Large-N solutions of the Heisenberg and Hubbard-Heisenberg models on the anisotropic triangular lattice: application to Cs2CuCl4 and to the layered organic superconductors kappa-(BEDT-TTF)(2)X (BEDT-TTF bis(ethylene-dithio)tetrathiafulvalene); X anion)

We solve the Sp(N) Heisenberg and SU(N) Hubbard-Heisenberg models on the anisotropic triangular lattice in the large-N limit. These two models may describe respectively the magnetic and electronic properties of the family of layered organic materials K-(BEDT-TTF)(2)X, The Heisenberg model is also relevant to the frustrated antiferromagnet, Cs2CuCl4. We find rich phase diagrams for each model. The Sp(N) :antiferromagnet is shown to have five different phases as a function of the size of the spin and the degree of anisotropy of the triangular lattice. The effects of fluctuations at finite N are also discussed. For parameters relevant to Cs2CuCl4 the ground state either exhibits incommensurate spin order, or is in a quantum disordered phase with deconfined spin-1/2 excitations and topological order. The SU(N) Hubbard-Heisenberg model exhibits an insulating dimer phase, an insulating box phase, a semi-metallic staggered flux phase (SFP), and a metallic uniform phase. The uniform and SFP phases exhibit a pseudogap, A metal-insulator transition occurs at intermediate values of the interaction strength.

Liquid phase sintering of aluminium alloys

The principle that alloys are designed to accommodate the manufacture of goods made from them as much as the properties required of them in service has not been widely applied to pressed and sintered P/M aluminium alloys. Most commercial alloys made from mixed elemental blends are identical to standard wrought alloys. Alternatively, alloys can be designed systematically using the phase diagram characteristics of ideal liquid phase sintering systems. This requires consideration of the solubilities of the alloying elements in aluminium, the melting points of the elements, the eutectics they form with aluminium and the nature of the liquid phase. The relative diffusivities are also important. Here we show that Al-Sn, which closely follows these ideal characteristics, has a much stronger sintering response than either Al-Cu or Al-Zn, both of which have at least one non-ideal characteristic. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Operating space diagrams: a tool for designers of wastewater treatment plants

Recent years have seen the introduction of new and varied designs of activated sludge plants. With increasing needs for higher efficiencies and lower costs, the possibility of a plant that operates more effectively has created the need for tools that can be used to evaluate and compare designs at the design stage. One such tool is the operating space diagram. It is the aim of this paper to present this tool and demonstrate its application and relevance to design using a simple case study. In the case study, use of the operating space diagram suggested changes in design that would improve the flexibility of the process. It also was useful for designing suitable control strategies.

Metal-insulator transition and charge ordering in the extended Hubbard model at one-quarter filling

We study, with exact diagonalization, the zero temperature properties of the quarter-filled extended Hubbard model on a square lattice. We find that increasing the ratio of the intersite Coulomb repulsion, V, to the bandwidth drives the system from a metal to a charge ordered insulator. The evolution of the optical conductivity spectrum with increasing V is in agreement with the observed optical conductivity of several layered molecular crystals with the theta and beta crystal structures.

Computation of the linear elastic properties of random porous materials with a wide variety of microstructure

A finite-element method is used to study the elastic properties of random three-dimensional porous materials with highly interconnected pores. We show that Young's modulus, E, is practically independent of Poisson's ratio of the solid phase, nu(s), over the entire solid fraction range, and Poisson's ratio, nu, becomes independent of nu(s) as the percolation threshold is approached. We represent this behaviour of nu in a flow diagram. This interesting but approximate behaviour is very similar to the exactly known behaviour in two-dimensional porous materials. In addition, the behaviour of nu versus nu(s) appears to imply that information in the dilute porosity limit can affect behaviour in the percolation threshold limit. We summarize the finite-element results in terms of simple structure-property relations, instead of tables of data, to make it easier to apply the computational results. Without using accurate numerical computations, one is limited to various effective medium theories and rigorous approximations like bounds and expansions. The accuracy of these equations is unknown for general porous media. To verify a particular theory it is important to check that it predicts both isotropic elastic moduli, i.e. prediction of Young's modulus alone is necessary but not sufficient. The subtleties of Poisson's ratio behaviour actually provide a very effective method for showing differences between the theories and demonstrating their ranges of validity. We find that for moderate- to high-porosity materials, none of the analytical theories is accurate and, at present, numerical techniques must be relied upon.

