Modeling diffraction in free-space optical interconnects by the mode expansion method

Free-space optical interconnects (FSOIs), made up of dense arrays of vertical-cavity surface-emitting lasers, photodetectors and microlenses can be used for implementing high-speed and high-density communication links, and hence replace the inferior electrical interconnects. A major concern in the design of FSOIs is minimization of the optical channel cross talk arising from laser beam diffraction. In this article we introduce modifications to the mode expansion method of Tanaka et al. [IEEE Trans. Microwave Theory Tech. MTT-20, 749 (1972)] to make it an efficient tool for modelling and design of FSOIs in the presence of diffraction. We demonstrate that our modified mode expansion method has accuracy similar to the exact solution of the Huygens-Kirchhoff diffraction integral in cases of both weak and strong beam clipping, and that it is much more accurate than the existing approximations. The strength of the method is twofold: first, it is applicable in the region of pronounced diffraction (strong beam clipping) where all other approximations fail and, second, unlike the exact-solution method, it can be efficiently used for modelling diffraction on multiple apertures. These features make the mode expansion method useful for design and optimization of free-space architectures containing multiple optical elements inclusive of optical interconnects and optical clock distribution systems. (C) 2003 Optical Society of America.

Full-scale demonstration of biological nutrient removal in a single tank SBR process

Complete biological nutrient removal (BNR) in a single tank, sequencing batch reactor (SBR) process, is demonstrated here at full-scale on a typical domestic wastewater. The unique feature of the UniFed process is the introduction of the influent into the settled sludge blanket during the settling and decant periods of the SBR operation. This achieves suitable conditions for denitrification and anaerobic phosphate release which is critical to successful biological phosphorus removal, It also achieves a selector effect, which helps in generating a compact, well settling biomass in the reactor. The results of this demonstration show that it is possible to achieve well over 90% removal of GOD, nitrogen and phosphorus in such a process. Effluent quality achieved over a six-month operating period directly after commissioning was: 29 mg/l GOD, 0.5 mg/l NH4-N, 1.5 mg/l NOx-N and 1.5 mg/l PO4-P (50%-iles of daily samples). During an 8-day, intensive sampling period, the effluent BOD5 was

Sequencing batch reactor technology: the key to a BP refinery (Bulwer Island) upgraded environmental protection system - a low cost lagoon based retro-fit

BP Refinery (Bulwer Island) Ltd (BP) located on the eastern Australian coast is currently undergoing a major expansion as a part of the Queensland Clean Fuels Project. The associated wastewater treatment plant upgrade will provide a better quality of treated effluent than is currently possible with the existing infrastructure, and which will be of a sufficiently high standard to meet not only the requirements of imposed environmental legislation but also BP's environmental objectives. A number of challenges were faced when considering the upgrade, particularly; cost constraints and limited plot space, highly variable wastewater, toxicity issues, and limited available hydraulic head. Sequencing Batch Reactor (SBR) Technology was chosen for the lagoon upgrade based on the following; SBR technology allowed a retro-fit of the existing earthen lagoon without the need for any additional substantial concrete structures, a dual lagoon system allowed partial treatment of wastewaters during construction, SBRs give substantial process flexibility, SBRs have the ability to easily modify process parameters without any physical modifications, and significant cost benefits. This paper presents the background to this application, an outline of laboratory studies carried out on the wastewater and details the full scale design issues and methods for providing a cost effective, efficient treatment system using the existing lagoon system.

Evidence for a sub-morphological inflammatory process in the liver in haemochromatosis

Background/Aims: The role of cytokines in hepatic injury has been examined for many liver diseases however little is known of the cytokine involvement in haemochromatosis. The aim of the current study was to examine the hepatic gene expression of potential proinflammatory and profibrogenic cytokines in haemochromatosis. Methods: Interferon-gamma, interleukin-10, transforming growth factor-beta(1) and tumor necrosis factor-alpha mRNA expression was assessed in liver tissue from 20 haemochromatosis patients, eight controls and eight chronic hepatitis C patients. To assess the immunophenotype of the inflammatory infiltrate in haemochromatosis, liver sections were subjected to immunohistochemistry using markers for macrophages (CD68, HAM56, MAC387) or T cells (CD3 and CD45RO). Results: Interferon-gamma mRNA was increased in both haemochromatosis (0.29+/-0.08%, P=0.01) and hepatitis C patients (1.02+/-0.32%, P=0.03) compared to controls (0.04+/-0.01%). Interleukin-10 mRNA was significantly decreased in both haemochromatosis and hepatitis C patients (0.01+/-0.003%, P=0.008 and 0.03+/-0.015%, P=0.02, respectively) compared to controls (0.12+/-0.01%). CD3 positive T-cell number was significantly correlated with increasing hepatic iron concentration (r=0.56, P=0.03). Conclusions: This study has demonstrated a distinct pattern of cytokine gene expression in haemochromatosis, which resembles that of inflammatory conditions such as chronic hepatitis C. These factors may play a role in the development of iron-induced hepatic fibrosis in haemochromatosis. (C) 2003 European Association for the Study of the Liver. Published by Elsevier Science B.V. All rights reserved.

