A solução particular de equações diferenciais

O tema das equações diferenciais está presente na esmagadora maioria dos planos de estudos dos cursos de licenciatura onde se estudam temas matemáticos. E o mesmo acontece no âmbito de muitos cursos de mestrado e até de doutoramento. De resto, o tema continua em franco desenvolvimento, muito em particular no subdomínio das equações diferenciais às derivadas parciais, e mormente ao nível das aplicações a casos concretos.

EQUAÇÕES DIFERENCIAIS ORDINÁRIAS LINEARES

Na disciplina de Análise Matemática, logo ao início de certos cursos de licenciatura, é usual tratar, entre outros temas, o das equações diferenciais, sejam ordinárias ou às derivadas parciais.

Egg laying site selection by a host plant specialist leaf miner moth at two intra-plant levels in the northern Chilean Atacama Desert

Egg laying site selection by a host plant specialist leaf miner moth at two intra-plant levels in the northern Chilean Atacama Desert. The spatial distribution of the immature stages of the leaf miner Angelabella tecomae Vargas & Parra, 2005 was determined at two intra-plant levels (shoot and leaflet) on the shrub Tecoma fulva fulva (Cav.) D. Don (Bignoniaceae) in the Azapa valley, northern Chilean Atacama Desert. An aggregated spatial pattern was detected for all the immature stages along the shoot, with an age dependent relative position: eggs and first instar larvae were clumped at apex; second, third and fourth instar larvae were mostly found at intermediate positions; meanwhile the spinning larva and pupa were clumped at basis. This pattern suggests that the females select new, actively growing leaflets for egg laying. At the leaflet level, the immature stages were found more frequently at underside. Furthermore, survivorship was higher for larvae from underside mines. All these results highlight the importance of an accurate selection of egg laying site in the life history of this highly specialized leaf miner. By contrast, eventual wrong choices in the egg laying site selection may be associated with diminished larval survivorship. The importance of the continuous availability of new plant tissue in this highly human modified arid environment is discussed in relation with the observed patterns.

Análise do Sistema de Tratamento de Efluentes Gasosos de uma Central de Valorização Energética de Resíduos Sólidos Urbanos

O sistema de tratamento dos gases formados durante a combustão de Resíduos Sólidos Urbanos, (RSU), é um dos componentes mais importantes de uma instalação de incineração. O seu controlo e optimização asseguram a redução dos gases nocivos formados para valores que não representam quaisquer perigos para a saúde pública e ambiental, o que leva a incineração a ser considerada uma das técnicas mais seguras e eficientes para o tratamento dos RSU. A combinação desta técnica com produção de energia eléctrica, por recuperação de calor da combustão dos resíduos, tem contribuído gradualmente para o desenvolvimento socioeconómico. Este trabalho surgiu da necessidade de optimização do sistema de controlo dos gases ácidos, (HCl, NOx, SO2 e HF), da Central de Tratamento de Resíduos Sólidos Urbanos, (CTRSU), da Empresa Valorsul e dos respectivos consumos dos reagentes utilizados no tratamento dos referidos gases, nomeadamente o leite de cal e a amónia. No entanto, procedeu-se apenas com uma análise detalhada do referido sistema de controlo, de modo a identificar as principais dificuldades e possíveis soluções teóricas para as mesmas. Os conhecimentos adquiridos poderão contribuir futuramente para a optimização do sistema de controlo em questão, de modo a garantir a dosagem óptima dos referidos reagentes, diminuindo assim o custo dos mesmos. O presente trabalho também tem como objectivos, a compreensão da tecnologia de valorização energética de resíduos no contexto do tratamento de RSU em Portugal e a análise do processo de formação dos gases durante a combustão dos RSU, principalmente a dos gases ácidos. Em Portugal o tratamento dos RSU é sobretudo por eliminação, deposição directa em aterro sanitário, tendo ocupado em 2012, uma percentagem de 54% do total dos RSU produzidos, no entanto a valorização tem vindo a desenvolver-se e actualmente cerca de 21% dos resíduos produzidos é valorizado energeticamente. Do mesmo modo, a Reciclagem e a valorização orgânica têm progredido nos últimos anos, embora lentamente. A formação dos gases ácidos é influenciada sobretudo pela composição física dos RSU, que contêm na sua matriz materiais constituídos por átomos de azoto, enxofre, cloro e fluor e por certas condições operatórias de incineração, nomeadamente temperatura elevadas, humidade e excesso de ar. A composição física dos resíduos é um parâmetro não controlável pelo operador do sistema de tratamento dos gases, pelo que as condições de incineração devem ser adequadamente controladas, no âmbito de prevenir ou reduzir a formação destes gases. A CTRSU da Valorsul apresenta, em geral, um sistema de tratamento dos gases eficiente, garantido assim que os valores limites de emissão dos gases se encontrem em conformidade com a lei. No entanto, para cumprir este requisito é necessário um consumo excessivo da amónia e leite de cal utilizados no tratamento destes gases. O elevado consumo destes reagentes deve-se sobretudo à dificuldade de optimização da dosagem dos mesmos, como VI consequência de um atraso verificado no sistema de controlo dos gases implementado na Central, “Sample and Hold PID”. Este atraso é de aproximadamente dois minutos e é causado pelo tempo em que os gases levam a percorrer o ponto onde é feita a injecção dos reagentes até ao ponto de extracção dos gases na chaminé, mais o tempo de atraso imposto pelo sistema de monitorização em contínuo das emissões. Através do software simulink do MATLAB realizou-se uma simples simulação do sistema de controlo de emissão dos gases NOx e caudal de amónia, em malha aberta com controlador proporcional, com o objectivo de reproduzir os resultados obtidos através de um controlo real em malha aberta realizada na CTRSU. Verificou-se que estes estão de acordo com o esperado, ou seja as saídas dos controladores do caudal de amónia e concentração do NOx, correspondem às variações efectuadas na válvula de regulação de amónia. Como possíveis soluções teóricas para a redução do atraso do sistema, sugeriu-se a introdução de um compensador de atraso baseado na técnica de Predição de Smith, no sistema de controlo já implementado, ou a implementação de um novo sistema de controlo baseado em sistemas de inteligências artificiais, nomeadamente as Redes Neuronais.