A hedging point strategy - balancing effluent quality, economy and robustness in the control of wastewater treatment plants

An operational space map is an efficient tool to compare a large number of operational strategies to find an optimal choice of setpoints based on a multicriterion. Typically, such a multicriterion includes a weighted sum of cost of operation and effluent quality. Due to the relative high cost of aeration such a definition of optimality result in a relatively high fraction of the effluent total nitrogen in the form of ammonium. Such a strategy may however introduce a risk into operation because a low degree of ammonium removal leads to a low amount of nitrifiers. This in turn leads to a reduced ability to reject event disturbances, such as large variations in the ammonium load, drop in temperature, the presence of toxic/inhibitory compounds in the influent etc. Hedging is a risk minimisation tool, with the aim to "reduce one's risk of loss on a bet or speculation by compensating transactions on the other side" (The Concise Oxford Dictionary (1995)). In wastewater treatment plant operation hedging can be applied by choosing a higher level of ammonium removal to increase the amount of nitrifiers. This is a sensible way to introduce disturbance rejection ability into the multi criterion. In practice, this is done by deciding upon an internal effluent ammonium criterion. In some countries such as Germany, a separate criterion already applies to the level of ammonium in the effluent. However, in most countries the effluent criterion applies to total nitrogen only. In these cases, an internal effluent ammonium criterion should be selected in order to secure proper disturbance rejection ability.

Ultra-high-temperature (UHT) treatment of milk: comparison of direct and indirect modes of heating

UHT processing of milk and its subsequent storage causes several changes which affect the shelf-life of UHT milk although it remains 'commercially sterile'. These changes include whey protein denaturation, protein-protein interaction, lactose-protein interaction, isomerisation of lactose, Maillard browning, sulphydryl compound formation, formation of a range of carbonyl and other flavoursome compounds, and formation of insoluble substances. They ultimately reduce the quality and limit the shelf life of UHT milk through development of off-flavours, fat separation, age gelation and sedimentation. The extent of these changes depends on many factors, a major one being the type of UHT heating. This review compares the effect heating milk by direct and indirect modes on various aspects of processing and quality of UHT milk.

The effects of fillers on the chemorheology of highly filled epoxy resins: I. Effects on cure transitions and kinetics

This work examines the effects of level of silica filler (at 0, 10, 30, 50wt%) on the gelation and vitrification of a model silica-filled diglycidyl ether of bisphenol F (DGEBF)/methylenedianiline (MDA) system. An increased filler level is shown to decrease the gelation and vitrification times at low temperatures (below 80degreesC). FTIR cure kinetics show that the reaction rates are increased and the activation energies of gelation are reduced at these temperatures, indicating that network formation is made easier. Entropic and catalytic reasons for this phenomenon are discussed. (C) 2003 Society of Chemical Industry.

