Basement depths in the Parecis Basin (Amazon) with receiver functions from small local earthquakes in the Porto dos Gauchos seismic zone

Receiver functions from small local earthquakes were used to determine sediment thicknesses in Porto dos Gauchos seismic zone (PGSZ), Parecis basin, Amazonian craton, Brazil. The high velocity contrast between basement and sediments (P-wave velocities of 6.1 and 3.0 km/s, respectively) favors the generation of clear P-to-S converted phases (Ps) seen in the radial component, and also S-to-P conversions (Sp) seen in the vertical component. A reference 10 velocity model determined with shallow refraction experiment in PGSZ helped to convert Ps P time differences to basement depths at 15 stations deployed for aftershocks studies. The results of receiver function integrated with the shallow refraction reveal that the basement depths in the PGSZ increases from the basin border in the north up to about 600 m depth in the south. The basement topography, however, does not vary smoothly and a basement high with a steep topography was detected near the epicentral area. A 400 m elevation difference within 1.7 km distance suggests a possible border fault of a buried graben. This feature seems to be oriented roughly WSW-ENE and could indicate basement structures related to the seismicity of the Porto dos Gauchos Seismic Zone. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Langmuir-Blodgett films of diazobenzene molecules

Langmuir-Blodgett (LB) films from diazobenzene Sudan III have been investigated using surface potential measurements as a function of number of layers and deposition pressures, with the surface potential data being related to molecular dipole moments obtained from theoretical electronic structure calculations. The surface potential increased with the number of layers for SIII LB films, and then tended to saturate. Results from density functional theory (DIFT) and UV-vis spectroscopy indicated that the increase is due to addition of layers with oriented molecular dipoles, with the saturation tendency being attributed to a decrease in the amount of material deposited in each layer. The surface potential increased with the surface pressure used for deposition, probably owing to a higher contribution from the vertical component of the dipole moment as a closer molecular packing, which is associated with decreasing conformational entropy, was reached. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Integridade no posicionamento RTK e RTK em rede

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

Second and Third Order Ionospheric Effects on GNSS Positioning: A Case Study in Brazil

The Global Positioning System (GPS) transmits signals in two frequencies. It allows the correction of the first order ionospheric effect by using the ionosphere free combination. However, the second and third order ionospheric effects, which combined may cause errors of the order of centimeters in the GPS measurements, still remain. In this paper the second and third order ionospheric effects, which were taken into account in the GPS data processing in the Brazilian region, were investigated. The corrected and not corrected GPS data from these effects were processed in the relative and precise point positioning (PPP) approaches, respectively, using Bernese V5.0 software and the PPP software (GPSPPP) from NRCAN (Natural Resources Canada). The second and third order corrections were applied in the GPS data using an in-house software that is capable of reading a RINEX file and applying the corrections to the GPS observables, creating a corrected RINEX file. For the relative processing case, a Brazilian network with long baselines was processed in a daily solution considering a period of approximately one year. For the PPP case, the processing was accomplished using data collected by the IGS FORT station considering the period from 2001 to 2006 and a seasonal analysis was carried out, showing a semi-annual and an annual variation in the vertical component. In addition, a geographical variation analysis in the PPP for the Brazilian region has confirmed that the equatorial regions are more affected by the second and third order ionospheric effects than other regions.

Grip and load force coordination in cyclical isometric manipulation task is not affected by the feedback type

Background: The relationship between normal and tangential force components (grip force - GF and load force - LF, respectively) acting on the digits-object interface during object manipulation reveals neural mechanisms involved in movement control. Here, we examined whether the feedback type provided to the participants during exertion of LF would influence GF-LF coordination and task performance. Methods. Sixteen young (24.7 ±3.8 years-old) volunteers isometrically exerted continuously sinusoidal FZ (vertical component of LF) by pulling a fixed instrumented handle up and relaxing under two feedback conditions: targeting and tracking. In targeting condition, FZ exertion range was determined by horizontal lines representing the upper (10 N) and lower (1 N) targets, with frequency (0.77 or 1.53 Hz) dictated by a metronome. In tracking condition, a sinusoidal template set at similar frequencies and range was presented and should be superposed by the participants' exerted FZ. Task performance was assessed by absolute errors at peaks (AEPeak) and valleys (AEValley) and GF-LF coordination by GF-LF ratios, maximum cross-correlation coefficients (r max), and time lags. Results: The results revealed no effect of feedback and no feedback by frequency interaction on any variable. AE Peak and GF-LF ratio were higher and rmax lower at 1.53 Hz than at 0.77 Hz. Conclusion: These findings indicate that the type of feedback does not influence task performance and GF-LF coordination. Therefore, we recommend the use of tracking tasks when assessing GF-LF coordination during isometric LF exertion in externally fixed instrumented handles because they are easier to understand and provide additional indices (e.g., RMSE) of voluntary force control. © 2013 Pedão et al.; licensee BioMed Central Ltd.