2-quinolyl- and 1-isoquinolylnitrenes: Ring expansion and ring opening in heteroarylnitrenes

Argon matrix photolysis of tetrazolo[1,5-a]quinoline 8 and tetrazolo[5,1-a]isoquinoline 7 causes nitrogen elimination and ring expansion to 1,3-diazabenzo[d]cyclohepta-1,2,4,6-tetraene 13. The photolysis of tetrazolo[5,1-a]isoquinoline 7 also causes ring opening to o-cyanophenylketenimine 22. Mechanisms of ring opening of heteroarylnitrenes are discussed.

Nitrification of high strength ammonia wastewtaer treatment - process selection is the major factor.

Biological nitrogen removal via the nitrite pathway in wastewater treatment is very important in Saving the cost of aeration and as an electron donor for denitrification. Wastewater nitrification and nitrite accumulation were carried out in a biofilm airlift reactor with autotrophic nitrifying biofilm. The biofilm reactor showed almost complete nitrification and most of the oxidized ammonium was present as nitrite at the ammonium load of 1.5 to 3.5 kg N/m3.d. Nitrite accumulation was stably achieved by the selective inhibition of nitrite oxidizers with free ammonia and dissolved oxygen limitation. Stable 100% conversion to nitrite could also be achieved even under the absence of free ammonia inhibition on nitrite oxidizers. Batch ammonium oxidation and nitrite oxidation with nitrite accumulating nitrifying biofilm showed that nitrite Oxidation was completely inhibited when free ammonia is higher than 0.2 mg N/L. However, nitrite oxidation activity was recovered as soon as the free ammonia concentration was below the threshold level when dissolved oxygen concentration was not the limiting factor. Fluorescence in situ hybridization analysis of cryosectioned nitrite accumulating nitrifying biofilm showed that the β-subclass of Proteobacteria, where ammonia oxidizers belong, was distributed outside the biofilm whereas the α-subclass of Proteobacteria, where nitrite oxidizers belong, was found mainly in the inner part of the biofilm. It is likely that dissolved oxygen deficiency or limitation in the inner part of the nitrifying biofilm, where nitrite oxidizers exist, is responsible for the complete shut down of the nitrite oxidizers activity under the absence of free ammonia inhibition.

A role for pectin in the control of cell expansion

Uptake of nutrients and water depends on the growth of roots through elongation of individual cells near the. root tip. Many of the numerous components of Type I primary cell walls, those of dicotyledons and monocotyledons other than grasses (Poaceae), have been determined, and many hypotheses have been proposed for the control of cell expansion. This important aspect of plant growth still needs elucidation, however. A model is proposed in which pectin, which occurs as a calcium (Ca) pectate gel between the load-bearing cellulose microfibrils and xyloglucan (XG) chains, controls the rate at which cells expand. It is considered that the increasing tension generated by the expanding cell is transmitted to interlocked XG chains and cellulose microfibrils. The resulting deformation of the embedded Ca pectate gel elicits the excretion of protons from the cytoplasm, possibly via compounds such as cell wall-associated kinases, that weakens the Ca pectate gel, permitting slippage of XG molecules through the action of expansin. Further slippage is prevented by deformation of the pectic gel, proton diffusion, and the transfer of residual tension to adjacent XG chains. Evidence for this model is based on the effects of pH, Ca, and aluminum (Al) on root elongation and on the reactions of these cations with Ca pectate. This model allows for genetic selection of plants and adaptation of individual plants to root environmental conditions.

SPAnDX: a process-based population dynamics model to explore management and climate change impacts on an invasive alien plant, Acacia nilotica

This paper describes a process-based metapopulation dynamics and phenology model of prickly acacia, Acacia nilotica, an invasive alien species in Australia. The model, SPAnDX, describes the interactions between riparian and upland sub-populations of A. nilotica within livestock paddocks, including the effects of extrinsic factors such as temperature, soil moisture availability and atmospheric concentrations of carbon dioxide. The model includes the effects of management events such as changing the livestock species or stocking rate, applying fire, and herbicide application. The predicted population behaviour of A. nilotica was sensitive to climate. Using 35 years daily weather datasets for five representative sites spanning the range of conditions that A. nilotica is found in Australia, the model predicted biomass levels that closely accord with expected values at each site. SPAnDX can be used as a decision-support tool in integrated weed management, and to explore the sensitivity of cultural management practices to climate change throughout the range of A. nilotica. The cohort-based DYMEX modelling package used to build and run SPAnDX provided several advantages over more traditional population modelling approaches (e.g. an appropriate specific formalism (discrete time, cohort-based, process-oriented), user-friendly graphical environment, extensible library of reusable components, and useful and flexible input/output support framework). (C) 2003 Published by Elsevier Science B.V.

