Acústica de las iglesias jesuíticas como parte del patrimonio integral en Córdoba y San Ignacio Miní

En esta investigación se aborda el tema del comportamiento acústico de las Iglesias Jesuíticas de la ciudad de Córdoba (Argentina) y San Ignacio Mini ubicada en la localidad de San Ignacio, provincia de Misiones (Argentina), construidas hace dos siglos atrás y declaradas Patrimonio de la Humanidad, con el objetivo de evaluar los parámetros que determinan la comprensión de la palabra y la aptitud de cada una de las iglesias para el canto y la música religiosa. En una primera etapa la investigación se orientó a profundizar en las características constructivas interiores de cada templo y a proponer una metodología de análisis para comparar los resultados de las mediciones objetivas, realizadas mediante la implementación de mediciones in situ, con los resultados de las apreciaciones subjetivas resultantes de la elaboración de encuestas, a los fines de caracterizar acústicamente cada espacio sonoro. Se seleccionaron, para la caracterización objetiva de cada templo, aquellos parámetros que permiten sintetizar las propiedades acústicas relacionadas con la música y la palabra, y aquellos que posibilitan medir la proporción efectiva de las primeras reflexiones, consideradas como índices subjetivos de la capacidad de distinción del sonido por parte del oyente. Se comparan los valores alcanzados con las preferencias subjetivas obtenidas en las encuestas de opinión. Se relevaron tiempos de reverberación altos en todas iglesias, fuera de los considerados óptimos para cada recinto. Se analizaron los índices de calidad y se comprobó cómo influyen los diferentes materiales en el comportamiento acústico de cada recinto. Para la evaluación subjetiva se implementó una encuesta ya validada en la que se privilegió la fácil asociación entre parámetros acústicos y psicoacústicos, esto posibilitó encontrar aquellos parámetros objetivos, simulados con público, que estuviesen fuertemente relacionados con el juicio subjetivo, así como aquellos con menor correlación. La búsqueda y relevamiento de material grafico, fotográfico y otros documentos históricos posibilitó la reconstrucción de cada iglesia para su modelización y la evaluación del comportamiento de todos los templos con la presencia de feligreses, no habiéndose podido realizar mediciones bajo esta condición. El interés por obtener datos acústicos más precisos de la Iglesia San Ignacio Mini, que actualmente se encuentra en ruinas, llevó a utilizar herramientas más poderosas de cálculo como el método de las fuentes de imagen “Ray Tracing Impact” por medio del cual se logró la auralización. Para ello se trabajó con un archivo de audio que representó la voz masculina de un sacerdote en el idioma jesuítico-guaraní, recuperando así el patrimonio cultural intangible. ABSTRACT This research addresses the acoustic behavior of the Jesuit Churches in Cordoba City (Argentina) and San Ignacio Mini (located in the town of San Ignacio, Misiones, Argentina), built two centuries ago and declared World Heritage Sites, with the objective to evaluate the parameters that determine the speech comprehension and the ability of each of the churches for singing of religious music. The first step of the work was aimed to further investigate the internal structural characteristics of each temple and to propose an analysis methodology to compare the objective results of in situ measurements with the subjective results of surveys, in order to characterize acoustically each sound-space. For the subjective characterization of each temple, those parameters that allow synthesizing the acoustic properties related to music & speech and measuring the subjective indices for the recognition of sounds, were selected. Also, the values were compared with the ones obtained from the surveys. High reverberation times were found in all churches, which is not considered optimal for the enclosed areas of the temples. The quality indices were analyzed and it was found how the different materials influence in the acoustic behavior of each enclosure. For subjective evaluation, a survey was implemented (that was previously validated) where the association between acoustic and psychoacoustic parameters was privileged; this allowed to find those objective parameters who were strongly related to the subjective ones, as well as those with lower correlation. Photographic and graphic material and other historical documents allowed the reconstruction of each church for its modeling, and also the evaluation of the performance of all the temples in the presence of their congregation. The interest in obtaining more accurate acoustic data of the San Ignacio Mini Church, which is now in ruins, led to the use of most powerful methods, as for example the image-sources "Ray Tracing Impact" method. For this, an audio archive was used, representing a male voice of a priest in the Jesuit-Guaraní language; recovering in this way intangible cultural heritage.

