Opal chemistry of costal Antarctic sediments

During the last 50 years, the Antarctic Peninsula has experienced rapid warming with associated retreat of 87% of marine and tidewater glacier fronts. Accelerated glacial retreat and iceberg calving may have a significant impact on the freshwater and nutrient supply to the phytoplankton communities of the highly productive coastal regions. However, commonly used biogenic carbonate proxies for nutrient and salinity conditions are not preserved in sediments from coastal Antarctica. Here we describe a method for the measurement of zinc to silicon ratios in diatom opal, (Zn/Si)opal, which is a potential archive in Antarctic marine sediments. A core top calibration from the West Antarctic Peninsula shows (Zn/Si)opal is a proxy for mixed layer salinity. We present down-core (Zn/Si)opal paleosalinity records from two rapidly accumulating sites taken from nearshore environments off the West Antarctic Peninsula which show an increase in meltwater input in recent decades. Our records show that the recent melting in this region is unprecedented for over 120 years.

Modern major element concentrations and ratios measured in Atlantic surface sediments (36°N-49°S)

Numerous studies use major element concentrations measured on continental margin sediments to reconstruct terrestrial climate variations. The choice and interpretation of climate proxies however differ from site to site. Here we map the concentrations of major elements (Ca, Fe, Al, Si, Ti, K) in Atlantic surface sediments (36°N-49°S) to assess the factors influencing the geochemistry of Atlantic hemipelagic sediments and the potential of elemental ratios to reconstruct different terrestrial climate regimes. High concentrations of terrigenous elements and low Ca concentrations along the African and South American margins reflect the dominance of terrigenous input in these regions. Single element concentrations and elemental ratios including Ca (e.g., Fe/Ca) are too sensitive to dilution effects (enhanced biological productivity, carbonate dissolution) to allow reliable reconstructions of terrestrial climate. Other elemental ratios reflect the composition of terrigenous material and mirror the climatic conditions within the continental catchment areas. The Atlantic distribution of Ti/Al supports its use as a proxy for eolian versus fluvial input in regions of dust deposition that are not affected by the input of mafic rock material. The spatial distributions of Al/Si and Fe/K reflect the relative input of intensively weathered material from humid regions versus slightly weathered particles from drier areas. High biogenic opal input however influences the Al/Si ratio. Fe/K is sensitive to the input of mafic material and the topography of Andean river drainage basins. Both ratios are suitable to reconstruct African and South American climatic zones characterized by different intensities of chemical weathering in well-understood environmental settings.

Detezione dei parametri temporali tramite sensori inerziali nello sprint: ottimizzazione e confronto di algoritmi proposti in letteratura per la corsa

In questo studio sono stati analizzati ed ottimizzati alcuni algoritmi proposti in letteratura per la detezione dei parametri temporali della corsa, con l'obiettivo di determinare quale, fra quelli proposti, sia il più affidabile per il suo utilizzo nell'analisi dello sprint. Per fare ciò, sono state condotte delle acquisizioni outdoor su cinque atleti differenti, utilizzando tre sensori inerziali IMU EXL-s3 (EXEL S.r.l., Bologna) con frequenza di acquisizione a 200 Hz, posizionati sul dorso dei due piedi e sul tronco (schiena, livello L1). Gli algoritmi confrontati sono stati sviluppati in ambiente MATLAB (MathWorks Inc., USA) e sono stati riferiti al gold standard di telecamera a 250 fps analizzando, per ciascuno, i limits of agreement. L'algoritmo implementato da Bergamini et al. (si veda l'articolo 'Estimation of temporal parameters during sprint running using a trunk-mounted inertial measurement unit') è risultato il migliore, con un bias di circa 0.005 s e limits of agreement entro gli 0.025 s fra i dati da sensore e il riferimento video, dati questi che confermano anche i risultati ottenuti da Bergamini et al.