Cognitive Issues in Fingerprint Analysis: Inter- and Intra-Expert Consistency and the Effect of a "Target" Comparison

Deciding whether two fingerprint marks originate from the same source requires examination and comparison of their features. Many cognitive factors play a major role in such information processing. In this paper we examined the consistency (both between- and within-experts) in the analysis of latent marks, and whether the presence of a 'target' comparison print affects this analysis. Our findings showed that the context of a comparison print affected analysis of the latent mark, possibly influencing allocation of attention, visual search, and threshold for determining a 'signal'. We also found that even without the context of the comparison print there was still a lack of consistency in analysing latent marks. Not only was this reflected by inconsistency between different experts, but the same experts at different times were inconsistent with their own analysis. However, the characterization of these inconsistencies depends on the standard and definition of what constitutes inconsistent. Furthermore, these effects were not uniform; the lack of consistency varied across fingerprints and experts. We propose solutions to mediate variability in the analysis of friction ridge skin.

Propriedades espectrais da matéria orgânica leve-livre e leve intra-agregado de dois latossolos sob plantio direto e preparo convencional

Este trabalho teve como objetivo estudar a natureza química das frações leves-livres (FLL) e leves intra-agregado (FLI) da matéria orgânica do solo, obtidas pelo fracionamento físico do solo por densidade, por meio da espectroscopia na região do infravermelho, para verificar se tais frações constituem compartimentos distintos da matéria orgânica do solo. Foram analisadas amostras de Latossolos de dois estados do Brasil (RS e GO), submetidos a plantio direto e preparo convencional, em distintos sistemas de rotação de culturas. A análise por infravermelho revelou diferenças contrastantes entre os compartimentos orgânicos estudados. Os espectros de IV da fração leve-livre apresentaram configuração semelhante aos dos resíduos vegetais, indicando que ela se encontra em estádios iniciais de transformação. Não foram observadas diferenças estruturais na FLL entre os distintos sistemas de preparo e rotação de culturas. Os espectros de IV da FLI apresentaram bandas de absorção N-H e C-O de polissacarídeos menos intensas e em maior conjugação, em relação aos espectros da FLL, características de material mais humificado. Foi observada ainda uma maior transformação estrutural da fração leve intra-agregado em solos sob preparo convencional, quando comparada à FLI de solo sob vegetação natural e plantio direto. Os índices de hidrofobicidade (IH) e de condensação (IC), determinados a partir de relações entre as bandas de absorção de grupamentos - CH3 alifáticos, C-O de polissacarídeos e C=O conjugados, permitiram identificar as diferenças na recalcitrância e condensação das frações leves. Constatou-se que ambos os índices foram significativamente maiores para a matéria orgânica intra-agregado, por conseqüência de seu maior grau de humificação.