Modelado y Comparación de Colecciones en la Web Semántica

En esta tesis se estudia la representación, modelado y comparación de colecciones mediante el uso de ontologías en el ámbito de la Web Semántica. Las colecciones, entendidas como agrupaciones de objetos o elementos con entidad propia, son construcciones que aparecen frecuentemente en prácticamente todos los dominios del mundo real, y por tanto, es imprescindible disponer de conceptualizaciones de estas estructuras abstractas y de representaciones de estas conceptualizaciones en los sistemas informáticos, que definan adecuadamente su semántica. Mientras que en muchos ámbitos de la Informática y la Inteligencia Artificial, como por ejemplo la programación, las bases de datos o la recuperación de información, las colecciones han sido ampliamente estudiadas y se han desarrollado representaciones que responden a multitud de conceptualizaciones, en el ámbito de la Web Semántica, sin embargo, su estudio ha sido bastante limitado. De hecho hasta la fecha existen pocas propuestas de representación de colecciones mediante ontologías, y las que hay sólo cubren algunos tipos de colecciones y presentan importantes limitaciones. Esto impide la representación adecuada de colecciones y dificulta otras tareas comunes como la comparación de colecciones, algo crítico en operaciones habituales como las búsquedas semánticas o el enlazado de datos en la Web Semántica. Para solventar este problema esta tesis hace una propuesta de modelización de colecciones basada en una nueva clasificación de colecciones de acuerdo a sus características estructurales (homogeneidad, unicidad, orden y cardinalidad). Esta clasificación permite definir una taxonomía con hasta 16 tipos de colecciones distintas. Entre otras ventajas, esta nueva clasificación permite aprovechar la semántica de las propiedades estructurales de cada tipo de colección para realizar comparaciones utilizando las funciones de similitud y disimilitud más apropiadas. De este modo, la tesis desarrolla además un nuevo catálogo de funciones de similitud para las distintas colecciones, donde se han recogido las funciones de (di)similitud más conocidas y también algunas nuevas. Esta propuesta se ha implementado mediante dos ontologías paralelas, la ontología E-Collections, que representa los distintos tipos de colecciones de la taxonomía y su axiomática, y la ontología SIMEON (Similarity Measures Ontology) que representa los tipos de funciones de (di)similitud para cada tipo de colección. Gracias a estas ontologías, para comparar dos colecciones, una vez representadas como instancias de la clase más apropiada de la ontología E-Collections, automáticamente se sabe qué funciones de (di)similitud de la ontología SIMEON pueden utilizarse para su comparación. Abstract This thesis studies the representation, modeling and comparison of collections in the Semantic Web using ontologies. Collections, understood as groups of objects or elements with their own identities, are constructions that appear frequently in almost all areas of the real world. Therefore, it is essential to have conceptualizations of these abstract structures and representations of these conceptualizations in computer systems, that define their semantic properly. While in many areas of Computer Science and Artificial Intelligence, such as Programming, Databases or Information Retrieval, the collections have been extensively studied and there are representations that match many conceptualizations, in the field Semantic Web, however, their study has been quite limited. In fact, there are few representations of collections using ontologies so far, and they only cover some types of collections and have important limitations. This hinders a proper representation of collections and other common tasks like comparing collections, something critical in usual operations such as semantic search or linking data on the Semantic Web. To solve this problem this thesis makes a proposal for modelling collections based on a new classification of collections according to their structural characteristics (homogeneity, uniqueness, order and cardinality). This classification allows to define a taxonomy with up to 16 different types of collections. Among other advantages, this new classification can leverage the semantics of the structural properties of each type of collection to make comparisons using the most appropriate (dis)similarity functions. Thus, the thesis also develops a new catalog of similarity functions for the different types of collections. This catalog contains the most common (dis)similarity functions as well as new ones. This proposal is implemented through two parallel ontologies, the E-Collections ontology that represents the different types of collections in the taxonomy and their axiomatic, and the SIMEON ontology (Similarity Measures Ontology) that represents the types of (dis)similarity functions for each type of collection. Thanks to these ontologies, to compare two collections, once represented as instances of the appropriate class of E-Collections ontology, we can know automatically which (dis)similarity functions of the SIMEON ontology are suitable for the comparison. Finally, the feasibility and usefulness of this modeling and comparison of collections proposal is proved in the field of oenology, applying both E-Collections and SIMEON ontologies to the representation and comparison of wines with the E-Baco ontology.