Simulation of the micro-physics of rocks using LSMearth

The particle-based Lattice Solid Model (LSM) was developed to provide a basis to study the physics of rocks and the nonlinear dynamics of earthquakes (MORA and PLACE, 1994; PLACE and MORA, 1999). A new modular and flexible LSM approach has been developed that allows different microphysics to be easily included in or removed from the model. The approach provides a virtual laboratory where numerical experiments can easily be set up and all measurable quantities visualised. The proposed approach provides a means to simulate complex phenomena such as fracturing or localisation processes, and enables the effect of different micro-physics on macroscopic behaviour to be studied. The initial 2-D model is extended to allow three-dimensional simulations to be performed and particles of different sizes to be specified. Numerical bi-axial compression experiments under different confining pressure are used to calibrate the model. By tuning the different microscopic parameters (such as coefficient of friction, microscopic strength and distribution of grain sizes), the macroscopic strength of the material and can be adjusted to be in agreement with laboratory experiments, and the orientation of fractures is consistent with the theoretical value predicted based on Mohr-Coulomb diagram. Simulations indicate that 3-D numerical models have different macroscopic properties than in 2-D and, hence, the model must be recalibrated for 3-D simulations. These numerical experiments illustrate that the new approach is capable of simulating typical rock fracture behaviour. The new model provides a basis to investigate nucleation, rupture and slip pulse propagation in complex fault zones without the previous model limitations of a regular low-level surface geometry and being restricted to two-dimensions.

Balanced scorecard (BSC): uma vis??o metodol??gica para o acompanhamento de sua implementa????o

A Embrapa, na inten????o de operacionalizar a gest??o dos seus planos estrat??gicos (Plano Diretor da Embrapa ??? PDE e Planos Diretores das Unidades ??? PDUs) desenvolveu a metodologia Mogest para a implementa????o do seu Modelo de Gest??o Estrat??gica (MGE), no ??mbito corporativo e de suas 40 unidades de neg??cio, com base na modifica????o do m??todo Balanced Scorecard ??? BSC, de Kaplan. Posteriormente, ap??s a implementa????o dos MGEs, no per??odo de 1999 at?? os dias atuais, inicia-se e desenvolve-se a fase de acompanhamento por meio da elabora????o do m??todo MGE/Acompanha. Este trabalho aborda, de forma modificada, o uso do diagrama elaborado por Norton, apud Coutinho (2002), para acompanhar/avaliar a implementa????o do BSC para uma organiza????o orientada ?? estrat??gia, inserido no m??todo MGE/Acompanha (2000), elaborado pela Equipe MGE e aplicado em uma das unidades de neg??cio da Embrapa. Os resultados mostraram a efici??ncia do m??todo e proporcionaram a internaliza????o do conceito ???painel de bordo???, desenvolvido no software Oracle BSC (OBSC).

Influência da luminosidade na fisiologia e morfoanatomia de jequitibá branco (Cariniana estrellensis (Raddi.) Kuntze) e jequitibá rosa (Cariniana legalis (Mart.) Kuntze)

