Estudo da deformação de um Vertissolo por meio da tomografia computadorizada de dupla energia simultânea

Utilizando o método da tomografia de duplo feixe de raios gama, foi estudada a variação da densidade de um Vertissolo com a umidade em experimentos de laboratório. Para tanto, foram utilizadas imagens tomográficas de amostras de solo provenientes da atenuação de dois feixes de radiação gama, um de 137Cs e outro de 241Am, os quais forneceram duas equações de atenuação que permitiram determinar duas incógnitas: densidade do solo e umidade. As amostras foram montadas com um mesmo valor inicial de densidade do solo e submetidas a diferentes graus de hidratação. Os resultados mostraram que: (1) o sistema permitiu a determinação da umidade e densidade do solo satisfatoriamente; (2) houve uma variação de aproximadamente 23% no volume das amostras desestruturadas entre a condição seca e saturada; (3) possibilitou a análise da expansividade das amostras deformadas pelo modelo das três retas, o qual permitiu verificar a variação do volume específico do solo durante todo o intervalo de umidade estudado, bem como o conhecimento de alguns pontos característicos importantes da curva de deformação do solo.

Tomografia computadorizada na avaliação da densidade de um solo do semi-árido brasileiro

A densidade do solo de amostras indeformadas foi determinada por meio das técnicas de tomografia computadorizada e do torrão impermeabilizado, visando à identificação de processos de compactação do solo e a comparação de métodos. A pesquisa também visou auxiliar um levantamento pedológico elaborado com fins de classificação de terras para irrigação. As amostras de solo foram coletadas da região semi-árida de Petrolina (PE), ao longo de perfis do solo, da superfície até 1 m de profundidade, em camadas de 0,1 m e em duas áreas distintas quanto à sua ocupação vegetal e manejo: (1) vegetação natural (caatinga); (2) área cultivada e irrigada por pivô central. As tomografias foram realizadas com um tomógrafo de primeira geração, constituído por uma fonte de radiação gama de 137Cs e um detetor cintilador de NaI(Tl), com eletrônica padrão de espectrometria gama e sistema de movimentação de amostra controlados por uma interface específica acoplada a um microcomputador. Na área de caatinga, os resultados evidenciam a ocorrência de um adensamento do solo em camadas mais profundas, abaixo de 0,4 m, bem como de uma camada adensada e, ou, compactada entre aproximadamente 0 e 0,4 m, na área cultivada com pivô central, possivelmente em virtude da ação de máquinas e implementos utilizados no preparo e cultivo do solo.

Avaliação do ambiente solo-semente por meio da tomografia computadorizada

O condicionamento físico do solo ao redor das sementes reveste-se de grande importância para o bom desenvolvimento inicial da cultura, assegurando uma população sadia de plantas. O adequado contato solo-semente é um pré-requisito para a rápida emergência e o bom estabelecimento da cultura. Neste trabalho, objetivou-se utilizar a tomografia computadorizada de resolução milimétrica para determinação do ambiente solo-semente em sistema de plantio direto, logo após o plantio da cultura da soja. Utilizou-se o esquema de parcelas subdivididas, em que as parcelas constituíram-se de três teores de água do solo, correspondentes a 0,27; 0,31; e 0,36 kg kg-1, e as subparcelas de quatro níveis de carga, aplicadas pela roda compactadora, correspondentes a 0, 50, 90 e 140 N, no delineamento em blocos ao acaso, com quatro repetições. Foram avaliados a densidade média do solo na região da semente e o perfil de densidade média na linha de semeadura. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que as cargas aplicadas pela roda compactadora elevaram a densidade do solo no plano vertical da linha de semeadura abaixo da profundidade de semeadura, quando comparadas com as obtidas antes do plantio; a combinação entre cargas aplicadas pela roda compactadora e os teores de água no solo não influenciou a densidade média do solo na região da semente.