Terceiro setor e pol??ticas p??blicas

Te??ricos apontam um estreitamento nas rela????es das entidades do terceiro setor com o Estado. Esta aproxima????o, numa perspectiva internacional, est?? inserida no que se convencionou chamar crise do Estado provedor e, portanto, na busca por modelos alternativos de implementa????o de pol??ticas sociais. No ??mbito nacional, a expans??o do terceiro setor ??, em parte, fruto da redemocratiza????o do pa??s, com a prolifera????o e o amadurecimento de iniciativas da sociedade civil. Este trabalho pretende contribuir para a reflex??o sobre o contexto onde surgem e se desenvolvem essas rela????es. Parece-nos que lan??ar luz sobre a id??ia de parceria pode colaborar na compreens??o das potencialidades e limites desse modelo de coopera????o intersetorial.

Sentidos que emergem do/circulam no trabalho docente na educação infantil

Este estudo focaliza a constituição do trabalho docente na Educação Infantil (EI), tomando como referência o cenário da EI articulado ao campo profissional, vinculado às especificidades da EI, na indissociabilidade do educar e do cuidar, no contexto de transformações do sistema educativo e da expansão da oferta da EI. Perspectiva compreender os sentidos que emergem do/circulam no trabalho docente na EI das auxiliares de creche e professoras que atuam com crianças de zero a três anos, quando mediadas por um processo de formação. É sustentado pelos pressupostos teórico-metodológicos bakhtinianos vinculados aos referenciais do trabalho docente e da formação no campo da educação infantil, com base numa configuração dialógica da compreensão. Articula essa ancoragem à pesquisa de abordagem qualitativa por meio dos procedimentos metodológicos de observação participante e entrevistas, tendo como campo de estudo a experiência de uma instituição de Educação Infantil. Os resultados demonstram tensionamentos entre formação continuada e vivência profissional, estendendo-se às profissionais docentes em situação funcional díspar diante da perspectiva pedagógica da indissociabilidade do educar e do cuidar. Os sentidos que emergiram e circularam, a partir das rodas de conversa propostas nesta pesquisa, abrangem a complexidade do trabalho docente na EI, configurado por lógicas hierárquicas no exercício da docência. Tais fundamentos incidem na diluição de um trabalho educativo pautado no compromisso pedagógico e na formação das crianças, pois, da forma como vêm sendo ampliadas e flexibilizadas as contratações, intensificam a fragilidade da função docente, no que tange à formação mínima exigida em lei para atuar na EI quanto na formação continuada.

As políticas da insegurança : da Scuderie Detetive Le Cocq às masmorras do novo Espírito Santo

A presente dissertação tem como objetivo a análise das políticas de segurança pública e justiça criminal no Espírito Santo entre 1989 e 2013, utilizando metodologia historiográfica e observando a distância entre os objetivos oficiais e as consequências práticas. No primeiro capítulo, me concentro na contextualização histórica das políticas criminais, analisando a formação organizacional do sistema punitivo brasileiro. Coloco ênfase, de um lado, no processo de militarização, isto é, a adoção de hierarquia, disciplina e formação militares nas agências de segurança pública, e de outro lado, e nas sucessivas legislações penais aprovadas pelo Congresso Nacional. Tais processos nacionais se refletem no Espírito Santo, onde se difundiram “grupos de extermínio” como a Scuderie Le Cocq, mas não havia política de segurança pública. A primeira surge em meio a grave crise política, entre 1999 e 2002. Mas os seus propósitos são mais avançados com o processo de reforma administrativa após 2003, quando o governo se esforça por impôr modelos de gestão empresariais e parcerias público privadas à administração estadual, incluindo a segurança pública e sistema penitenciário. Com isto, ocorre uma rápida expansão do encarceramento seletivo em condições extremas de superlotação e violência, desenvolvendo uma indústria carcerária. No segundo capítulo, realizo uma análise na qual relaciono informações criminais, penitenciárias, econômicas e demográficas, tanto no contexto do Brasil quanto do Espírito Santo. Constato que a repressão estatal tem “preferência” por homens, negros, jovens e de baixa escolaridade; por crimes de drogas e contra o patrimônio, com a utilização cada vez maior da prisão provisória. No Espírito Santo o encarceramento seletivo cresce em maior velocidade que na média nacional, o que se reflete no perfil da população carcerária, sendo esta ainda mais negra, jovem, de baixa escolaridade e presa por tráfico e drogas e em regime provisório, com frequentes denúncias fundamentadas de torturas, mortes e desaparecimentos forçados entre as populações criminalizadas.