Cariniana estrellensis (Raddi.) Kuntze e C. legalis (Mart.) Kuntze são arbóreas nativas do Brasil que, além de possuírem alto poder econômico, são objeto de interesse em programas de recuperação de áreas degradadas e em plantios comerciais. A escassez de informações relacionadas ao desempenho ecofisiológico dessas espécies em condições ambientais estressantes dificultam o manejo e conservação das mesmas. Dessa forma, o presente estudo objetivou avaliar a ecofisiologia das espécies em um gradiente de irradiância, por meio de dois experimentos. No experimento 1, plantas de C. estrellensis com 12 meses de idade foram submetidas a quatro tratamentos: 40%, 50%, 70% e 100% de irradiância, durante 104 dias. Ao final desse período foram feitas análises de crescimento, do conteúdo de pigmentos fotossintéticos, de trocas gasosas, da fluorescência da clorofila a, do conteúdo foliar de carboidratos solúveis, das características anatômicas foliares e caulinares e da plasticidade fenotípica da espécie. No experimento 2, plantas de C. estrellensis e C. legalis com 14 meses de idade foram submetidas a dois tratamentos: 30% e 100% de irradiância (sombra e sol, respectivamente), durante 30 dias. Ao final desse período foram feitas análises do estresse oxidativo das espécies, por meio da quantificação da atividade das enzimas catalase e peroxidase do ascorbato e por meio da quantificação do conteúdo foliar de pigmentos fotossintéticos. No experimento 1, em 70% de irradiância, as plantas apresentaram melhor crescimento em altura e diâmetro, maior massa seca de folhas (MSF), de caule (MSC) e de raiz (MSR). Em 70% e 100% de irradiância, as plantas apresentaram folhas menores (AFU) e mais espessas (AFE e MFE) resultando em menor área foliar total (AFT). Nesses tratamentos as plantas também apresentaram menor conteúdo foliar de clorofila a (Chl a) e b (Chl b), porém, maior razão Chl a/b e maior conteúdo de carotenóides, o que implicou em menor razão Chl a/Carot. Taxas fotossintéticas maiores foram encontradas nas plantas em 70% e inibidas em 40% e 50%, em função da baixa irradiância solar, e em 100%, possivelmente pela ocorrência de fotoinibição, como mostraram os parâmetros do fluxo de energia do fotossistema II. De acordo com a análise da fluorescência da clorofila a, em pleno sol, as plantas apresentaram menor densidade de centros de reação ativos (RC/ABS) e maior dissipação de energia (DI0/ABS), culminando com menor desempenho do fotossistema II (PIabs) e desempenho total (PITotal). O conteúdo foliar de carboidratos solúveis foi maior nas plantas em 70%, seguido das plantas em 100% de irradiância, com exceção da glicose, que não variou entre os tratamentos. A maior espessura encontrada nas folhas sob 100% de irradiância foi em função da maior espessura das epidermes adaxial e abaxial e dos parênquimas paliçádico e esponjoso. E o maior diâmetro do caule em 70% de irradiância se deu pela maior espessura do xilema e floema secundários. No experimento 2, as plantas em pleno sol de ambas as espécies também apresentaram menor conteúdo foliar de clorofila a (Chl a) e b (Chl b) e maior razão Chl a/b. No entanto, o conteúdo de carotenóides foi maior, o que implicou em menores razões Chl a/Carot. A atividade da catalase (CAT) variou em função do tempo e da espécie, apresentando uma queda em C. estrellensis aos 16 dias, possivelmente em função de fotoinativação, e um aumento em C. legalis aos 30 dias. Já a atividade da peroxidase do ascorbato (APX) não variou em função do tempo, da espécie ou dos tratamentos. O estudo da plasticidade fenotípica mostrou que C. estrellensis é uma espécie plástica, principalmente em função das variáveis de fotossíntese e trocas gasosas, sendo capaz de sobreviver no gradiente de irradiância testado, o que viabiliza o seu uso em projetos de recuperação de áreas degradadas. E, uma vez que as análises ecofisiológicas mostraram que C. estrellensis e C. legalis apresentaram melhor desempenho em luminosidade moderada, sugere-se que ambas comportaram-se como espécies intermediárias no processo de sucessão florestal. No entanto, uma vez que a concentração de pigmentos foliares e a produção de enzimas antioxidantes inferiram maior susceptibilidade de C. estrellensis à fotoinibição em alta irradiância, sugere-se maior viabilidade do uso de C. legalis em projetos de recuperação de áreas degradas.

Cenários de mudanças climáticas para a América do Sul : impacto no zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar

O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) através do seu Quarto Relatório de Avaliação das Mudanças Climáticas Globais (IPCC-AR4), publicado em 2007, atribui as emissões de gases de efeito estufa como a principal causa do aumento médio das temperaturas e alerta para uma elevação entre 1,8 ºC e 6,4 ºC até 2100, podendo modificar assim a aptidão climática para as culturas agrícolas em diversas regiões do planeta. Diante disso, existe a necessidade de substituição dos combustíveis fósseis por fontes renováveis e limpas de energia, como o etanol. A cana-de-açúcar apresenta-se, portanto, como uma cultura estratégica na produção do etanol. O presente trabalho teve como objetivos: 1) avaliar o desempenho dos Modelos Climáticos Globais (MCGs) do IPCC-AR4 na simulação de dados climáticos de temperatura do ar e precipitação pluviométrica para o período anual e mensal; 2) elaborar o zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar para a América do Sul considerando o clima referência e o futuro para as décadas de 2020, 2050 e 2080 em função do cenário de emissão A1B considerado pessimista e que usa um equilíbrio entre todas as fontes de energia. Para a avaliação do desempenho dos MCGs, foram utilizados dados climáticos médios mensais observados de precipitação e temperatura do ar provenientes do Climatic Research Unit (CRU) e dados simulados oriundos dos 22 MCGs do IPCC (cenário 20c3m) compreendidos entre o período de 1961-1990, além do Multimodel (ensemble) – MM que é a média da combinação dos dados de todos os modelos. O desempenho dos MCGs foi avaliado pelos índices estatísticos: desvio padrão, correlação, raiz quadrada da média do quadrado das diferenças centralizadas e o “bias” dos dados simulados com os observados, que foram representados no diagrama de Taylor. Para a etapa da elaboração do zoneamento agroclimático procedeu-se o cálculo dos balanços hídricos (referência e futuros) da cultura, pelo método de Thornthwaite & Mather (1955). Para o cenário referência, utilizaram-se dados das médias mensais da precipitação e temperatura provenientes do CRU, enquanto que para as projeções futuras, dados provenientes das anomalias do Multimodel (ensemble) – MM para as décadas de 2020, 2050 e 2080, que foram ajustados, obtendo-se assim as projeções futuras para cada período analisado. Baseado nos mapas temáticos reclassificados de deficiência hídrica anual, temperatura média anual, excedente hídrico anual e no índice de satisfação das necessidades de água (ISNA), realizou-se uma sobreposição dessas informações obtendo assim, os mapas finais do zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar. Posteriormente ao zoneamento, realizou-se a análise das transições (ganhos, perdas e persistências) entre as classes de aptidão climática da cultura. Os resultados mostram que o Multimodel (ensemble) – MM para o período mensal apresenta o melhor desempenho entre os modelos analisados. As áreas inaptas correspondem a maior parte da América do Sul e uma expressiva transição entre as classes de aptidão climática da cultura.

Variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo em povoamento de eucalipto

Nos anos mais recentes, observa-se aumento na adoção das técnicas de silvicultura de precisão em florestas plantadas no Brasil. Os plantios de eucalipto ocorrem preferencialmente em áreas com baixa fertilidade de solo e consequentemente baixa produtividade. Logo, para otimizar ao máximo a produção, é necessário saber o quanto essa cultura pode produzir em cada local (sítio). Objetivou-se aplicar uma metodologia que utiliza técnicas de estatística, geoestatística e geoprocessamento, no mapeamento da variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo cultivado com eucalipto, em área de 10,09 ha, situada no sul do estado do Espírito Santo. Os atributos químicos da fertilidade do solo estudados foram: fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg), no ano da implantação do povoamento do eucalipto, em 2008, e três anos após, em 2011. O solo foi amostrado em duas profundidades, 0-0,2 m e 0,2-0,4 m, nos 94 pontos de uma malha regular, com extensão de 33 x 33 m. Os dados foram analisados pela estatística descritiva e, em seguida, pela geoestatística, por meio do ajuste de semivariogramas. Diferentes métodos de interpolação foram testados para produzir mapas temáticos mais precisos e facilitar as operações algébricas utilizadas. Com o auxílio de índices quantitativos, realizou-se uma análise geral da fertilidade do solo, por meio da álgebra de mapas. A metodologia utilizada neste estudo possibilitou mapear a variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo. A análise variográfica mostrou que todos os atributos estudados apresentaram-se estruturados espacialmente, exceto para o atributo P, no Ano Zero (camada 0-0,2 m) e no Ano Três (ambas as camadas). Os melhores métodos de interpolação para o mapeamento de cada atributo químico do solo foram identificados com a ajuda gráfica do Diagrama de Taylor. Mereceram destaque, os modelos esférico e exponencial nas interpolações para a maioria dos atributos químicos do solo avaliados. Apesar de a variação espacial e temporal dos atributos estudados apresentar-se, em média, com pequena variação negativa, a metodologia usada mostrou variações positivas na fertilidade do solo em várias partes da área de estudo. Além disso, os resultados demonstram que os efeitos observados são majoritariamente em função da cultura, uma vez que não foram coletadas amostras de solo em locais adubados. A produtividade do sítio florestal apresentou-se com tendências semelhantes às variações ocorridas na fertilidade do solo, exceto para o magnésio, que se mostrou com tendências espaciais para suporte de elevadas produtividades, de até 50 m3 ha-1 ano-1. Além de mostrar claramente as tendências observadas para as variações na fertilidade do solo, a metodologia utilizada confirma um caminho operacional acessível para empresas e produtores florestais para o manejo nutricional em florestas plantadas. O uso dos mapas facilita a mobilização de recursos para melhorar a aplicação de fertilizantes e corretivos necessários.