Densidade de um planossolo sob sistemas de cultivo avaliada por meio da tomografia computadorizada de raios gama

A sustentabilidade do arroz (Oryza sativa L.) irrigado em solos de várzea está alicerçada na utilização da rotação e sucessão de culturas, fundamentais para o controle do arroz-vermelho e preto. Os reflexos sobre os atributos dos solos de várzea merecem estudos em especial sobre a compactação do solo. O objetivo deste trabalho foi identificar camadas compactadas em Planossolo submetido a diferentes sistemas de cultivo e preparo, avaliando-se a densidade do solo (Ds) pela Tomografia Computadorizada de Raios Gama (TC). A análise foi realizada em um experimento de longa duração, conduzido de 1985 a 2004, na Estação Experimental da Embrapa Clima Temperado, Capão do Leão, RS, num delineamento experimental em blocos ao acaso, com sete tratamentos, cada um com quatro repetições (T1 - um ano de arroz com preparo convencional do solo seguido de dois anos de pousio; T2 - cultivo contínuo de arroz com preparo convencional do solo; T4 - rotação de arroz e soja (Glycine max L.) com preparo convencional do solo; T5 - rotação de arroz, soja e milho (Zea maiz L.) em preparo convencional do solo; T6 - plantio direto de arroz no verão em sucessão do azevém (Lolium multiflorum L.) no inverno; T7 - rotação de arroz sob plantio direto e soja sob preparo convencional do solo; T8 - testemunha: solo sem cultivo). A Tomografia Computadorizada de Raios Gama permitiu detectar que o plantio direto de arroz no verão em sucessão do azevém no inverno não resultou na formação de camadas compactadas; a utilização de dois anos de pousio, no sistema de produção de arroz irrigado, não foi suficiente para evitar a formação de uma camada superficial compactada; e a rotação de arroz, soja e milho com preparo convencional do solo apresentou duas camadas compactadas (0,0 a 1,5 cm e 11 a 14 cm), indicando que essas podem limitar a produção agrícola nesse sistema de produção em Planossolos.

Renormalization of gauge-invariant operators and the axial anomaly

The renormalization properties of gauge-invariant composite operators that vanish when the classical equations of motion are used (class II^a operators) and which lead to diagrams where the Adler-Bell-Jackiw anomaly occurs are discussed. It is shown that gauge-invariant operators of this kind do need, in general, nonvanishing gauge-invariant (class I) counterterms.

Digital holographic microscopy: a noninvasive contrast imaging technique allowing quantitative visualization of living cells with subwavelength axial accuracy.

We have developed a digital holographic microscope (DHM), in a transmission mode, especially dedicated to the quantitative visualization of phase objects such as living cells. The method is based on an original numerical algorithm presented in detail elsewhere [Cuche et al., Appl. Opt. 38, 6994 (1999)]. DHM images of living cells in culture are shown for what is to our knowledge the first time. They represent the distribution of the optical path length over the cell, which has been measured with subwavelength accuracy. These DHM images are compared with those obtained by use of the widely used phase contrast and Nomarski differential interference contrast techniques.

Axial sub-nanometer accuracy in digital holographic microscopy

We present state-of-the-art dual-wavelength digital holographic microscopy (DHM) measurement on a calibrated 8.9 nm high chromium thin step sample and demonstrate sub-nanometer axial accuracy. By using a modified DHM reference calibrated hologram (RCH) reconstruction method, a temporal averaging procedure and a specific dual-wavelength DHM arrangement, it is shown that specimen topography can be measured with an accuracy, defined as the axial standard deviation, reduced to at least 0.9 nm. Indeed for the first time to the best of our knowledge, it is reported that averaging each of the two wavefronts recorded with real-time dual-wavelength DHM can provide up to 30% spatial noise reduction for the given configuration. Moreover, the presented experimental configuration achieves a temporal stability below 0.8 nm, thus paving the way to Angström range for dual-wavelength DHM.