Resistência inter e intra-agregados em ensaios de cisalhamento direto de um nitossolo vermelho distrófico

Para solos agregados, a envoltória da resistência ao cisalhamento pode ser dividida em dois segmentos, com declividades e interceptos diferentes. Um primeiro segmento mais inclinado e com intercepto menor representaria a envoltória de ruptura definida pelo atrito e coesão interagregados, enquanto o segundo segmento, menos inclinado e com intercepto maior, seria a envoltória definida pelo atrito e coesão intra-agregados. O presente estudo foi realizado com o objetivo de avaliar se a envoltória de resistência ao cisalhamento de agregados do horizonte superficial de um Nitossolo Vermelho pode ser subdividida em segmentos distintos, com coeficientes angulares diferentes, e se isso está relacionado à existência de agregados nele. Inicialmente, amostras coletadas na superfície de um Nitossolo Vermelho distrófico latossólico de textura argilosa foram submetidas ao ensaio de cisalhamento direto com pressões normais de 24,4; 48,9; 98,2; 196,4; 294,6; 392,8 e 491,8 kPa. Posteriormente, o ensaio foi realizado com amostras de agregados de cinco classes de diâmetro: < 0,25; 0,25-0,50; 0,50-1,00; 1,00-2,00 e 2,00-4,00 mm, empregando-se pressões normais de 24,4; 48,9; 73,5; 147,3; 294,6; 441,9; 589,2 e 736,6 kPa. Em todos os ensaios, verificou-se que as envoltórias obtidas podem ser divididas em dois segmentos de reta. Os resultados indicam que a agregação deve ser considerada na definição das cargas normais a serem utilizadas no ensaio de cisalhamento direto, bem como na análise dos resultados, pois ela tem efeitos sobre a envoltória de resistência ao cisalhamento. Para o Nitossolo Vermelho distrófico usado neste estudo, constatou-se que, na umidade em que as amostras foram ensaiadas, os agregados definem a resistência ao cisalhamento do solo para cargas normais de até 294,6 kPa.

Experimental evidence that intra-specific competition in seagrass meadows reduces reproductive potential in the sea urchin Paracentrotus lividus (Lamarck)

To better understand the biological controls that regulate sea urchin dynamics, we studied the effects of potential inter- and intra-specific competition for food on several biological variables of the main sea urchin in the Mediterranean (Paracentrotus lividus). We carried out a caging experiment in which we manipulated sea urchin density (natural vs. high density) and herbivorous fish (Sarpa salpa) accessibility (free access vs. exclusion) in a Posidonia oceanica meadow. No evidence of competition between fish and urchins was detected. Neither density-dependent mortality nor changes in the somatic variables were found; however, we detected that intra-specific competition affected the reproductive potential of P. lividus. The gonad index of urchins at high population densities was ca. 30% lower than that of urchins at natural densities. As a spawning event had just occurred when urchins were collected, these differences probably reflect differences in reserve content, which may compromise the following reproductive period and decrease survival in the long term, as the gonads are also used as storage organs. For the time period studied, mortality rates appeared to be independent of local densities. The results indicate that a long-term negative feedback mechanism appears to take place in P. lividus in response to increased population density.

Extração de nutrientes por macrófitas cultivadas com lixiviado de aterro de resíduos sólidos urbanos

A absorção de nutrientes por plantas tem sido utilizada para remoção de íons em solos ou outros meios contaminados. Neste trabalho, avaliou-se a capacidade de extração de nutrientes das macrófitas taboa (Typha sp.) e junco (Eleocharis sp.), cultivadas em monocultivo e consorciadas, em meio contendo brita e lixiviado de aterro de resíduos sólidos urbanos. O cultivo foi em caixas de madeira, contendo brita e lixiviado, em estufa plástica, durante cinco meses. Foram avaliados os teores e as quantidades extraídas, por planta e por área, de macro (N, P, K, Ca, Mg e S) e micronutrientes (Fe, Mn, Cu e Zn) das macrófitas, além da produção de matéria seca e população de plantas. Essas variáveis foram determinadas na parte aérea das plantas, coletada em cinco cortes, efetuados uma vez por mês. Em geral, os teores e as quantidades extraídas de nutrientes, por planta e por área, não variaram entre o monocultivo e o consórcio, exceto as quantidades extraídas por área de P, K e Zn, que foram maiores no consórcio. A extração de macronutrientes foi maior na taboa e decresceu na ordem: K > N > Ca > P ~ Mg > S (taboa) e K > N > P ~ Ca ~ Mg ~ S (junco), e a de micronutrientes, na ordem: Mn > Fe> Zn > Cu. A quantidade extraída de K foi 648 (taboa) e 159 kg ha-1 (junco), enquanto a de Mn foi de 6,6 (taboa) e 1,4 kg ha-1 (junco). As quantidades de nutrientes extraídas variaram de acordo com o teor deles na parte aérea e a produção de matéria seca das macrófitas, sendo secundária a importância da população de plantas, em ambos os tipos de cultivo. A quantidade de nutrientes extraídos do lixiviado pela taboa foi expressiva, principalmente de K, N e Mn.

