On the Utility of Microscopy and C-Scan Techniques in the Study of Defects Arising From Resin Infusion Process and a Study on the Influence of Voids on the Impact Behavior of CFRP Composites

Carbon Fiber Reinforced Plastic composites were fabricated through vacuum resin infusion technology by adopting two different processing conditions, viz., vacuum only in the first and vacuum plus external pressure in the next, in order to generate two levels of void-bearing samples. They were relatively graded as higher and lower void-bearing ones, respectively. Microscopy and C-scan techniques were utilized to describe the presence of voids arising from the two different processing parameters. Further, to determine the influence of voids on impact behavior, the fabricated +45 degrees/90 degrees/-45 degrees composite samples were subjected to low velocity impacts. The tests show impact properties like peak load and energy to peak load registering higher values for the lower void-bearing case where as the total energy, energy for propagation and ductility indexes were higher for the higher void-bearing ones. Fractographic analysis showed that higher void-bearing samples display lower number of separation of layers in the laminate. These and other results are described and discussed in this report.

Effects of refractive index mismatch in optical CT imaging of polymer gel dosimeters

Purpose: Proposing an image reconstruction technique, algebraic reconstruction technique-refraction correction (ART-rc). The proposed method takes care of refractive index mismatches present in gel dosimeter scanner at the boundary, and also corrects for the interior ray refraction. Polymer gel dosimeters with high dose regions have higher refractive index and optical density compared to the background medium, these changes in refractive index at high dose results in interior ray bending. Methods: The inclusion of the effects of refraction is an important step in reconstruction of optical density in gel dosimeters. The proposed ray tracing algorithm models the interior multiple refraction at the inhomogeneities. Jacob's ray tracing algorithm has been modified to calculate the pathlengths of the ray that traverses through the higher dose regions. The algorithm computes the length of the ray in each pixel along its path and is used as the weight matrix. Algebraic reconstruction technique and pixel based reconstruction algorithms are used for solving the reconstruction problem. The proposed method is tested with numerical phantoms for various noise levels. The experimental dosimetric results are also presented. Results: The results show that the proposed scheme ART-rc is able to reconstruct optical density inside the dosimeter better than the results obtained using filtered backprojection and conventional algebraic reconstruction approaches. The quantitative improvement using ART-rc is evaluated using gamma-index. The refraction errors due to regions of different refractive indices are discussed. The effects of modeling of interior refraction in the dose region are presented. Conclusions: The errors propagated due to multiple refraction effects have been modeled and the improvements in reconstruction using proposed model is presented. The refractive index of the dosimeter has a mismatch with the surrounding medium (for dry air or water scanning). The algorithm reconstructs the dose profiles by estimating refractive indices of multiple inhomogeneities having different refractive indices and optical densities embedded in the dosimeter. This is achieved by tracking the path of the ray that traverses through the dosimeter. Extensive simulation studies have been carried out and results are found to be matching that of experimental results. (C) 2015 American Association of Physicists in Medicine.

Ultrasonic Guided Wave Based Damage Detection Using Low-dimensional Data from Laser Doppler Scan

In the current state of the art, it remains an open problem to detect damage with partial ultrasonic scan data and with measurements at coarser spatial scale when the location of damage is not known. In the present paper, a recent development of finite element based model reduction scheme in frequency domain that employs master degrees of freedom covering the surface scan region of interests is reported in context of non-contact ultrasonic guided wave based inspection. The surface scan region of interest is grouped into master and slave degrees of freedom. A finite element wise damage factor is derived which represents damage state over distributed areas or sharp condition of inter-element boundaries (for crack). Laser Doppler Vibrometer (LDV) scan data obtained from plate type structure with inaccessible surface line crack are considered along with the developed reduced order damage model to analyze the extent of scan data dimensional reduction. The proposed technique has useful application in problems where non-contact monitoring of complex structural parts are extremely important and at the same time LDV scan has to be done on accessible surfaces only.