ASPECTOS PSICODINÂMICOS E CAPACIDADE MATERNA DE MÃES DE CRIANÇAS ABRIGADAS

Este estudo teve como objetivos investigar aspectos da dinâmica intrapsíquica de mães de crianças institucionalizadas em abrigo por ordem judicial, e identificar recursos defensivos utilizados por essas mães. Para atingir estes objetivos, realizou-se uma investigação clínica com estudo de três casos de mães de crianças abrigadas. Foram utilizados dois instrumentos: a) Roteiro de Entrevista roteiro de temas a serem abordados em uma ou mais entrevistas não diretivas de cunho clínico, a fim de auxiliar na investigação da psicodinâmica destas mães. b) Procedimento de Desenho Estória com Tema técnica projetiva que associa o uso de desenhos com estórias, como forma de explorar livre e dinamicamente os conteúdos da personalidade. A técnica permite o estudo das características formais e estruturais da personalidade, pois tem a particularidade de facilitar a expressão de aspectos inconscientes relacionados a pontos de angústias presentes, focos conflituosos e perturbações emergentes. Estes procedimentos foram realizados nas dependências da instituição (abrigo) onde as crianças estavam hospedadas. Os principais resultados comuns aos três casos foram: Ambigüidade e os Impeditivos de Crescimento a primeira mãe entrevistada ao mesmo tempo ataca a mãe que a abandona (mãe biológica e a mãe adotiva), em busca de uma mãe idealizada. Essa ambigüidade a impede de crescer. Nota-se a mesma tentativa de idealização na segunda mãe estudada que demonstra dificuldade em aceitar a atual situação em que vive e não consegue perceber que a aproximação de sua mãe é por causa da doença que ela adquiriu e não por continência. A terceira e última mãe entrevistada demonstra conteúdos persecutórios diante do abrigamento dos filhos e dificuldade de sentir gratidão. Os mecanismos predominantes que aparecem nos três casos são os de: idealização e regressão a estágios primitivos. Nota-se ainda, depressão, dificuldade de elaboração da posição depressiva. Estas mães não conseguem vivenciar continuamente a realidade psíquica, que implicaria na elaboração da posição depressiva, pois não conseguem fazer, ainda que tentem, uma comparação entre os mundos interno e externo, o que as levariam à uma melhor compreensão das semelhanças e diferenças. De modo que, a figura dos pais (principalmente da mãe) fica cindida entre aterrorizante e idealizada, porém os mecanismos predominantes são suas fantasias que propiciam idealização; identificação projetiva maciça. A persecutoriedade e a culpa, ao mesmo tempo parecem indicar a depressão que pode ser tão forte que levam à intensificação destes sentimentos. Há a presença da inveja que também intensifica as angústias persecutórias, requerendo mecanismos de defesa que violentam as funções psíquicas.(AU)