Estimativa de parâmetros elásticos em meios anisotrópicos

As medidas de amplitude, polarização e vagarosidade contem informações sobre o meio onde a propagação de onda ocorre. Esta tese investiga esses dados com objetivo de estimar as propriedades elásticas deste meio. Coeficientes de reflexão podem ser estimados das amplitudes dos dados e dependem de forma não linear dos contrastes dos parâmetros elásticos e do contraste de densidade entre os meios separados por uma interface. Quando o contraste de impedância é fraco, as aproximações lineares para a refletividade qP são mais convenientes para inversão da densidade e dos parâmetros elásticos usando as análises de amplitude versus ângulo de incidência (AVO) e amplitude versus a direção do plano de incidência (AVD). Escrevendo as equações de Zoepprittz de forma separada nos permite escrever uma solução destas equações em termos das matrizes de impedância e polarização. Usando esta solução são determinadas aproximações lineares para a refletividade da onda qP considerando fraco contraste de impedância, fraca anisotropia mas com classe de simetria de arbitrária. As linearizações são avaliadas para diferentes geometrias de aquisição e várias escolhas do meio de referência. Estas aproximações apresentam bom desempenho comparado com o valor exato do coeficiente de reflexão da onda qP e de suas ondas convertidas para incidências de até 30° e meios que obedecem à hipótese de fraca anisotropia. Um conjunto de fraturas orientado é representado efetivamente por um meio transversalmente isotrópico (TI), as aproximações lineares da refletividade da onda qP podem ser usadas para estimar a orientação de fratura. Partindo deste pressuposto este problema consiste em estimar a orientação do eixo de simetria a partir de dados de refletividade de onda qP. Este trabalho mostra que são necessários múltiplos azimutes e múltiplas incidências para se obter uma estimativa estável. Também é mostrado que apenas os coeficientes das ondas qS e qT são sensíveis ao mergulho da fratura. Foi investigada a estimativa da anisotropia local através de dados de VSP multiazimutal dos vetores de polarização e vagarosidade. Foram usadas medidas da componente vertical do vetor de vagarosidade e o vetor de polarização de ondas qP diretas e refletidas. O esquema de inversão é validado através de exemplos sintéticos considerando diferentes escolhas do vetor normal à frente de onda no meio de referência, meios de referências e geometria de aquisição. Esta análise mostra que somente um subgrupo dos parâmetros elástico pode ser estimado. Uma importante aplicação desta metodologia é o seu potencial para a determinação de classes de anisotropia. A aplicação desta metodologia aos dados do mar de Java mostra que os modelos isotrópicos e TIV são inadequados para o ajuste desses dados.

Tomografia eletromagnética para caracterização de reservatórios de hidrocarbonetos