Enhanced nonlinear optical properties of graphene oxide-silver nanocomposites measured by Z-scan technique

Nonlinear optical properties (NLO) of a graphene oxide-silver (GO-Ag) nanocomposite have been investigated by the Z-scan setup at Q-switched Nd:YAG laser second harmonic radiation i.e., at 532 nm excitation in a nanosecond regime. A noteworthy enhancement in the NLO properties in the GO-Ag nanocomposite has been reported in comparison with those of the synthesized GO nanosheet. The extracted value of third order nonlinear susceptibility (chi(3)), at a peak intensity of I-0 = 0.2 GW cm(-2), for GO-Ag has been found to be 2.8 times larger than that of GO. The enhancement in NLO properties in the GO-Ag nanocomposite may be attributed to the complex energy band structures formed during the synthesis which promote resonant transition to the conduction band via surface plasmon resonance (SPR) at low laser intensities and excited state transition (ESA) to the conduction band of GO at higher intensities. Along with this photogenerated charge carriers in the conduction band of silver or the increase in defect states during the formation of the GO-Ag nanocomposite may contribute to ESA. Open aperture Z-scan measurement indicates reverse saturable absorption (RSA) behavior of the synthesized nanocomposite which is a clear indication of the optical limiting (OL) ability of the nanocomposite.

Gradient echo single scan inversion recovery: application to proton and fluorine relaxation studies

Single scan longitudinal relaxation measurement experiments enable rapid estimation of the spin-lattice relaxation time (T-1) as the time series of spin relaxation is encoded spatially in the sample at different slices resulting in an order of magnitude saving in time. We consider here a single scan inversion recovery pulse sequence that incorporates a gradient echo sequence. The proposed pulse sequence provides spectra with significantly enhanced signal to noise ratio leading to an accurate estimation of T-1 values. The method is applicable for measuring a range of T-1 values, thus indicating the possibility of routine use of the method for several systems. A comparative study of different single scan methods currently available is presented, and the advantage of the proposed sequence is highlighted. The possibility of the use of the method for the study of cross-correlation effects for the case of fluorine in a single shot is also demonstrated. Copyright (C) 2015 John Wiley & Sons, Ltd.

Gradient echo single scan inversion recovery: application to proton and fluorine relaxation studies

Single scan longitudinal relaxation measurement experiments enable rapid estimation of the spin-lattice relaxation time (T-1) as the time series of spin relaxation is encoded spatially in the sample at different slices resulting in an order of magnitude saving in time. We consider here a single scan inversion recovery pulse sequence that incorporates a gradient echo sequence. The proposed pulse sequence provides spectra with significantly enhanced signal to noise ratio leading to an accurate estimation of T-1 values. The method is applicable for measuring a range of T-1 values, thus indicating the possibility of routine use of the method for several systems. A comparative study of different single scan methods currently available is presented, and the advantage of the proposed sequence is highlighted. The possibility of the use of the method for the study of cross-correlation effects for the case of fluorine in a single shot is also demonstrated. Copyright (C) 2015 John Wiley & Sons, Ltd.

High resolution cortical bone thickness measurement from clinical CT data.

The distribution of cortical bone in the proximal femur is believed to be a critical component in determining fracture resistance. Current CT technology is limited in its ability to measure cortical thickness, especially in the sub-millimetre range which lies within the point spread function of today's clinical scanners. In this paper, we present a novel technique that is capable of producing unbiased thickness estimates down to 0.3mm. The technique relies on a mathematical model of the anatomy and the imaging system, which is fitted to the data at a large number of sites around the proximal femur, producing around 17,000 independent thickness estimates per specimen. In a series of experiments on 16 cadaveric femurs, estimation errors were measured as -0.01+/-0.58mm (mean+/-1std.dev.) for cortical thicknesses in the range 0.3-4mm. This compares with 0.25+/-0.69mm for simple thresholding and 0.90+/-0.92mm for a variant of the 50% relative threshold method. In the clinically relevant sub-millimetre range, thresholding increasingly fails to detect the cortex at all, whereas the new technique continues to perform well. The many cortical thickness estimates can be displayed as a colour map painted onto the femoral surface. Computation of the surfaces and colour maps is largely automatic, requiring around 15min on a modest laptop computer.