ASPECTOS PSICODINÂMICOS E CAPACIDADE MATERNA DE MÃES DE CRIANÇAS ABRIGADAS

Este estudo teve como objetivos investigar aspectos da dinâmica intrapsíquica de mães de crianças institucionalizadas em abrigo por ordem judicial, e identificar recursos defensivos utilizados por essas mães. Para atingir estes objetivos, realizou-se uma investigação clínica com estudo de três casos de mães de crianças abrigadas. Foram utilizados dois instrumentos: a) Roteiro de Entrevista roteiro de temas a serem abordados em uma ou mais entrevistas não diretivas de cunho clínico, a fim de auxiliar na investigação da psicodinâmica destas mães. b) Procedimento de Desenho Estória com Tema técnica projetiva que associa o uso de desenhos com estórias, como forma de explorar livre e dinamicamente os conteúdos da personalidade. A técnica permite o estudo das características formais e estruturais da personalidade, pois tem a particularidade de facilitar a expressão de aspectos inconscientes relacionados a pontos de angústias presentes, focos conflituosos e perturbações emergentes. Estes procedimentos foram realizados nas dependências da instituição (abrigo) onde as crianças estavam hospedadas. Os principais resultados comuns aos três casos foram: Ambigüidade e os Impeditivos de Crescimento a primeira mãe entrevistada ao mesmo tempo ataca a mãe que a abandona (mãe biológica e a mãe adotiva), em busca de uma mãe idealizada. Essa ambigüidade a impede de crescer. Nota-se a mesma tentativa de idealização na segunda mãe estudada que demonstra dificuldade em aceitar a atual situação em que vive e não consegue perceber que a aproximação de sua mãe é por causa da doença que ela adquiriu e não por continência. A terceira e última mãe entrevistada demonstra conteúdos persecutórios diante do abrigamento dos filhos e dificuldade de sentir gratidão. Os mecanismos predominantes que aparecem nos três casos são os de: idealização e regressão a estágios primitivos. Nota-se ainda, depressão, dificuldade de elaboração da posição depressiva. Estas mães não conseguem vivenciar continuamente a realidade psíquica, que implicaria na elaboração da posição depressiva, pois não conseguem fazer, ainda que tentem, uma comparação entre os mundos interno e externo, o que as levariam à uma melhor compreensão das semelhanças e diferenças. De modo que, a figura dos pais (principalmente da mãe) fica cindida entre aterrorizante e idealizada, porém os mecanismos predominantes são suas fantasias que propiciam idealização; identificação projetiva maciça. A persecutoriedade e a culpa, ao mesmo tempo parecem indicar a depressão que pode ser tão forte que levam à intensificação destes sentimentos. Há a presença da inveja que também intensifica as angústias persecutórias, requerendo mecanismos de defesa que violentam as funções psíquicas.(AU)

MIC-1, a novel macrophage inhibitory cytokine, is a divergent member of the TGF-β superfamily

Macrophages play a key role in both normal and pathological processes involving immune and inflammatory responses, to a large extent through their capacity to secrete a wide range of biologically active molecules. To identify some of these as yet not characterized molecules, we have used a subtraction cloning approach designed to identify genes expressed in association with macrophage activation. One of these genes, designated macrophage inhibitory cytokine 1 (MIC-1), encodes a protein that bears the structural characteristics of a transforming growth factor β (TGF-β) superfamily cytokine. Although it belongs to this superfamily, it has no strong homology to existing families, indicating that it is a divergent member that may represent the first of a new family within this grouping. Expression of MIC-1 mRNA in monocytoid cells is up-regulated by a variety of stimuli associated with activation, including interleukin 1β, tumor necrosis factor α (TNF-α), interleukin 2, and macrophage colony-stimulating factor but not interferon γ, or lipopolysaccharide (LPS). Its expression is also increased by TGF-β. Expression of MIC-1 in CHO cells results in the proteolytic cleavage of the propeptide and secretion of a cysteine-rich dimeric protein of Mr 25 kDa. Purified recombinant MIC-1 is able to inhibit lipopolysaccharide -induced macrophage TNF-α production, suggesting that MIC-1 acts in macrophages as an autocrine regulatory molecule. Its production in response to secreted proinflammatory cytokines and TGF-β may serve to limit the later phases of macrophage activation.

