical or chemical routes are used to overcome the forces keeping the graphene sheets together, and many of them are described in the Thesis. The most common chemical method is the oxidisation of graphite with strong oxidants, which creates a water-soluble graphene oxide. The properties of graphene oxide differ significantly from pristine graphene and, therefore, graphene oxide is often reduced to form materials collectively known as reduced graphene oxide. In the experimental part, the main focus is on the chemical and electrochemical reduction of graphene oxide. A novel chemical route using vanadium is introduced and compared to other common chemical graphene oxide reduction methods. A strong emphasis is placed on electrochemical reduction of graphene oxide in various solvents. Raman and infrared spectroscopy are both used in in situ spectroelectrochemistry to closely monitor the spectral changes during the reduction process. These in situ techniques allow the precise control over the reduction process and even small changes in the material can be detected. Graphene and few layer graphene were also prepared using a physical force to separate these materials from graphite. Special adsorbate molecules in aqueous solutions, together with sonic treatment, produce stable dispersions of graphene and few layer graphene sheets in water. This mechanical exfoliation method damages the graphene sheets considerable less than the chemical methods, although it suffers from a lower yield.

Evaluation of the in vitro glycemic index of a fiber-rich extruded breakfast cereal produced with organic passion fruit fiber and corn flour

The aim of this study was to determine the influence of process parameters and Passion Fruit Fiber (PFF) addition on the Glycemic Index (GI) of an extruded breakfast cereal. A 2³ Central Composite Rotational Design (CCRD) was used, with the following independent variables: raw material moisture content (18-28%), 2nd and 3rd barrel zone temperatures (120-160 ºC), and PFF (0-30%). Raw materials (organic corn flour and organic PFF) were characterized as to their proximate composition, particle size, and in vitro GI. The extrudates were characterized as to their in vitro GI. The Response Surface Methodology (RSM) and Principal Component Analysis (PCA) were used to analyze the results. Corn flour and PFF presented 8.55 and 7.63% protein, 2.61 and 0.60% fat, 0.52 and 6.17% ash, 78.77 and 78.86% carbohydrates (3 and 64% total dietary fiber), respectively. The corn flour particle size distribution was homogeneous, while PFF presented a heterogeneous particle size distribution. Corn flour and PFF presented values of GI of 48 and 45, respectively. When using RSM, no effect of the variables was observed in the GI of the extrudates (average value of 48.41), but PCA showed that the GI tended to be lower when processing at lower temperatures (<128 ºC) and at higher temperatures (>158 ºC). When compared to white bread, the extrudates showed a reduction of the GI of up to 50%, and could be considered an interesting alternative in weight and glycemia control diets.

Study of the application of the high performance liquid chromatography-particle beam interface-mass spectrometry technique on some pesiticides and the reduction phenomena in the system

This work includes two major parts. The first part of the work concentrated on the studies of the application of the highperfonnance liquid chromatography-particle beam interface-mass spectrometry system of some pesticides. Factors that have effects on the detection sensitivity were studied. The linearity ranges and detection limits of ten pesticides are also given in this work. The second part of the work concentrated on the studies of the reduction phenomena of nitro compounds in the HPLC-PB-MS system. Direct probe mass spectrometry and gas chromatography-mass spectrometry techniques were also used in the work. Factors that have effects on the reduction of the nitro compounds were studied, and the possible explanation is proposed. The final part of this work included the studies of reduction behavior of some other compounds in the HPLC-PB-MS system, included in them are: quinones, sulfoxides, and sulfones.

A stochastic dynamic programming approach for pricing options on stock-index futures

The aim of this thesis is to price options on equity index futures with an application to standard options on S&P 500 futures traded on the Chicago Mercantile Exchange. Our methodology is based on stochastic dynamic programming, which can accommodate European as well as American options. The model accommodates dividends from the underlying asset. It also captures the optimal exercise strategy and the fair value of the option. This approach is an alternative to available numerical pricing methods such as binomial trees, finite differences, and ad-hoc numerical approximation techniques. Our numerical and empirical investigations demonstrate convergence, robustness, and efficiency. We use this methodology to value exchange-listed options. The European option premiums thus obtained are compared to Black's closed-form formula. They are accurate to four digits. The American option premiums also have a similar level of accuracy compared to premiums obtained using finite differences and binomial trees with a large number of time steps. The proposed model accounts for deterministic, seasonally varying dividend yield. In pricing futures options, we discover that what matters is the sum of the dividend yields over the life of the futures contract and not their distribution.