Producción de biomasa y concentración de nutrientes en el pasto cubano (Pennisetum purpureum x P. tiphoides) CV CT - 115. Finca la Tigra, Cárdenas, Rivas, Nicaragua

Con el propósito de determinar la producción de la biomasa forrajera y la concentración de nutrientes del pasto cubano CT - 115, se realizó un estudio en la Finca la Tigra, Cárdenas, Rivas, para ello se utilizó un área de 48 m2, subdividida en tres parcelas de 16 m2, donde se realizaron cortes a los 15, 30, 45, 60 y 75 días. Se evaluaron las variables altura de la planta, producción de biomasa fresca y seca por hectárea, en cada muestreo se tomaron muestras de plantas de 1,000 g, las que fueron remitidas al laboratorio de suelo y planta de la UNA, donde se hicieron las determinaciones de contenido de materia seca, % de nitrógeno, % fósforo, % potasio, % calcio, % magnesio, hierro (ppm), manganeso (ppm) y zinc (ppm). Se realizarón análisis de correlación usando el programa SAS (Sistema de Análisis Estadístico) versión 9. para los elementos de la composición nutritiva de la planta y las variables rendimiento de biomasa y altura, a través del programa CVEXPT (Experto de Curvas) versión 1.4, se determinaron las curvas de mejor ajustes para dichas relaciones. Encontrándose que a medida que aumentaba la edad de corte, la producción de biomasa fresca y seca así como la altura tendían a incrementar, inversamente a ello los niveles de nutrientes en las plantas, las ecuaciones de mejor ajustes para la producción de biomasa fresca, seca y altura fueron el Lineal, Logístico y Rotacional, con r2 de 94, 98 y 99% respectivamente, para el caso de los nutrientes las ecuaciones de mejor ajuste fueron: los modelos de función Rotacional, Logístico, Polinomial y Harris también con r2 de 92 a 99%, evidenciándose con esto que las tendencias de los incrementos de la biomasa seca, altura, y la concentración de nutrientes no presentan comportamiento lineal. Únicamente para el caso de la biomasa fresca se presentó una tendencia lineal.

Productividad y concentración de nutrientes del Taiwán Cubano (Pennisetum purpureum X Pennisetum tiphoides), CT 115, en época lluviosa, 2010 en la Fincas Santa Rosa

Con el objetivo de evaluar la Productividad y concentración de nutrientes del pasto cubano (Pennisetum purpureum x Pennisetum typhoides) cv CT – 115, se llevó a cabo la presente investigación en la finca Santa Rosa propiedad de la Universidad Nacional Agraria (UNA) Managua, Nicaragua. Localizada geográficamente a los 12° 08´ 33"de latitud norte y, 86° 10´ 31" de longitud oeste (INETER, 2006). Para ello se utilizó un área total de 33 m2 la cual se subdividió en tres parcelas de 10 m2 cada una donde se realizaron cortes cada 15 días hasta llegar a los 75 días. Se evaluaron las variables : altura, (cm) biomasa fresca (kg ha-1), Materia Seca (%), Biomasa seca (kg ha-1), Nitrógeno (%), Fósforo (%), Potasio (%),Calcio (%), Magnesio (%), Hierro (ppm), Manganeso (ppm), Zinc (ppm). Para la determinación de la producción de biomasa verde y seca (kg ha-1), se utilizó la metodología propuesta por la Red Internacional de evaluación de Pasturas Tropicales (CIAT, 1982). Para determinar los parámetros MS (%) se utilizó la metodología del análisis de Weende o análisis proximal (AOAC. 1990). Para el análisis de correlación se utilizo el programa SAS VERSION 9 para cada uno de las variables evaluadas, para la determinación de las curvas de mejor ajuste se utilizó el programa CVXP32. Durante el ensayo no se aplico ningún tipo de tratamiento agronómico (fertilización, riego). Los resultados obtenidos fueron: Altura 220 cm Biomasa fresca 31,764 kg ha-1 Materia seca 24% Biomasa seca 7529 kg ha-1. Las mayores concentraciones de nutrientes en la planta fueron: N 3.21% P 0.38% K 4.94% Ca 0.24% Mg 0.18% Fe 105.0ppm Mn 53.33ppm Zn 50ppm. Los modelos de mejor ajuste son: Modelo Múltiple Multiplicativo, Modelo Richards, Modelo Harris, Función Rotacional, Tercer Grado Polinomial y Asociación Exponencial.