Kyste intra-vitréen : évolution sur six ans

Introduction : Les kystes intra-vitréens congénitaux sont rares et ne causent en général pas de complications oculaires. Objectifs et Méthodes : Nous rapportons le cas d'un kyste intra-vitréen non pigmenté que nous avons suivi pendant six ans pour analyser son comportement de croissance. Observation : Il s'agit d'un patient de 62 ans suivi pour un syndrome de Morbihan qui a consulté à cause d'une ombre aperçue dans le champ visuel de l'OD. L'AV était à 1,0 corrigée. L'examen à la lampe à fente a montré la présence d'un kyste transparent flottant dans le vitré. L'ultrason a confirmé l'existence d'un kyste avec un diamètre de 4,37 mm. Ce kyste était entouré d'un deuxième kyste plus grand de 7,15 mm de diamètre. Un contrôle clinique après six ans a montré que les diamètres des kystes ont augmenté à 6.20 mm pour le petit, et 7.95 mm pour le grand kyste. Les volumes des kystes ont augmenté de 43.70 mm3 à 124,97 mm3 pour le petit et de 191.39 mm3 à 263.09 mm3 pour le grand kyste. Discussion : Étant donné que les kystes n'avaient pas d'influence sur l'acuité visuelle, aucun traitement n'a été proposé. Conclusion : Un kyste intra-vitréen non pigmenté peut augmenter considérablement en volume durant six ans d'observation.

Male body size and breeding tubercles are both linked to intra-sexual dominance and reproductive success in the minnow

Male dominance hierarchies are usually linked to relative body size and to weapon size, that is, to determinants of fighting ability. Secondary sexual characters that are not directly used as weapons could still be linked to dominance if they reveal determination or overall health and vigour and hence, indirectly, fighting ability. We studied the mating behaviour of the minnow, Phoxinus phoxinus, a cyprinid fish in which males develop breeding tubercles during the spawning season. The function of these breeding tubercles is still not clear. Using microsatellite markers, we determined male reproductive success under controlled conditions. The minnows were territorial and quickly established a dominance hierarchy at the beginning of the spawning season. Dominance was strongly and positively linked to fertilization success. Although body size and number of breeding tubercles were not significantly correlated in our sample, both large males and males with many breeding tubercles were more dominant and achieved higher fertilization success than small males or males with few tubercles. We found multimale fertilization in most clutches, suggesting that sperm competition is important in this species. Females showed behaviour that may be linked to spawning decision, that is, male dominance might not be the only determinant of male reproductive success in minnows

Polymorphisms in tumor necrosis factor-α increase susceptibility to intra-abdominal Candida infection in high-risk surgical ICU patients*.

OBJECTIVES: To evaluate the influence of genetic polymorphisms on the susceptibility to Candida colonization and intra-abdominal candidiasis, a blood culture-negative life-threatening infection in high-risk surgical ICU patients. DESIGN: Prospective observational cohort study. SETTING: Surgical ICUs from two University hospitals of the Fungal Infection Network of Switzerland. PATIENTS: Eighty-nine patients at high risk for intra-abdominal candidiasis (68 with recurrent gastrointestinal perforation and 21 with acute necrotizing pancreatitis). MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS: Eighteen single-nucleotide polymorphisms in 16 genes previously associated with development of fungal infections were analyzed from patient's DNA by using an Illumina Veracode genotyping platform. Candida colonization was defined by recovery of Candida species from at least one nonsterile site by twice weekly monitoring of cultures from oropharynx, stools, urine, skin, and/or respiratory tract. A corrected colonization index greater than or equal to 0.4 defined "heavy" colonization. Intra-abdominal candidiasis was defined by the presence of clinical symptoms and signs of peritonitis or intra-abdominal abscess and isolation of Candida species either in pure or mixed culture from intraoperatively collected abdominal samples. Single-nucleotide polymorphisms in three innate immune genes were associated with development of a Candida corrected colonization index greater than or equal to 0.4 (Toll-like receptor rs4986790, hazard ratio = 3.39; 95% CI, 1.45-7.93; p = 0.005) or occurrence of intra-abdominal candidiasis (tumor necrosis factor-α rs1800629, hazard ratio = 4.31; 95% CI, 1.85-10.1; p= 0.0007; β-defensin 1 rs1800972, hazard ratio = 3.21; 95% CI, 1.36-7.59; p = 0.008). CONCLUSION: We report a strong association between the promoter rs1800629 single-nucleotide polymorphism in tumor necrosis factor-α and an increased susceptibility to intra-abdominal candidiasis in a homogenous prospective cohort of high-risk surgical ICU patients. This finding highlights the relevance of the tumor necrosis factor-α functional polymorphism in immune response to fungal pathogens. Immunogenetic profiling in patients at clinical high risk followed by targeted antifungal interventions may improve the prevention or preemptive management of this life-threatening infection.