Choix de portefeuille de grande taille et mesures de risque pour preneurs de décision pessimistes

Cette thèse de doctorat consiste en trois chapitres qui traitent des sujets de choix de portefeuilles de grande taille, et de mesure de risque. Le premier chapitre traite du problème d’erreur d’estimation dans les portefeuilles de grande taille, et utilise le cadre d'analyse moyenne-variance. Le second chapitre explore l'importance du risque de devise pour les portefeuilles d'actifs domestiques, et étudie les liens entre la stabilité des poids de portefeuille de grande taille et le risque de devise. Pour finir, sous l'hypothèse que le preneur de décision est pessimiste, le troisième chapitre dérive la prime de risque, une mesure du pessimisme, et propose une méthodologie pour estimer les mesures dérivées. Le premier chapitre améliore le choix optimal de portefeuille dans le cadre du principe moyenne-variance de Markowitz (1952). Ceci est motivé par les résultats très décevants obtenus, lorsque la moyenne et la variance sont remplacées par leurs estimations empiriques. Ce problème est amplifié lorsque le nombre d’actifs est grand et que la matrice de covariance empirique est singulière ou presque singulière. Dans ce chapitre, nous examinons quatre techniques de régularisation pour stabiliser l’inverse de la matrice de covariance: le ridge, spectral cut-off, Landweber-Fridman et LARS Lasso. Ces méthodes font chacune intervenir un paramètre d’ajustement, qui doit être sélectionné. La contribution principale de cette partie, est de dériver une méthode basée uniquement sur les données pour sélectionner le paramètre de régularisation de manière optimale, i.e. pour minimiser la perte espérée d’utilité. Précisément, un critère de validation croisée qui prend une même forme pour les quatre méthodes de régularisation est dérivé. Les règles régularisées obtenues sont alors comparées à la règle utilisant directement les données et à la stratégie naïve 1/N, selon leur perte espérée d’utilité et leur ratio de Sharpe. Ces performances sont mesurée dans l’échantillon (in-sample) et hors-échantillon (out-of-sample) en considérant différentes tailles d’échantillon et nombre d’actifs. Des simulations et de l’illustration empirique menées, il ressort principalement que la régularisation de la matrice de covariance améliore de manière significative la règle de Markowitz basée sur les données, et donne de meilleurs résultats que le portefeuille naïf, surtout dans les cas le problème d’erreur d’estimation est très sévère. Dans le second chapitre, nous investiguons dans quelle mesure, les portefeuilles optimaux et stables d'actifs domestiques, peuvent réduire ou éliminer le risque de devise. Pour cela nous utilisons des rendements mensuelles de 48 industries américaines, au cours de la période 1976-2008. Pour résoudre les problèmes d'instabilité inhérents aux portefeuilles de grandes tailles, nous adoptons la méthode de régularisation spectral cut-off. Ceci aboutit à une famille de portefeuilles optimaux et stables, en permettant aux investisseurs de choisir différents pourcentages des composantes principales (ou dégrées de stabilité). Nos tests empiriques sont basés sur un modèle International d'évaluation d'actifs financiers (IAPM). Dans ce modèle, le risque de devise est décomposé en deux facteurs représentant les devises des pays industrialisés d'une part, et celles des pays émergents d'autres part. Nos résultats indiquent que le risque de devise est primé et varie à travers le temps pour les portefeuilles stables de risque minimum. De plus ces stratégies conduisent à une réduction significative de l'exposition au risque de change, tandis que la contribution de la prime risque de change reste en moyenne inchangée. Les poids de portefeuille optimaux sont une alternative aux poids de capitalisation boursière. Par conséquent ce chapitre complète la littérature selon laquelle la prime de risque est importante au niveau de l'industrie et au niveau national dans la plupart des pays. Dans le dernier chapitre, nous dérivons une mesure de la prime de risque pour des préférences dépendent du rang et proposons une mesure du degré de pessimisme, étant donné une fonction de distorsion. Les mesures introduites généralisent la mesure de prime de risque dérivée dans le cadre de la théorie de l'utilité espérée, qui est fréquemment violée aussi bien dans des situations expérimentales que dans des situations réelles. Dans la grande famille des préférences considérées, une attention particulière est accordée à la CVaR (valeur à risque conditionnelle). Cette dernière mesure de risque est de plus en plus utilisée pour la construction de portefeuilles et est préconisée pour compléter la VaR (valeur à risque) utilisée depuis 1996 par le comité de Bâle. De plus, nous fournissons le cadre statistique nécessaire pour faire de l’inférence sur les mesures proposées. Pour finir, les propriétés des estimateurs proposés sont évaluées à travers une étude Monte-Carlo, et une illustration empirique en utilisant les rendements journaliers du marché boursier américain sur de la période 2000-2011.