Axial spondylometaphyseal dysplasia: Additional reports.

Axial spondylometaphyseal dysplasia (SMD) (OMIM 602271) is an uncommon skeletal dysplasia characterized by metaphyseal changes of truncal-juxtatruncal bones, including the proximal femora, and retinal abnormalities. The disorder has not attracted much attention since initially reported; however, it has been included in the nosology of genetic skeletal disorders [Warman et al. (2011); Am J Med Genet Part A 155A:943-968] in part because of a recent publication of two additional cases [Isidor et al. (2010); Am J Med Genet Part A 152A:1550-1554]. We report here on the clinical and radiological manifestations in seven affected individuals from five families (three sporadic cases and two familial cases). Based on our observations and Isidor's report, the clinical and radiological hallmarks of axial SMD can be defined: The main clinical findings are postnatal growth failure, rhizomelic short stature in early childhood evolving into short trunk in late childhood, and thoracic hypoplasia that may cause mild to moderate respiratory problems in the neonatal period and later susceptibility to airway infection. Impaired visual acuity comes to medical attention in early life and function rapidly deteriorates. Retinal changes are diagnosed as retinitis pigmentosa or pigmentary retinal degeneration on fundoscopic examination and cone-rod dystrophy on electroretinogram. The radiological hallmarks include short ribs with flared, cupped anterior ends, mild spondylar dysplasia, lacy iliac crests, and metaphyseal irregularities essentially confined to the proximal femora. Equally affected sibling pairs of opposite gender and parental consanguinity are strongly suggestive of autosomal recessive inheritance. © 2011 Wiley-Liss, Inc.

Tomografia computadorizada aplicada a estudos de um Planossolo

Na busca de técnicas mais apuradas para a determinação e avaliação de parâmetros físicos do solo com aplicabilidade em várzeas, vem se destacando a tomografia computadorizada, por medir a densidade e a umidade com boa sensibilidade e alta resolução espacial. O presente trabalho teve como objetivo descrever aspectos e procedimentos da calibração de um minitomógrafo de raios-X e gama para estudo da densidade e umidade de um Planossolo no Rio Grande do Sul, bem como estabelecer parâmetros estatísticos para sua adequada utilização. A calibração do minitomógrafo foi obtida pela regressão linear entre as unidades tomográficas (UT), apresentadas pelo programa de reconstrução de imagem, e os coeficientes de atenuação linear (µl, cm-1), medidos por transmissão direta de raios gama, em amostras dos horizontes A e B do Planossolo, água destilada, benzina e alumínio. Para as medidas de transmissão direta de radiação utilizaram-se recipientes com água destilada, benzina, solo e Al, obtendo-se as seguintes fórmulas para o cálculo da densidade do solo no horizonte A: Ds = [(UT/986,16)-(0,200xteta)]/0,267; e no horizonte B: Ds = [(UT/986,16)-(0,200xteta)]/0,297, em que UT é o valor médio de UT em cada linha e teta é a umidade volumétrica da amostra de solo, em m³ m-3. Com as configurações obtidas, verificou-se variabilidade média de 2,74% e 0,73%, respectivamente, em termos de homogeneidade e repetibilidade. Os erros atribuídos ao equipamento são de 0,051 e 0,046 Mg m-3, respectivamente, nos horizontes A e B, revelando precisão e adaptabilidade no emprego da técnica em estudos do Planossolo.

Análise da castanha do cajueiro por tomografia de ressonância magnética

O objetivo deste trabalho foi avaliar a técnica de tomografia de ressonância magnética na análise de castanhas de cajueiro, em relação ao método tradicional, visando sua aplicação na seleção de clones. Amostras de castanhas de 40 clones de cajueiro comum, colhidas na safra de 2002, foram analisadas por ambos os métodos. Pelo método tradicional, a maioria dos clones apresentou altos e médios valores dos indicadores industriais massa de castanha, massa de amêndoa e rendimento industrial e baixos índices de quebra das amêndoas. Pela tomografia, a maioria dos clones apresentou castanhas com espaços vazios entre a amêndoa e o endocarpo, que podem proteger a amêndoa durante a decorticação. Os resultados dos dois métodos foram complementares, e a tomografia, além de alternativa promissora na avaliação da qualidade de castanha, pode subsidiar outras áreas de pesquisa relacionadas ao estudo da castanha.