Calidad bromatológica, organolépticas y ph en ensilaje de pasto cubano (Pennisetum purpureum x Pennisetumtyphoides) CV. CT-115 bajo el efecto de cuatro aditivos utilizados en la conservación de forraje en la finca Santa Rosa, Sabana Grande, Managua

Este estudio se realizó en la finca Santa Rosa propiedad de la Universidad Nacional Agraria en Managua, con el objetivo de evaluar lascaracterísticas organolépticas (olor, color, textura), temperatura, pH y calidadbromatológica (materia seca MS, proteína bruta PB y fibra neutro detergente FND), en ensilaje de pasto Pennisetum purpureum x PennisetumtyphoidesCV. CT- 115, bajo el efecto de cuatro aditivos para conservación: melaza, fermento de malanga, fermento de yuca y fermento de papa. El pasto fue cosechado a 60 días con tamaño de picado de2.5 cm, aplicando 800g de melaza comercial y 150cc de aditivo en cada bolsa de ensilaje, la apertura de las silobolsas se realizó a 20 días, seguidamente fueron evaluados porun jurado de expertos (4 personas). El Diseño utilizado fue un DCA con cuatro tratamientos: T1 ensilaje (CT- 115+melaza), T2 ensilaje (CT-115+melaza+fermento de malanga), el T3 ensilaje (CT- 115+melaza+fermento de yuca) y T4 ensilaje (CT-115+melaza+fermento de papa) y cuatro repeticiones, para 16 unidades experimentales. Los resultados para la variable olor en aproximación al valor ideal fueron del 87.55% para T1; T2: 88.55%, T3: 72.33% y T4: 77.74%; con respecto al color el T1 alcanzó el valor: 77.08%, T2: 100%, T3: 89.58% y T4: 85.41%; en cuanto a la textura los resultados fueron para T1, T2, y T3 del 100%, para T4: 93.77%.La variable temperatura reportó resultadosde 31.75°C para T1, T2 y T3: 32.00°C y T4: 31.50°C.Para la variable pH se encontró que el T2 presentó diferencias significativas (p<0.05) con respecto al T1 y T4, al mismo tiempo presentó diferencias altamente significativas (p<0.01) con el T3. El T1 y T4 no presentaron diferencias significativas, pero presentaron diferencias significativas (p<0.05) con respecto al T3, y obtuvieron medias (por Tukey) para T1 de 4.66, T2: 4.87, T3: 4.22 y T4: 4.45.Los resultados de calidad bromatológica para MS por tratamiento fueron29.94%, 27.84%, 28.20% y 32.59%, respetivamente. La PB alcanzó valores de 5.22%, 4.64%, 4.75% y 4.76%, por tratamiento respectivamente. La FND presentó valores por tratamiento de 55.41%, 64.10%, 63.06% y 57.01%, respectivamente. Con base en estos resultados se estima que el ensilaje del T2 presentó los mejores resultados en cuanto a características organolépticas, aunque bromatológicamente no supero al testigo (T1), el uso de aditivos de fermentos en el ensilaje mejora su calidad organoléptica.

Comportamiento agronómico del pasto Cuba CT-115 (Pennisetum purpureum) ante diferentes aplicaciones de Urea 46% en la comarca Cuisalá, Comalapa, Chontales

La producción ganadera tiene como base alimenticia el uso de pastos como el principal insumo. Los productores en su mayoría no disponen de información sobre la calidad y cantidad del alimento suministrado a su ganado. En busca de brindar información sobre el efecto de la fertilización nitrogenada en el pasto Pennisetum purpureum Cuba CT-115, se estableció un experimento en la comarca Cuisalá, Comalapa, Chontales, en el período comprendido de Julio a Diciembre del 2010. Se utilizó un diseño de Bloques Completamente al Azar, los tratamientos evaluados fueron de dosis de kg de nitrógeno ha-1 (0, 100, 200, 300 kg respectivamente). Se realizó un análisis de varianza (Pr<0.05) y se aplicó técnica de separación de medias D.M.S. Las variables evaluadas fueron registradas a los 80 días después del corte de uniformidad, éstas se dividieron en variables de crecimiento, variables productivas y nutricionales. Al aplicar D.M.S a la variable altura de planta, el tratamiento 200 kg presentó el promedio más alto con 190.25 cm, grupo a. El número de yemas encontradas en el mismo tratamiento fue de 9.43 (a). En la producción de MS los tratamientos 200 y 300 kg presentaron los resultados más altos con 109.03 y 104.45 toneladas respectivamente por corte y los porcentajes de proteína encontrados fueron de 7.90 % y 12.33 % para los mismos tratamientos.

Efecto del biosólido sobre la producción y calidad del pasto CT 115, en la Hacienda Santa Rosa, UNA, Managua, Nicaragua.