Three novel families of miniature inverted-repeat transposable elements are associated with genes of the yellow fever mosquito, Aedes aegypti

Three novel families of transposable elements, Wukong, Wujin, and Wuneng, are described in the yellow fever mosquito, Aedes aegypti. Their copy numbers range from 2,100 to 3,000 per haploid genome. There are high degrees of sequence similarity within each family, and many structural but not sequence similarities between families. The common structural characteristics include small size, no coding potential, terminal inverted repeats, potential to form a stable secondary structure, A+T richness, and putative 2- to 4-bp A+T-biased specific target sites. Evidence of previous mobility is presented for the Wukong elements. Elements of these three families are associated with 7 of 16 fully or partially sequenced Ae. aegypti genes. Characteristics of these mosquito elements indicate strong similarities to the miniature inverted-repeat transposable elements (MITEs) recently found to be associated with plant genes. MITE-like elements have also been reported in two species of Xenopus and in Homo sapiens. This characterization of multiple families of highly repetitive MITE-like elements in an invertebrate extends the range of these elements in eukaryotic genomes. A hypothesis is presented relating genome size and organization to the presence of highly reiterated MITE families. The association of MITE-like elements with Ae. aegypti genes shows the same bias toward noncoding regions as in plants. This association has potentially important implications for the evolution of gene regulation.

Two functionally distinct subsites for the binding of internal blockers to the pore of voltage-activated K+ channels

Many blockers of Na+ and K+ channels act by blocking the pore from the intracellular side. For Shaker K+ channels, such intracellular blockers vary in their functional effect on slow (C-type) inactivation: Some blockers interfere with C-type inactivation, whereas others do not. These functional differences can be explained by supposing that there are two overlapping “subsites” for blocker binding, only one of which inhibits C-type inactivation through an allosteric effect. We find that the ability to bind to these subsites depends on specific structural characteristics of the blockers, and correlates with the effect of mutations in two distinct regions of the channel protein. These interactions are important because they affect the ability of blockers to produce use-dependent inhibition.

Eight novel families of miniature inverted repeat transposable elements in the African malaria mosquito, Anopheles gambiae

Eight novel families of miniature inverted repeat transposable elements (MITEs) were discovered in the African malaria mosquito, Anopheles gambiae, by using new software designed to rapidly identify MITE-like sequences based on their structural characteristics. Divergent subfamilies have been found in two families. Past mobility was demonstrated by evidence of MITE insertions that resulted in the duplication of specific TA, TAA, or 8-bp targets. Some of these MITEs share the same target duplications and similar terminal sequences with MITEs and other DNA transposons in human and other organisms. MITEs in A. gambiae range from 40 to 1340 copies per genome, much less abundant than MITEs in the yellow fever mosquito, Aedes aegypti. Statistical analyses suggest that most A. gambiae MITEs are in highly AT-rich regions, many of which are closely associated with each other. The analyses of these novel MITEs underscored interesting questions regarding their diversity, origin, evolution, and relationships to the host genomes. The discovery of diverse families of MITEs in A. gambiae has important practical implications in light of current efforts to control malaria by replacing vector mosquitoes with genetically modified refractory mosquitoes. Finally, the systematic approach to rapidly identify novel MITEs should have broad applications for the analysis of the ever-growing sequence databases of a wide range of organisms.

Rapid refolding of a proline-rich all-beta-sheet fibronectin type III module.

Fibronectin type III modules contain approximately 90 residues and are an extremely common building block of animal proteins. Despite containing a complex all-beta-sheet topology and eight prolines, the refolding of the 10th type III module of human fibronectin has been found to be very rapid, with native core packing, amide hydrogen bonding, and backbone conformation all recovered within 1 s at 5 degrees C. These observations indicate that this domain can overcome many structural characteristics often thought to slow the folding process.