Na produção de petróleo é importante o monitoramento dos parâmetros do reservatório (permeabilidade, porosidade, saturação, pressão, etc) para o seu posterior gerenciamento. A variação dos parâmetros dinâmicos do reservatório induz variações na dinâmica do fluxo no reservatório, como por exemplo, perdas na pressão, dificultando o processo de extração do óleo. A injeção de fluidos aumenta a energia interna do reservatório e incrementa a pressão, estimulando o movimento do óleo em direção aos poços de extração. A tomografia eletromagnética poço-a-poço pode se tomar em uma técnica bastante eficaz no monitoramento dos processos de injeção, considerando-se o fato de ser altamente detectável a percolação de fluidos condutivos através das rochas. Esta tese apresenta o resultado de um algoritmo de tomografia eletromagnética bastante eficaz aplicado a dados sintéticos. O esquema de imageamento assume uma simetria cilíndrica em torno de uma fonte constituída por um dipolo magnético. Durante o processo de imageamento foram usados 21 transmissores e 21 receptores distribuídos em dois poços distanciados de 100 metros. O problema direto foi resolvido pelo método dos elementos finitos aplicado à equação de Helmhotz do campo elétrico secundário. O algoritmo resultante é válido para qualquer situação, não estando sujeito às restrições impostas aos algoritmos baseados nas aproximações de Born e Rytov. Por isso, pode ser aplicado eficientemente em qualquer situação, como em meios com contrastes de condutividade elétrica variando de 2 a 100, freqüências de 0.1 a 1000.0 kHz e heterogeneidades de qualquer dimensão. O problema inverso foi resolvido por intermédio do algoritmo de Marquardt estabilizado. A solução é obtida iterativamente. Os dados invertidos, com ruído Gaussiano aditivo, são as componentes em fase e em quadratura do campo magnético vertical. Sem o uso de vínculos o problema é totalmente instável, resultando em imagens completamente borradas. Duas categorias de vínculos foram usadas: vínculos relativos, do tipo suavidade, e vínculos absolutos. Os resultados obtidos mostram a eficiência desses dois tipos de vínculos através de imagens nítidas de alta resolução. Os tomogramas mostram que a resolução é melhor na direção vertical do que na horizontal e que é também função da freqüência. A posição e a atitude da heterogeneidade é bem recuperada. Ficou também demonstrado que a baixa resolução horizontal pode ser atenuada ou até mesmo eliminada por intermédio dos vínculos.

Dispersão das ondas de Rayleigh na Plataforma Sulamericana

Este trabalho representa um estudo de dispersão da componente vertical da onda de superfície de Rayleigh com trajetórias na plataforma Sulamericana. Os registros utilizados são provenientes das estações localizadas no território Brasileiro; sendo a do Rio de Janeiro (RDJ), a de Brasília (BDF), a de Caicó (CAI) e a de Belém (BEB), pois estas são as únicas estações sismológicas no Brasil que têm sensores de período longo e que servem para o estudo de dispersão no intervalo de 4 a 50 segundos, aqui realizados. Os terremotos utilizados estão localizados ao longo da parte leste da cadeia Andina e dentro da plataforma Sulamericana com trajetórias tipicamente continental. Foram selecionados 34 eventos com a utilização dos seguintes critérios práticos: a localização, a magnitude m_b e a profundidade, ocorridos durante o período de Janeiro de 1978 até Junho de 1987. O estudo de dispersão aqui abordado significa a determinação da velocidade de grupo e das amplitudes espectrais correspondentes aos harmônicos fundamental e primeiro superior. Normalmente os harmônicos de ordem segunda ou maior são raramente disponíveis na observação. Dois tipos de medidas foram feitas: (i) velocidade de grupo vs. período e (ii) amplitude vs. período. Os estudos de dispersão são fundamentais para determinação da estrutura da crosta e manto superior que estão diretamente relacionados com os fenômenos geológicos. Neste trabalho, regionalização é definida como a identificação das diferentes formas de curvas de dispersão, que estão relacionadas com as trajetórias epicentro-estação ao longo da plataforma Sulamericana e que venham ter uma correlação geológica como está descrito no item 4.3 deste trabalho. A distribuição dos epicentros se faz desde o extremo sul da Argentina até o extremo norte da Venezuela, objetivando iniciar com este trabalho uma sistemática voltada aos estudos de regionalização da plataforma Sulamericana na nossa instituição. Neste trabalho foram observados três tipos distintos de curvas em 27 trajetórias e agrupadas por famílias 1,2 e 3 respectivamente, onde procurou-se correlacionar suas diferentes formas com a geologia regional da plataforma Sulamericana. A obtenção da curva de dispersão foi feita através da técnica do filtro múltiplo (Dziewonski et al, 1969). Este filtro tem a propriedade de separar os harmônicos através das suas velocidades de grupo para cada frequência selecionada, e também de recuperar as amplitudes características dos harmônicos (Herrmann, 1973). O desenvolvimento teórico do filtro bem como suas limitações e forma de uso são tratados por Dziewonski et al (1972). Como parte do trabalho há a implantação, adaptações e o desenvolvimento de parte do fluxograma do filtro múltiplo, bem como a estruturação da digitalização dos dados para o processamento e interpretação não-automática dos resultados do processamento.