Avaliação do potencial genotóxico e citotóxico associado a queima artesanal da castanha de caju no Município de João Câmara

The Brazil is the third largest producer of cashew nuts in the world. Despite the social and economic importance of the cashew nut, its production is still carried out artisanally. One of the main problems encountered in the cashew production chain are the conditions under which the roasting of the nut occurs to obtain the kernel from the shell. In the present study was conducted a biomonitoring of the genotoxic and cytotoxicity effects associated with the elements from the cashew nut roasting in João Câmara - RN, semi-arid region of Brazil. To assess the genotoxic was used the bioassay of micronucleus (MN) in Tradescantia pallida. In addition, it was performed a comparative between the Tradescantia pallida and KU-20 and other biomarkers of DNA damage, such as the nucleoplasmic bridges (NBP) and nuclear fragments (NF) were quantified. The levels of particulate matter (PM1.0, PM2.5, PM10) and black carbon (BC) were also measured and the inorganic chemical composition of the PM2.5 collected was determined using X-ray fluorescence spectrometry analysis and the assessment of the cytotoxicity by MTT assay and exclusion method by trypan blue. . For this purpose, were chosen: the Amarelão community where the roasting occurs and the Santa Luzia farm an area without influence of this process. The mean value of PM2.5 (Jan 2124.2 μg/m3; May 1022.2 μg/m3; Sep 1291.9 μg/m3) and BC (Jan 363.6 μg/m3; May 70.0 μg/m3; Sep 69.4 μg/m3) as well as the concentration of the elements Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Se, Br and Pb obtained at Amarelão was significantly higher than at Santa Luzia farm. The genotoxicity tests with T. pallida indicated a significant increase in the number of MN, NBP and NF and it was found a negative correlation between the frequency of these biomarkers and the rainfall. The concentrations of 200 μg/mL and 400 μg/mL of PM2.5 were cytotoxic to MRC-5 cells. All together, the results indicated genotoxicity and citotoxicity for the community of Amarelão, and the high rates of PM2.5 considered a potential contributor to this effect, mainly by the high presence of transition metals, especially Fe, Ni, Cu, Cr and Zn, these elements have the potential to cause DNA damage. Other nuclear alterations, such as the NPBs and NFs may be used as effective biomarkers of DNA damage in tetrads of Tradescantia pallida. The results of this study enabled the identification of a serious occupational problem. Accordingly, preventative measures and better practices should be adopted to improve both the activity and the quality of life of the population. These measures are of fundamental importance for the sustainable development of this activity.

Propiedades y características de una aleación de colada de aluminio

Se diseñó una serie de experimentos para estudiar la variación de las propiedades mecánicas en una aleación Al-Si-Cu, tipo A319, en base a variaciones en composición química, cinética de solidificación y tratamiento térmico.

Analisi di mercato per pannelli fotovoltaici e cogeneratori

L'analisi di questa tesi si basa sui dati ottenuti contattando direttamente le aziende produttrici e/o di progettazione e riguarda due settori energetici: la cogenerazione e il solare fotovoltaico. Nel primo si sono studiate 60 unità complete di cogenerazione il cui studio si è basato sulla costruzione di grafici che mettono in relazione le potenze uscenti con il prezzo. Si è mostrato così la forte presenza di un fenomeno di economia di scala e la diversa ripartizione della potenza prodotta. Per unità di piccola-media potenza predomina la produzione di energia termica, la quale diminuisce la sua quota percentuale all’aumentare della taglia. Nel settore del solare fotovoltaico l’analisi è stata più diversificata e articolata. Si sono analizzati 70 pannelli di cui 35 monocristallini, 14 europei e 21 asiatici, e 35 policristallini, 26 europei e 9 asiatici, per i quali si sono graficati gli andamenti di resa, potenza specifica e costo specifico. I pannelli monocristallini, intrinsecamente più efficienti grazie al maggior grado di purezza, presentano un andamento crescente dei costi piuttosto ripido anche se non proporzionale con l’aumento delle prestazioni. Tra i pannelli policristallini invece si evidenzia l’assenza di un andamento nettamente crescente delle prestazioni all’aumentare dei costi. Confrontando i moduli divisi in base alla macro-regione di produzione si nota che l’Asia produce i pannelli al Si monocristallino più efficienti e più costosi mentre pannelli al Si policristallino più economici, ma con prestazioni in linea con quelli europei.Con i dati raccolti si è potuta svolgere anche una ristretta analisi sui pannelli al film sottile. Quelli che utilizzano il Si amorfo presentano prestazioni così basse da non permettere loro una vera affermazione sul mercato. Quest’ultima si presume che sarà invece possibile per pannelli basati su diversi materiali semiconduttori che presentano buoni livelli di prestazioni, ma prezzi ancora troppo elevati.