Influência do plasma seminal oriundo da fração rica do ejaculado sobre as características estruturais e na cinética do espermatozoide suíno conservado sob refrigeração a 17°C por 72 horas

O plasma seminal é o constituintes não celular do sêmen suíno e contém uma série de componentes orgânicos e inorgânico que desempenham ações variadas tanto no trato reprodutivo masculino como no feminino. No entanto, este fluido de constituição complexa, exerce ações ambiguas sobre os espermatozoides suínos, pois pode atuar ao mesmo tempo de forma benéfica ou deletéria sobre a viabilidade destas células. Nesse sentido, alguns estudos sugerem que este não é o melhor meio para a conservação de espermatozoides. Desta forma o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do plasma seminal sobre a integridade das membranas plasmática e acrossomal e o potencial de membrana mitocondrial do espermatozoide suíno armazenado sob refrigeração a 17°C por 72 horas. Para tanto, foram obtidos 4 ejaculados de 6 cachaços. Em seguida o sêmen in natura foi avaliado quanto às características da motilidade pelo sistema computadorizado de análise do sêmen, morfologia espermática por contraste de interferência diferencial e concentração espermática. Após essa primeira avaliação, os ejaculados foram acondicionados em tubos cônicos de 50 mL para serem divididos em três tratamentos, a saber: não centrifugado (NC), centrifugado e com o plasma seminal retirado pós-centrifugação (CS) e centrifugado resuspendido (CR). A força de centrifugação utilizada foi de 500xg por 10 minutos. Todos os tratamentos foram submetidos à diluição em meio BTS para que se obtenha uma concentração de 30 x 106 espermatozoides por mililitro (mL). Em seguida, as amostras permaneceram por 90 minutos em temperatura ambiente e protegidas da luz antes de serem armazenadas. As doses com os diferentes tratamentos foram acondicionadas à temperatura de 17°C e foram avaliadas nos intervalos 0 (90 min pós-diluição), 24, 48 e 72 horas para os seguintes parâmetros: características da motilidade (CASA), integridade das membranas plasmática e acrossomal, estabilidade da membrana plasmática e peroxidação das membranas espermáticas (citometria de fluxo). Os tratamentos foram submetidos à análise de variância (PROC GLM), empregando-se o programa SAS (1998). Quando o principal efeito foi significativo, as médias foram comparadas pelo teste de Tukey-kramer ao nível de 5% de significância. Os resultados do presente estudo mostram que a ausência do plasma seminal foi deletéria para algumas características de motilidade, o mesmo ocorreu para a integridade das membranas plasmática e acrossomal uma vez que houve diminuição na percentagem de celulás espermáticas com membrana plasmatica integra e acrossomo integro no tratamento sem plasma seminal. A peroxidação lipídica das membranas e a manutenção da estabilidade da membrana plasmática não foram influenciadas pelo tratamento. Assim, conclui-se que a presença do plasma seminal em doses inseminantes refrigeradas por 72 h é importante para a manutenção das características de motilidade e para a integridade das membranas plasmáticas e acrossomal

Understanding the structure of the first atomic contact in gold

We have studied experimentally jump-to-contact (JC) and jump-out-of-contact (JOC) phenomena in gold electrodes. JC can be observed at first contact when two metals approach each other, while JOC occurs in the last contact before breaking. When the indentation depth between the electrodes is limited to a certain value of conductance, a highly reproducible behaviour in the evolution of the conductance can be obtained for hundreds of cycles of formation and rupture. Molecular dynamics simulations of this process show how the two metallic electrodes are shaped into tips of a well-defined crystallographic structure formed through a mechanical annealing mechanism. We report a detailed analysis of the atomic configurations obtained before contact and rupture of these stable structures and obtained their conductance using first-principles quantum transport calculations. These results help us understand the values of conductance obtained experimentally in the JC and JOC phenomena and improve our understanding of atomic-sized contacts and the evolution of their structural characteristics.