El presente estudio se realizó con el objetivo de evaluar el efecto del biosólido sobre la producción y calidad del pasto CT-115, el estudio se desarrolló en la Hacienda Santa Rosa de la UNA, ubicada en el municipio de Managua; se realizó en época seca, para lo cual el área experimental recibió riego por aspersión de forma controlada y uniforme para toda el área, se utilizó un área de 100 m2, la cual se dividió en dos áreas de 50 m2, a una se le aplicó fertilizante biosólido a razón de 200 Kg ha-1, las variables a evaluar fueron: altura, rendimiento de biomasa fresca y seca (kg ha-1), cobertura, relación hoja/tallo, materia seca, porcentaje de proteína cruda y fibra cruda. Estas variables se evaluaron en tres periodos de corte (45, 60 y 75 días). No se encontró diferencia estadísticamente significativa para la variable altura de la planta, pero si se encontró diferencia estadísticamente significativa para la variable rendimiento de biomasa fresca y seca, siendo superior el tratamiento con biosólido a los 75 días con un rendimiento de biomasa fresca de 48,000 kg ha-1, mientras que el tratamiento sin biosólido presentó 31600 kg ha-1; de igual manera fue el comportamiento de la producción de biomasa seca, reportándose producción de 12,000 y 8216 kg ha-1, respectivamente. Para la cobertura no se encontró diferencia significativa, aunque ambos tratamientos presentan una tendencia ascendente de crecimiento. Con respecto a la relación hoja/ tallo, no se encontró diferencia significativa, sin embargo el tratamiento con biosólido en el tercer corte (75 días), presentó una mejor relación hoja/tallo de 0.8 en comparación al tratamiento sin biosólido que fue de 0.7. En la variable proteína cruda no se encontró diferencia significativa, aunque el tratamiento sin biosólido en el tercer período (75 días), presentó un porcentaje inferior al tratamiento con fertilizante biosólido, teniendo una diferencia de 0.93% de proteína cruda. En la variable fibra cruda no presentó diferencia estadísticamente significativa para los dos tratamientos.

Evaluación bromatológica del ensilaje de Guácimo de Ternero (Guázuma ulmifolia Lam.) y el pasto Cubano CT-115 (Pennisetum purpureum x P. tiphoides), bajo diferentes niveles de proporción de hojas, más melaza en la alimentación animal

El presente estudio se realizó con el objetivo de determinar la calidad bromatológica (materia seca MS, proteína bruta PB, fibra neutro detergente FND, fibra acido detergente FAD, nitrógeno amoniacal N-NH· y pH del ensilaje de Guácimo de Ternero (Guázuma ulmifolia Lam.) y el Pasto Cubano CT-115 (Pennisetum purpureum x P. tiphoides), bajo diferentes niveles de proporción de hojas, más melaza en la alimentación animal. El muestreo se realizó en la granja porcina y en los laboratorios de bromatología y microbiología de la Facultad de Ciencia Animal de la UNA. Los micros silos fueron conservados por 30 días. Los tratamientos evaluados fueron tres niveles de proporción del Guácimo de ternero y el pasto cubano CT-115, más melaza. Los tratamientos se distribuyeron en un diseño completamente al azar (DCA) con tres repeticiones. El tratamiento uno (T1) consistió 50 % de Guácimo de ternero y 50 % de pasto cubano CT- 115; el tratamiento dos (T2) en 60 % de Guácimo de ternero y 40 % de pasto cubano CT- 115; y el tratamiento tres (T3) en 70 % de Guácimo de ternero y 30 % de pasto cubano CT- 115. Los resultados de la calidad bromatológica para MS por tratamiento fueron para T3:31.02%, T2: 32.03 % y para T1: 28.01 %. La PB alcanzó valores de: 15.03 %, 13.07 %, 15.02 % para T3, T1 y T2, respectivamente. La FND presentó valores por tratamiento de T1: 63.18 %, T3: 64.80 % y T2: 70.02 %. Para los FAD, los resultados fueronT2 con 51.14 %, T3 con 52.15 % y T1 con 51.36 %; el N-NH3: T1 con 6.3 %, T2 con 6.7 % y T3 con 4.0 %; .Los resultados para el pH fueron para T1: 4.89 %, para T3: 5.22 % y para T2: 5.37 %. Con base en estos resultados, el T1 (MS) y T3 (PB) presentó mejor resultado en la calidad bromatológica y pH (T1), superando al resto de los tratamientos, aunque obtuvo mejor resultado el T1 (FND) y para el caso de FAD el (T2). El uso del Guácimo de ternero y el pasto cubano CT-115 y melaza en el ensilaje mejora su calidad bromatológica.