Quasicrystals, crystals and multiple twins in rapidly solidified Al-Cr-Si, Al-Mn-Si and Al-Mn-Cr-Si alloys

The coexistence of quasicrystals and rational approximant structures (RAS) has been observed in melt-spun Al80Cr14Si6, Al80Mn14Si6 and Al75Mn10Cr5Si10 alloys. The presence of a b.c.c. alpha-AlMnSi phase in Al-Mn-Si and alpha-AlMnSi(Cr) phase in Al-Mn-Cr-Si has been seen. A multiple twinning around an irrational axis of the RAS has been reported in an aggregate of fine size cubic crystallites in all three alloys. Selected area diffraction patterns show that the crystalline aggregate symmetry is linked to the icosahedral point group symmetry (m35). Various ways of expressing the twin relationship in the cubic crystalline aggregates have been discussed. The thermal stability of the icosahedral phase at high temperatures reveals that the icosahedral phase in Al-Mn-Si and Al-Mn-Cr-Si alloys transforms to alpha-AlMnSi at temperatures of 690 and 670 K, respectively. In Al-Cr-Si alloy, heating to a high temperature (615 K) leads to the transformation of the icosahedral phase into a new metastable phase having an ordered cubic structure equivalent to alpha-AlMnSi. The occurrence of multiple twinning leading to icosahedral symmetry in the as-spun Al-Cr-Si alloy is presumably due to this metastable phase. Copyright (C) 1996 Acta Metallurgica Inc.

Electron beam surface melting of model 1200 Al alloys

Electron beam surface melting has been used to characterise the phase content formed in a number of model 1200 series Al alloys with increasing solidification velocity in the range 2–50 mm s−1, typical of that experienced during continuous strip casting. Phases were extracted from the Al matrix and analysed by X-ray diffraction. A qualitative solidification microstructure selection map has been produced, showing that, for a given Fe content of 0.55 wt.%: with increasing solidification velocity the metastable aluminides FeAl6 and FeAlm displace equilibrium Fe4Al13 at Si contents 0.15 wt.%, and that α-AlFeSi is an equilibrium phase at a Si content ≥0.50 wt.%.

Microstructure and mechanical properties of oxidation resistant suction cast Nb-Si-Al alloy

In this paper, we report a significant improvement in mechanical and oxidation properties of near eutectic Nb-Si alloys by the addition of aluminum (Al) and control of microstructural length scale. A comparative study of two alloys Nb-18.79at%Si and Nb-12.3at%Si-9at%Al were carried out. The processing for microstructure refinements were carried out by vacuum suction casting in water cooled thick copper mould. It is shown that addition of Al suppresses Nb3Si phase and promotes beta Nb5Si3 phase under nonequilibrium solidification condition. The microstructural length scale and in particular eutectic spacing reduces significantly to 50-100 nm in suction cast ternary alloy. A detailed TEM study shows the presence of delta-Nb11Si4 phase in Nb matrix. The hardness of Nb solid solution can be increased as a consequence to a level observed in Nb3Si intermetallic due to the well oriented precipitates. Compression test yields the ultimate strength of 1.8 +/- 0.1 GPa and engineering strain of 2.3 +/- 0.03%. In comparison, the binary Nb-18.79 at% Si alloy possesses an ultimate strength of 1.35 +/- 0.1 GPa and strain of 0.2 +/- 0.01% when processed under identical conditions. The latter exhibits coarser microstructural length scale (300-400 nm) and a brittle behavior. The indentation fracture toughness of Al containing suction cast alloy shows a value of 20.2 +/- 0.5 MPa root m which represents a major improvement over bulk Nb-Si eutectic alloy. The detailed thermal studies confirm a multifold improvement in oxidation resistance up to 1000 degrees C. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Comparative Study Of The Influence Of Natural Convection On Directional Solidification Of Al-3.5 Wt% Ni And Al-7 Wt% Si Alloys