Impacto y consecuencias sociales contemporáneas de las políticas de tutela estatal en las reservas indígenas canadienses

Este artículo tiene como objetivo examinar el impacto y las consecuencias sociales contemporáneas del mantenimiento del sistema de organización social denominado «reserva indígena» en Canadá. Mediante un estudio de caso, se explora cómo la política organizacional y la estructura institucional contemporánea en las reservas indígenas canadienses están alimentando problemas psicosociales y de salud mental como, por ejemplo, abuso de sustancias psicoactivas, depresión, negligencia parental o violencia doméstica. Tres características estructurales se identifican como problemas inherentes en la estructura organizacional de las reservas contemporáneas: el desempleo estructural, la dependencia de programas de asistencia social y el faccionalismo comunitario.

A GIS-based methodology to quantitatively define an Adjacent Protected Area in a shallow karst cavity: The case of Altamira cave

Different types of land use are usually present in the areas adjacent to many shallow karst cavities. Over time, the increasing amount of potentially harmful matter and energy, of mainly anthropic origin or influence, that reaches the interior of a shallow karst cavity can modify the hypogeal ecosystem and increase the risk of damage to the Palaeolithic rock art often preserved within the cavity. This study proposes a new Protected Area status based on the geological processes that control these matter and energy fluxes into the Altamira cave karst system. Analysis of the geological characteristics of the shallow karst system shows that direct and lateral infiltration, internal water circulation, ventilation, gas exchange and transmission of vibrations are the processes that control these matter and energy fluxes into the cave. This study applies a comprehensive methodological approach based on Geographic Information Systems (GIS) to establish the area of influence of each transfer process. The stratigraphic and structural characteristics of the interior of the cave were determined using 3D Laser Scanning topography combined with classical field work, data gathering, cartography and a porosity–permeability analysis of host rock samples. As a result, it was possible to determine the hydrogeological behavior of the cave. In addition, by mapping and modeling the surface parameters it was possible to identify the main features restricting hydrological behavior and hence direct and lateral infiltration into the cave. These surface parameters included the shape of the drainage network and a geomorphological and structural characterization via digital terrain models. Geological and geomorphological maps and models integrated into the GIS environment defined the areas involved in gas exchange and ventilation processes. Likewise, areas that could potentially transmit vibrations directly into the cave were identified. This study shows that it is possible to define a Protected Area by quantifying the area of influence related to each transfer process. The combined maximum area of influence of all the processes will result in the new Protected Area. This area will thus encompass all the processes that account for most of the matter and energy carried into the cave and will fulfill the criteria used to define the Protected Area. This methodology is based on the spatial quantification of processes and entities of geological origin and can therefore be applied to any shallow karst system that requires protection.

The effect of carbon nanofillers on the performance of electromechanical polyaniline-based composite actuators

Different types of crystalline carbon nanomaterials were used to reinforce polyaniline for use in electromechanical bilayer bending actuators. The objective is to analyze how the different graphitic structures of the nanocarbons affect and improve the in situ polymerized polyaniline composites and their subsequent actuator behavior. The nanocarbons investigated were multiwalled carbon nanotubes, nitrogen-doped carbon nanotubes, helical-ribbon carbon nanofibers and graphene oxide, each one presenting different shape and structural characteristics. Films of nanocarbon-PAni composite were tested in a liquid electrolyte cell system. Experimental design was used to select the type of nanocarbon filler and composite loadings, and yielded a good balance of electromechanical properties. Raman spectroscopy suggests good interaction between PAni and the nanocarbon fillers. Electron microscopy showed that graphene oxide dispersed the best, followed by multiwall carbon nanotubes, while nitrogen-doped nanotube composites showed dispersion problems and thus poor performance. Multiwall carbon nanotube composite actuators showed the best performance based on the combination of bending angle, bending velocity and maximum working cycles, while graphene oxide attained similarly good performance due to its best dispersion. This parallel testing of a broad set of nanocarbon fillers on PAni-composite actuators is unprecedented to the best of our knowledge and shows that the type and properties of the carbon nanomaterial are critical to the performance of electromechanical devices with other conditions remaining equal.