Mudanças na estrutura do solo avaliada com uso de tomografia computadorizada

O objetivo deste trabalho foi avaliar, em escala milimétrica, a modificação da densidade e da porosidade de amostras deformadas de solo submetidas a ciclos de umedecimento e secamento (U-S), por meio da tomografia computadorizada de raios gama. Amostras com 98,1 cm³ foram preparadas procedendo ao peneiramento do solo em malha de 2 mm e acondicionamento de forma homogênea em tubos de PVC. As amostras de solo foram submetidas a um, dois e três ciclos de U-S. As amostras controle não foram submetidas a nenhum ciclo de U-S. Após a aplicação dos ciclos de U-S, a porosidade das amostras diminuiu e as camadas de solo se adensaram. Os dados de tomografia computadorizada permitiram análise contínua da densidade do solo e de sua porosidade, em camadas milimétricas (0,08 cm), o que não pode ser alcançado facilmente por métodos tradicionais usados em física do solo.

Performance Characteristics of an Axial-Flux Solid-Rotor-Core Induction Motor

The integration of electric motors and industrial appliances such as pumps, fans, and compressors is rapidly increasing. For instance, the integration of an electric motor and a centrifugal pump provides cost savings and improved performance characteristics. Material cost savings are achieved when an electric motor is integrated into the shaft of a centrifugal pump, and the motor utilizes the bearings of the pump. This arrangement leads to a smaller configuration that occupies less floor space. The performance characteristics of a pump drive can be improved by using the variable-speed technology. This enables the full speed control of the drive and the absence of a mechanical gearbox and couplers. When using rotational speeds higher than those that can be directly achieved by the network frequency the structure of the rotor has to be mechanically durable. In this thesis the performance characteristics of an axial-flux solid-rotor-core induction motor are determined. The motor studied is a one-rotor-one-stator axial-flux induction motor, and thus, there is only one air-gap between the rotor and the stator. The motor was designed for higher rotational speeds, and therefore a good mechanical strength of the solid-rotor-core rotor is required to withstand the mechanical stresses. The construction of the rotor and the high rotational speeds together produce a feature, which is not typical of traditional induction motors: the dominating loss component of the motor is the rotor eddy current loss. In the case of a typical industrial induction motor instead the dominating loss component is the stator copper loss. In this thesis, several methods to decrease the rotor eddy current losses in the case of axial-flux induction motors are presented. A prototype motor with 45 kW output power at 6000 min-1 was designed and constructed for ascertaining the results obtained from the numerical FEM calculations. In general, this thesis concentrates on the methods for improving the electromagnetic properties of an axial-flux solid-rotor-core induction motor and examines the methods for decreasing the harmonic eddy currents of the rotor. The target is to improve the efficiency of the motor and to reach the efficiency standard of the present-day industrial induction motors equipped with laminated rotors.

DFMA- Analysis and Aspects of Applying Internet Based Collaborative Design for Axial Eccentric Oil-Pump Design

The integrated system of design for manufacturing and assembly (DFMA) and internet based collaborative design are presented to support product design, manufacturing process, and assembly planning for axial eccentric oil-pump design. The presented system manages and schedules group oriented collaborative activities. The design guidelines of internet based collaborative design & DFMA are expressed. The components and the manufacturing stages of axial eccentric oil-pump are expressed in detail. The file formats of the presented system include the data types of collaborative design of the product, assembly design, assembly planning and assembly system design. Product design and assembly planning can be operated synchronously and intelligently and they are integrated under the condition of internet based collaborative design and DFMA. The technologies of collaborative modelling, collaborative manufacturing, and internet based collaborative assembly for the specific pump construction are developed. A seven-security level is presented to ensure the security of the internet based collaborative design system.