We present numerical simulations of thermosolutal convection for directional solidification of Al-3.5 wt% Ni and Al-7 wt% Si. Numerical results predict that fragmentation of dendrite arms resulting from dissolution could be favored in Al-7 wt% Si, but not in Al-3.5 wt% Ni. Corresponding experiments are in qualitative agreement with the numerical predictions. Distinguishing the two fragmentation mechanisms, namely dissolution and remelting, is critical during experiments on earth, when fluid flow is dominant. (C) 2007 COSPAR. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Análise da influência dos solutos Zr e Ti sobre as propriedades mecânica, elétrica e de termorresistência de uma liga Al-Cu-Fe-Si destinada a Tx e a Dx de energia elétrica

O contexto energético mundial apresenta um aumento constante do consumo de energia elétrica no último século, desta forma exigindo a pesquisa de novos materiais para a aplicação em cabos e fios condutores de eletricidade. A partir destas demandas por novos materiais, desenvolveu-se uma análise da influência dos solutos zircônio e titânio na modificação de características importantes de uma liga Al-Cu-Fe-Si, destinada a ser o meio condutor de energia elétrica, almejando obter propriedades termorresistentes. Para a realização deste estudo, as ligas foram obtidas por fundição direta em lingoteira metálica em formato “U”, a partir do Al-EC, fixando-se na liga-base os teores de 0,05% Cu, [0,24 a 0,28]% Fe e 0,7% de Si, e em seguida, inserindo-se os teores de 0,26% Zr e 0,26% Ti. O experimento foi dividido em duas etapas, ETAPA A e ETAPA B, respectivamente, com o intuito de se avaliar as características mecânicas, elétricas e estruturais das ligas. Os corpos de prova após laminação a frio (nos diâmetros 2,7; 3,0; 3,8 e 4,0 mm) foram analisados sem tratamento térmico (STT) e com tratamento térmico (CTT): 230 ºC por uma hora, de acordo com o protocolo COPEL, 310 ºC e 390 ºC por uma hora, visando avaliar a ermorresistência em temperaturas mais elevadas, a estabilidade térmica e analisar as microestruturas desenvolvidas em tais tratamentos térmicos (TT). Verificou-se que o Ti tem maior capacidade de refinar o grão em relação ao Zr, que apresenta grãos menos refinados, porém com melhores propriedades físicas e apresentando-se termorresistente.

Efeito de teores de Zr sobre as propriedades mecânicas e elétricas de ligas Al-Ec-Si aplicadas na elaboração de ligas para Tx e Dx de energia elétrica

Este trabalho objetiva desenvolver uma análise da influência do Zr na modificação de características importantes em ligas de Al-EC-Si para aplicação como condutor de energia elétrica, almejando obter-se propriedades termorresistentes. Para a realização deste estudo, as ligas foram obtidas por fundição direta em lingoteira metálica em formato “U”, a partir do Al-EC, fixando-se na base o teor de 0,7% de Si, e em seguida, variando-se diferentes teores de Zr. Com o intuito de precipitar as partículas de segunda fase chamadas de dispersóides, que tem como principal característica a retenção da microestrutura deformada quando exposta a altas temperaturas, foi necessário submeter as ligas a um tratamento térmico de 310 ºC durante 24 horas afim de provocar o surgimento dos finos dispersóides de Al₃Zr. Foram estabelecidas duas etapas para obtenção dos resultados: A ETAPA I composta da solidificação, usinagem e deformações obtidas com as ligas, gerando os fios que foram utilizados em todos os ensaios. A ETAPA II repete os mesmos procedimentos adotados na ETAPA I, porém é feito um tratamento térmico de 310ºC por 24 horas antes da deformação. A caracterização das amostras dos fios de cada liga quanto à termorresistividade, que obedeceu a exigência da COPEL (Companhia Paranaense de Energia), sendo submetidos à temperatura de 230 ºC por uma hora e foram feitos também tratamentos térmicos na temperatura de 310 e 390ºC, com a finalidade de se avaliar a estabilidade térmica das ligas estudadas. Verificou-se de maneira geral que teores crescentes de Zr provocam um refinamento de grão e aumentam o LRT e a estabilidade térmica da liga, tanto na ETAPA I quanto na ETAPA II. Foi observado ainda que na ETAPA I, a condutividade foi bastante afetada pelos teores de Zr, e que a inserção do tratamento térmico da ETAPA II melhorou a capacidade de conduzir energia elétrica na liga, particularmente para o diâmetro que sofreram maior deformação.