Spectroscopie Raman de fibres électrofilées : développement de méthodes et application aux fibres individuelles

L’électrofilage est une technique de mise en œuvre efficace et versatile qui permet la production de fibres continues d’un diamètre typique de quelques centaines de nanomètres à partir de l’application d’un haut voltage sur une solution concentrée de polymères enchevêtrés. L’évaporation extrêmement rapide du solvant et les forces d’élongation impliquées dans la formation de ces fibres leur confèrent des propriétés hors du commun et très intéressantes pour plusieurs types d’applications, mais dont on commence seulement à effleurer la surface. À cause de leur petite taille, ces matériaux ont longtemps été étudiés uniquement sous forme d’amas de milliers de fibres avec les techniques conventionnelles telles que la spectroscopie infrarouge ou la diffraction des rayons X. Nos connaissances de leur comportement proviennent donc toujours de la convolution des propriétés de l’amas de fibres et des caractéristiques spécifiques de chacune des fibres qui le compose. Les études récentes à l’échelle de la fibre individuelle ont mis en lumière des comportements inhabituels, particulièrement l’augmentation exponentielle du module avec la réduction du diamètre. L’orientation et, de manière plus générale, la structure moléculaire des fibres sont susceptibles d’être à l'origine de ces propriétés, mais d’une manière encore incomprise. L’établissement de relations structure/propriétés claires et l’identification des paramètres qui les influencent représentent des défis d’importance capitale en vue de tirer profit des caractéristiques très particulières des fibres électrofilées. Pour ce faire, il est nécessaire de développer des méthodes plus accessibles et permettant des analyses structurales rapides et approfondies sur une grande quantité de fibres individuelles présentant une large gamme de diamètre. Dans cette thèse, la spectroscopie Raman confocale est utilisée pour l’étude des caractéristiques structurales, telles que l’orientation moléculaire, la cristallinité et le désenchevêtrement, de fibres électrofilées individuelles. En premier lieu, une nouvelle méthodologie de quantification de l’orientation moléculaire par spectroscopie Raman est développée théoriquement dans le but de réduire la complexité expérimentale de la mesure, d’étendre la gamme de matériaux pour lesquels ces analyses sont possibles et d’éliminer les risques d’erreurs par rapport à la méthode conventionnelle. La validité et la portée de cette nouvelle méthode, appelée MPD, est ensuite démontrée expérimentalement. Par la suite, une méthodologie efficace permettant l’étude de caractéristiques structurales à l’échelle de la fibre individuelle par spectroscopie Raman est présentée en utilisant le poly(éthylène téréphtalate) comme système modèle. Les limites de la technique sont exposées et des stratégies expérimentales pour les contourner sont mises de l’avant. Les résultats révèlent une grande variabilité de l'orientation et de la conformation d'une fibre à l'autre, alors que le taux de cristallinité demeure systématiquement faible, démontrant l'importance et la pertinence des études statistiques de fibres individuelles. La présence de chaînes montrant un degré d’enchevêtrement plus faible dans les fibres électrofilées que dans la masse est ensuite démontrée expérimentalement pour la première fois par spectroscopie infrarouge sur des amas de fibres de polystyrène. Les conditions d'électrofilage favorisant ce phénomène structural, qui est soupçonné d’influencer grandement les propriétés des fibres, sont identifiées. Finalement, l’ensemble des méthodologies développées sont appliquées sur des fibres individuelles de polystyrène pour l’étude approfondie de l’orientation et du désenchevêtrement sur une large gamme de diamètres et pour une grande quantité de fibres. Cette dernière étude permet l’établissement de la première relation structure/propriétés de ces matériaux, à l’échelle individuelle, en montrant clairement le lien entre l’orientation moléculaire, le désenchevêtrement et le module d'élasticité des fibres.