Correlação do posicionamento por ponto GNSS com a ionosfera e com indices de atividade solar no periodo de 2002 a 2011

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

Isokinetic analysis of ankle and ground reaction forces in runners and triathletes

OBJECTIVE: To analyze and compare the vertical component of ground reaction forces and isokinetic muscle parameters for plantar flexion and dorsiflexion of the ankle between long-distance runners, triathletes, and nonathletes. METHODS: Seventy-five males with a mean age of 30.26 (±6.5) years were divided into three groups: a triathlete group (n=26), a long-distance runner group (n = 23), and a non-athlete control group. The kinetic parameters were measured during running using a force platform, and the isokinetic parameters were measured using an isokinetic dynamometer. RESULTS: The non-athlete control group and the triathlete group exhibited smaller vertical forces, a greater ground contact time, and a greater application of force during maximum vertical acceleration than the long-distance runner group. The total work (180º/s) was greater in eccentric dorsiflexion and concentric plantar flexion for the non-athlete control group and the triathlete group than the long-distance runner group. The peak torque (60º/s) was greater in eccentric plantar flexion and concentric dorsiflexion for the control group than the athlete groups. CONCLUSIONS: The athlete groups exhibited less muscle strength and resistance than the control group, and the triathletes exhibited less impact and better endurance performance than the runners.

Adaptive finite element simulation of stack pollutant emissions over complex terrains

[EN]A three-dimensional finite element model for the pollutant dispersion is presented. In these environmental processes over a complex terrain, a mesh generator capable of adapting itself to the topographic characteristics is essential. The first stage of the model consists on the construction of an adaptive tetrahedral mesh of a rectangular region bounded in its lower part by the terrain and in its upper part by a horizontal plane. Once the mesh is constructed, an adaptive local refinement of tetrahedra is used in order to capture the plume rise. Wind measurements are used to compute an interpolated wind field, that is modified by using a mass-consistent model and perturbing its vertical component to introduce the plume rise effect...

High-resolution simulation of stack pollutant emissions

[EN]A three-dimensional air pollution model for the short-term simulation of emission, transport and reaction of pollutants is presented. In the finite element simulation of these environmental processes over a complex terrain, a mesh generator capable of adapting itself to the topographic characteristics is essential, A local refinement of tetrahedra is used in order to capture the plume rise. Then a wind field is computed by using a mass-consistent model and perturbing its vertical component to introduce the plume rise effect. Finally, an Eulerian convection-diffusionreaction model is used to simulate the pollutant dispersion…

Studies of the atmospheric muon flux with the ANTARES detector

The thesis main topic is the determination of the vertical component of the atmospheric muon flux as a function of the sea depth at the ANTARES site. ANTARES is a Cherenkov neutrino telescope placed at 2500m depth in the Mediterranean Sea at 40 km from the southern cost of France. In order to retrieve back the physical flux from the experimental data a deconvolution algorithm has been perform which takes into consideration the trigger inefficiensies and the reconstruction errors on the zenith angle. The obtained results are in good agreement with other ANTARES indipendent analysis.

Nahfeld-induzierte Elektronenemissions-Mikrospektroskopie an stark gekoppelten Plasmonen und metallischen Mikrostrukturen