Caracterização estrutural da Liga Al-1% Si

The aim of this study is to characterize the macrostructure and microstructure of Al - 1%Si alloy obtained in sand and metallic molds. Aluminium has good mechanical properties, but adding silicon, even in small quantities, can change the microstructure and improves mechanical behavior. Workpieces were castings in metallic and sand molds and one can see a difference in their cooling curve, macroscopic and microscopic structures. The sand mold casting has lower cooling rate and so its grains are larger. Due to the lower concentration of grain boundary, the hardness is lower compared to that found in metallic molds, which has smaller grains and a higher hardness. Therefore, it can be concluded that the cooling rate and alloying elements affect the final microstructure of the workpiece

Correlação entre microestrutura e comportamento de corrosão em duas ligas do sistema Al-Fe-Si produzidas pelos processos industriais de lingotamento contínuo e semi-contínuo.

As chapas de ligas de alumínio trabalháveis são produzidas atualmente por dois processos, o método de vazamento contínuo conhecido TRC (Twin Roll Continous Casting) ou pelo método tradicional de vazamento de placas DC (Direct Chill). A fabricação de ligas de alumínio pelos dois processos confere características microestruturais diferentes quando comparadas entre si, o que se reflete em suas propriedades. Além disto, ocorrem variações microestruturais ao longo da espessura, especialmente nas chapas produzidas pelo processo TRC. Neste sentido, é importante estudar a evolução microestrutural que ocorre durante o seu processamento e sua influência com relação à resistência à corrosão. Dessa forma foi realizado neste trabalho um estudo comparativo do comportamento de corrosão, bem como das microestruturas do alumínio de alta pureza AA1199 (99,995% Al) e das ligas de alumínio AA1050 (Fe+Si0,5%) e AA4006 (Fe+Si1,8%) produzidas pelos processos industriais de lingotamento contínuo e semi-contínuo. Os resultados obtidos evidenciaram que as microestruturas das ligas AA4006 DC e AA4006 TRC são distintas, sendo observada maior fração volumétrica dos precipitados na liga fabricada pelo processo TRC comparativamente ao DC. Para caracterizar o comportamento de corrosão foram realizados ensaios de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica e Polarização Potenciodinâmica, que mostraram a maior resistência à corrosão localizada para a liga fabricada pelo processo TRC em comparação ao processo DC. Além disso, foi verificada, em ordem decrescente, uma maior resistência à corrosão do alumínio AA1050, seguida pela superfície da liga AA4006 e por fim, pelo centro da chapa desta última. Os resultados obtidos por espectroscopia de impedância eletroquímica para as ligas AA4006 fabricadas pelo processo TRC apresentaram melhor desempenho que o processo DC, principalmente em intervalos de 2 a 12 horas de imersão na solução de sulfato de sódio contaminada com íons cloreto. Para tempos de imersão acima de 4 horas foi observado comportamento indutivo em baixas frequências para os dois tipos de processamento investigados, o que foi associado à adsorção de espécies químicas, principalmente íons sulfato e oxigênio, na interface metal/óxido. As curvas de polarização anódica mostraram maior resistência à corrosão localizada para a liga fabricada pelo processo viii TRC em comparação ao processo DC. Este comportamento foi associado às diferentes características microestruturais, observadas para liga AA4006 obtida pelos dois processos.