O processo de produção das cidades a partir das intervenções urbanas : o caso do “Projeto Lerner” para Serra-ES

O processo de produção da cidade é contínuo e mutante, características essas propiciadas, em grande parte, pelos diversos agentes que compõem o espaço urbano. As intervenções urbanas cadenciam um ritmo acelerado às transformações que são inerentes à cidade. Para entender esse processo de produção é necessária a compreensão das relações existentes entre esses agentes e o seu papel na articulação, elaboração e implantação de uma intervenção urbana. Nesse contexto, é objetivo dessa dissertação o estudo dessas relações, tendo como estudo de caso o projeto de remodelação urbana desenvolvido pelo escritório do arquiteto Jaime Lerner “Contribuições ao Desenvolvimento Urbano Sustentável do Município de Serra”, contratado pela Prefeitura Municipal de Serra – ES. Serra é um município da Região Metropolitana da Grande Vitória significativo, tanto em termos populacionais, ficando atrás de Vila Velha, quanto economicamente, seu PIB fica atrás apenas da capital Vitória. Serra passa ainda por um processo de transformação urbana recente, onde destaca-se principalmente o crescimento dos condomínios fechados. Para tal, primeiramente, realizou-se um estudo sobre o município de Serra – ES, para posteriormente se voltar para agentes que compõem a cidade (Estado, capital imobiliário, planejador urbano e os segmentos sociais, na forma da participação popular). Por fim, a análise compreendeu o projeto de Jaime Lerner, as implicações dos agentes urbanos e seus possíveis rebatimentos no espaço urbano. Como resultados, em termos gerais, pôde-se perceber que o caráter “desenvolvimentista” ainda é bastante recorrente. Nas cidades e em Serra, a construção de um espaço urbano justo e igualitário é confundida com alargamento econômico, particularmente em Serra, pelo desenvolvimento do capital imobiliário, apoiado e impulsionado pelo Estado, tendo nas intervenções urbanas uma legitimação dessas ações. Pretende-se, ao final, contribuir para o entendimento da produção da cidade a partir de uma intervenção urbana que aparentemente é de interesse de todos os segmentos sociais, mas que privilegia apenas a parcela dominante da sociedade.Assim, espera-se que num futuro, essa dissertação auxilie positivamente a participação na produção urbana de todos os segmentos sociais.

Análise da eficiência técnica dos Institutos Federais de Educação, Ciência e Tecnologia

Este trabalho tem por objetivo identificar a eficiência técnica e as mudanças quanto à produtividade dos Institutos Federais de Educação, Ciência e Tecnologia (IF) no período de 2012 e 2013, perfazendo uma amostra formada por 19 unidades. Paralelamente a isso, procedeu-se a uma análise sobre a expansão da Rede Federal e os gastos correntes por aluno envolvido no processo de interiorização do ensino profissional e tecnológico. Como vertente teórica, discutiu-se a teoria do capital humano (SCHULTZ, 1960, 1961, 1962; BECKER, 1960; MINCER, 1958) junto às formas de investimentos em educação no Brasil e a sua política de prestação de contas. Para operacionalizar a pesquisa, verificou-se a eficiência técnica por meio da metodologia Análise Envoltória de Dados (DEA) utilizando os indicadores elaborados pela Secretaria de Educação Profissional e Tecnológica (SETEC) instituídos pelo Tribunal de Contas da União (TCU) e apresentados anualmente no Relatório de Prestação de Contas Anual. O resultado referente à eficiência demonstra que apenas 31% dos institutos federais analisados atingiram o escore de eficiência em 2012 e também em 2013. Porém, quando analisada a produtividade através do tempo com o Índice de Malmquist, é possível notar que 63% dos institutos federais estão se deslocando para a fronteira de eficiência demonstrando aumento do produto educação dentro das unidades. Adicionalmente, com o teste de diferença de médias (teste t), ocorreram evidências de que os institutos federais considerados eficientes apresentaram melhores resultados médios de concluintes e menores gastos correntes por aluno matriculado indicando que a obtenção do resultado pode não estar condicionada a maiores dispêndios financeiros.