Efeito da urina de vaca no estado nutricional da alface

Existem diversos relatos da utilização da urina de vaca em hortaliças, todavia sua eficácia carece de comprovação. Objetivou-se avaliar o efeito da urina de vaca no estado nutricional da alface. O experimento foi constituído de 12 tratamentos, esquema de parcelas subdivididas, em blocos ao acaso, com quatro repetições. Nas parcelas foram alocadas as vias de aplicação (solo ou foliar) e nas subparcelas as concentrações das soluções (0,00; 0,25; 0,50; 0,75; 1,00 e 1,25% v/v). Aplicou-se 60 mL de solução/planta, divididos em cinco aplicações de 5; 5; 10; 20 e 20 mL/planta, aos 7, 14, 21, 28 e 35 após o transplante, respectivamente. Durante o ciclo avaliou-se o índice SPAD e na colheita a massa da matéria seca de cabeça (MSCA) e os teores de N, P, K, Ca, Mg, S, Na, Zn, Fe, Mn, Cu e B na matéria seca das folhas (MSF), caule (MSC) e raízes (MSR). Em ambas as vias de aplicação o índice SPAD apresentou incremento linear às concentrações e resposta quadrática ao longo do tempo. A MSCA teve comportamento linear às concentrações, com aumento de 25,9 e 35,4% nas aplicações via foliar e solo, respectivamente. Não houve efeito de concentrações sobre teores de nutrientes na MSF e MSC. Na MSR, via solo, os teores de P e K apresentaram pontos de máximo enquanto Fe e Mn de mínimo; o Na apresentou incremento linear às concentrações via foliar. Os efeitos da urina sobre o crescimento da alface provavelmente são devidos a fatores outros que não somente a quantidade de nutrientes veiculados nas soluções.

Crescimento de crambe na presença ou ausência de competição interespecífica

RESUMOCrambe (Crambe abyssinica) has a cropping cycle of around 90 days, being suitable as an alternative to the second grain crop planted after soybean is harvested in the Center West region of Brazil. It is necessary to understand the growth and development dynamics of crambe plants in order to allow correct management of the production factors. This study aimed to describe the growth and development parameters of crambe plants under presence or absence of interspecific competition. The experiment was installed in the fall-winter 2011 in an Oxisoil, in completely randomized blocks design with three replications. Treatments comprised crambe plants growing either in presence or absence of interspecific simulated competition, throughout the cropping cycle. Plants were collected for the growth analysis every 15 days from harvest until 75 days after emergence. Growth parameters leaf area (AF), dry mass of stems/culms (MSC), leaves (MSF) and total (MST) dry mass, leaf area index (IAF), absolute (TCA) and relative (TCR) growth rates, net assimilation rate (TAL), specific leaf area (AFE), leaf area duration (DAF), leaf area ratio (RAF) and leaf mass ratio (RMF) were determined for the crop plants, subjected or not to competition, as well as for the simulated competitor. Crambe is a low competitive crop, being the competition more severe until 60-70 days after emergence. Besides, crop performance under field conditions was properly described by the net assimilation rate (TAL), which is also affected by the leaf area duration (DAF) and leaf mass ratio (RMF).