Aplicações da tomografia de ressonância magnética nuclear como método não-destrutivo para avaliar os efeitos de injúrias mecânicas em goiabas 'Paluma' e 'Pedro Sato'

Objetivou-se determinar o potencial do uso da tomografia de ressonância magnética, como método não-destrutivo, para avaliar os efeitos das injúrias mecânicas em goiabas. Foram utilizados frutos no estádio de maturação "de vez" das cultivares Paluma e Pedro Sato. Na injúria por impacto, os frutos foram deixados cair, em queda livre, de uma altura de 1,20 m, sofrendo dois impactos, em lados opostos de sua porção equatorial. Na injúria por compressão, os frutos foram submetidos a um peso de 29,4 N, por 15 minutos. Para a injúria por corte, foram efetuados dois cortes, no sentido longitudinal dos frutos, de exatamente 30 mm de comprimento por 2 mm de profundidade. Os frutos injuriados foram armazenados sob condições de ambiente (22 ± 2 °C e 40 %UR). Foram realizadas análises com tomógrafo de ressonância magnética Varian Inova de 2 Tesla. As imagens foram obtidas a partir da detecção dos prótons de hidrogênio (¹H). Para cada fruto, foram obtidos tomogramas simétricos a partir do centro do fruto. A tomografia de ressonância magnética nuclear mostrou-se uma ferramenta eficaz na detecção de injúrias internas de frutos. O estresse físico causado pelo impacto produziu um colapso interno nos lóculos desses frutos (internal bruising), levando à perda da integridade celular e a conseqüente liquefação dos tecidos placentários. A cultivar Pedro Sato mostrou uma suscetibilidade maior à injúria por impacto que a 'Paluma'. A injúria por compressão tornou-se mais evidente no pericarpo externo do fruto, de ambas as cultivares. A injúria por corte levou a lignificação dos tecidos no local injuriado e deformações superficiais devido à perda acentuada de matéria fresca no local da lesão, evidentes no sexto dia de avaliação.

Direct-on-line axial flux permanent magnet synchronous generator static and dynamic performance

In distributed energy production, permanent magnet synchronous generators (PMSG) are often connected to the grid via frequency converters, such as voltage source line converters. The price of the converter may constitute a large part of the costs of a generating set. Some of the permanent magnet synchronous generators with converters and traditional separately excited synchronous generators couldbe replaced by direct-on-line (DOL) non-controlled PMSGs. Small directly networkconnected generators are likely to have large markets in the area of distributed electric energy generation. Typical prime movers could be windmills, watermills and internal combustion engines. DOL PMSGs could also be applied in island networks, such as ships and oil platforms. Also various back-up power generating systems could be carried out with DOL PMSGs. The benefits would be a lower priceof the generating set and the robustness and easy use of the system. The performance of DOL PMSGs is analyzed. The electricity distribution companies have regulations that constrain the design of the generators being connected to the grid. The general guidelines and recommendations are applied in the analysis. By analyzing the results produced by the simulation model for the permanent magnet machine, the guidelines for efficient damper winding parameters for DOL PMSGs are presented. The simulation model is used to simulate grid connections and load transients. The damper winding parameters are calculated by the finite element method (FEM) and determined from experimental measurements. Three-dimensional finite element analysis (3D FEA) is carried out. The results from the simulation model and 3D FEA are compared with practical measurements from two prototype axial flux permanent magnet generators provided with damper windings. The dimensioning of the damper winding parameters is case specific. The damper winding should be dimensioned based on the moment of inertia of the generating set. It is shown that the damper winding has optimal values to reach synchronous operation in the shortest period of time after transient operation. With optimal dimensioning, interferenceon the grid is minimized.