Plasmonen stellen elektromagnetische Moden in metallischen Strukturen dar, in denen die quasifreien Elektronen im Metall kollektiv oszillieren. Während des letzten Jahrzehnts erfuhr das Gebiet der Plasmonik eine rasante Entwicklung, basierend auf zunehmenden Fortschritten der Nanostrukturierungsmethoden und spektroskopischen Untersuchungsmethoden, die zu der Möglichkeit von systematischen Einzelobjektuntersuchungen wohldefinierter Nanostrukturen führte. Die Anregung von Plasmonen resultiert neben einer radiativen Verstärkung der optischen Streuintensität im Fernfeld in einer nicht-radiativen Überhöhung der Feldstärke in unmittelbarer Umgebung der metallischen Struktur (Nahfeld), die durch die kohärente Ladungsansammlung an der metallischen Oberfläche hervorgerufen wird. Das optische Nahfeld stellt folglich eine bedeutende Größe für das fundamentale Verständnis der Wirkung und Wechselwirkung von Plasmonen sowie für die Optimierung plasmonbasierter Applikationen dar. Die große Herausforderung liegt in der Kompliziertheit des experimentellen Zugangs zum Nahfeld, der die Entwicklung eines grundlegenden Verständisses des Nahfeldes verhinderte.rnIm Rahmen dieser Arbeit wurde Photoemissionselektronenmikroskopie (PEEM) bzw. -mikrospektroskopie genutzt, um ortsaufgelöst die Eigenschaften nahfeld-induzierter Elektronenemission zu bestimmen. Die elektrodynamischen Eigenschaften der untersuchten Systeme wurden zudem mit numerischen, auf der Finiten Integrationsmethode basierenden Berechnungen bestimmt und mit den experimentellen Resultaten verglichen.rnAg-Scheiben mit einem Durchmesser von 1µm und einer Höhe von 50nm wurden mit fs-Laserstrahlung der Wellenlänge 400nm unter verschiedenen Polarisationszuständen angeregt. Die laterale Verteilung der infolge eines 2PPE-Prozesses emittierten Elektronen wurde mit dem PEEM aufgenommen. Aus dem Vergleich mit den numerischen Berechnungen lässt sich folgern, dass sich das Nahfeld an unterschiedlichen Stellen der metallischen Struktur verschiedenartig ausbildet. Insbesondere wird am Rand der Scheibe bei s-polarisierter Anregung (verschwindende Vertikalkomponente des elektrischen Felds) ein Nahfeld mit endlicher z-Komponente induziert, während im Zentrum der Scheibe das Nahfeld stets proportional zum einfallenden elektrischen Feld ist.rnWeiterhin wurde erstmalig das Nahfeld optisch angeregter, stark gekoppelter Plasmonen spektral (750-850nm) untersucht und für identische Nanoobjekte mit den entsprechenden Fernfeldspektren verglichen. Dies erfolgte durch Messung der spektralen Streucharakteristik der Einzelobjekte mit einem Dunkelfeldkonfokalmikroskop. Als Modellsystem stark gekoppelter Plasmonen dienten Au Nanopartikel in sub-Nanometerabstand zu einem Au Film (nanoparticle on plane, NPOP). Mit Hilfe dieser Kombination aus komplementären Untersuchungsmethoden konnte erstmalig die spektrale Trennung von radiativen und nicht-radiativen Moden stark gekoppelter Plasmonen nachgewiesen werden. Dies ist insbesondere für Anwendungen von großer Relevanz, da reine Nahfeldmoden durch den unterdrückten radiativen Zerfall eine große Lebensdauer besitzen, so dass deren Verstärkungswirkung besonders lange nutzbar ist. Ursachen für die Unterschiede im spektralen Verhalten von Fern- und Nahfeld konnten durch numerische Berechnungen identifiziert werden. Sie zeigten, dass das Nahfeld nicht-spärischer NPOPs durch die komplexe Oszillationsbewegung der Elektronen innerhalb des Spaltes zwischen Partikel und Film stark ortsabhängig ist. Zudem reagiert das Nahfeld stark gekoppelter Plasmonen deutlich empfindlicher auf strukturelle Störstellen des Resonators als die Fernfeld-Response. Ferner wurde der Elektronenemissionsmechanismus als optischer Feldemissionsprozess identifiziert. Um den Vorgang beschreiben zu können, wurde die Fowler-Nordheim Theorie der statischen Feldemission für den Fall harmonisch oszillierender Felder modifiziert.

3D bloodstain pattern analysis: ballistic reconstruction of the trajectories of blood drops and determination of the centres of origin of the bloodstains

For crime scene investigation in cases of homicide, the pattern of bloodstains at the incident site is of critical importance. The morphology of the bloodstain pattern serves to determine the approximate blood source locations, the minimum number of blows and the positioning of the victim. In the present work, the benefits of the three-dimensional bloodstain pattern analysis, including the ballistic approximation of the trajectories of the blood drops, will be demonstrated using two illustrative cases. The crime scenes were documented in 3D, using the non-contact methods digital photogrammetry, tachymetry and laser scanning. Accurate, true-to-scale 3D models of the crime scenes, including the bloodstain pattern and the traces, were created. For the determination of the areas of origin of the bloodstain pattern, the trajectories of up to 200 well-defined bloodstains were analysed in CAD and photogrammetry software. The ballistic determination of the trajectories was performed using ballistics software. The advantages of this method are the short preparation time on site, the non-contact measurement of the bloodstains and the high accuracy of the bloodstain analysis. It should be expected that this method delivers accurate results regarding the number and position of the areas of origin of bloodstains, in particular the vertical component is determined more precisely than using conventional methods. In both cases relevant forensic conclusions regarding the course of events were enabled by the ballistic bloodstain pattern analysis.