Enhancing well-being in Iranian residential dwellings by exploring traditional techniques for using daylight in Iranian courtyard houses

Dans les dernières décennies, les changements morphologiques des maisons iraniennes, l’arrivage de l'éclairage artificiel et le manque de connaissance suffisante de la valeur de la lumière du jour pour le bien-être des occupants ont résulté une diminution de l'utilisation de la lumière du jour dans les habitations iraniennes contemporaines. En conséquence, le niveau du bien-être des occupants a décru ce qui peut être corrélée avec la diminution de l'utilisation de la lumière du jour. Considérant l'architecture traditionnelle iranienne et l'importance de la lumière du jour dans les habitations traditionnelles, cette recherche étudie l’utilisation de la lumière du jour dans les habitations traditionnelles et explore comment extrapoler ces techniques dans les maisons contemporaines pourrait augmenter l'utilisation de la lumière du jour et par conséquence améliorer le bien-être des occupants. Une revue de littérature, une enquête des experts iraniens et une étude de cas des maisons à cour traditionnelles à la ville de Kashan ont permis de recueillir les données nécessaires pour cette recherche. De par le contexte de recherche, la ville de Kashan a été choisie particulièrement grâce à sa texture historique intacte. L’analyse de la lumière du jour a été faite par un logiciel de simulation pour trois maisons à cour de la ville de Kashan ayant les mêmes caractéristiques de salon d’hiver. Cette étude se concentre sur l’analyse de la lumière du jour dans les salons d'hiver du fait de la priorité obtenue de l'enquête des experts et de la revue de littérature. Les résultats de cette recherche montrent que l’extrapolation des techniques traditionnelles de l'utilisation de lumière du jour dans les habitations modernes peut être considéré comme une option de conception alternative. Cette dernière peut optimiser l'utilisation de lumière du jour et par conséquence améliorer le bien-être des occupants. L'approche utilisée dans cette recherche a fourni une occasion d’étudier l'architecture du passé et d’évaluer plus précisément son importance. Cette recherche contribue ainsi à définir un modèle en tirant les leçons du passé pour résoudre les problèmes actuels.

Effets du vieillissement sur les index électrophysiologiques de l’évaluation des relations spatiales en mémoire de travail visuelle

Le processus de vieillissement humain est un processus complexe qui varie grandement d’une personne à l’autre. Malgré l’ampleur des recherches faites sur le sujet, il reste encore beaucoup à explorer et à comprendre. Cette thèse propose trois expériences qui nous permettent d’améliorer notre compréhension des changements qui s’opèrent dans la mémoire de travail visuelle et l’attention visuospatiale avec la prise en âge. La première expérience propose d’examiner les changements dans les capacités de mémoire de travail visuelle entre des jeunes adultes, des adultes âgés sains et des personnes atteintes de trouble cognitif léger (TCL). De plus, grâce à un suivi fait avec les personnes ayant un TCL, nous avons pu examiner si des différences existaient au niveau comportemental entre les âgés qui ont déclinés vers un type de démence et ceux dont l’état est resté stable. Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour étudier les effets du vieillissement sur le cerveau. Les tests neuropsychologiques et les tâches comportementales présentées dans la première expérience en sont un exemple. La neuroimagerie peut aussi s’avérer particulièrement utile. En effet, certaines mesures électrophysiologiques, aussi appelées potentiels reliés aux évènements (PRE), sont associées à des fonctions cognitives précises. Ces composantes nous permettent de suivre ces processus et d’observer les modulations causées par les caractéristiques des stimuli ou l’âge par exemple. C’est le cas de la N2pc (négativité 2 postérieure controlatérale) et de la SPCN (sustained posterior contralateral negativity), des composantes électrophysiologiques liées respectivement à l’attention visuospatiale et la mémoire de travail visuelle. On connait bien ces deux composantes ainsi que les facteurs qui les modulent, or elles sont peu utilisées pour les changements qui occurrent dans l’attention et la mémoire de travail visuelle dans le cadre du processus de vieillissement. Les deuxième et troisième expériences proposent d’utiliser une tâche de recherche visuelle (nombre d’items de couleur et identification d’une relation spatiale entre deux items de couleur) afin d’explorer les changements observables sur ces composantes électrophysiologiques. La deuxième expérience examine l’efficacité d’un paradigme à présentations multiples (‘multiple frame’) afin de mesurer la N2pc et la SPCN chez de jeunes adultes. La troisième expérience a pour but d’examiner les effets du vieillissement normal sur l’amplitude et la latence de la N2pc et la SPCN en utilisant le même type de tâche de recherche visuelle.