Comparação de desempenho entre a formulação direta do Método dos Elementos de Contorno com Funções Radiais e o Método dos Elementos Finitos em problemas de Poisson e Helmholtz

O presente trabalho objetiva avaliar o desempenho do MECID (Método dos Elementos de Contorno com Interpolação Direta) para resolver o termo integral referente à inércia na Equação de Helmholtz e, deste modo, permitir a modelagem do Problema de Autovalor assim como calcular as frequências naturais, comparando-o com os resultados obtidos pelo MEF (Método dos Elementos Finitos), gerado pela Formulação Clássica de Galerkin. Em primeira instância, serão abordados alguns problemas governados pela equação de Poisson, possibilitando iniciar a comparação de desempenho entre os métodos numéricos aqui abordados. Os problemas resolvidos se aplicam em diferentes e importantes áreas da engenharia, como na transmissão de calor, no eletromagnetismo e em problemas elásticos particulares. Em termos numéricos, sabe-se das dificuldades existentes na aproximação precisa de distribuições mais complexas de cargas, fontes ou sorvedouros no interior do domínio para qualquer técnica de contorno. No entanto, este trabalho mostra que, apesar de tais dificuldades, o desempenho do Método dos Elementos de Contorno é superior, tanto no cálculo da variável básica, quanto na sua derivada. Para tanto, são resolvidos problemas bidimensionais referentes a membranas elásticas, esforços em barras devido ao peso próprio e problemas de determinação de frequências naturais em problemas acústicos em domínios fechados, dentre outros apresentados, utilizando malhas com diferentes graus de refinamento, além de elementos lineares com funções de bases radiais para o MECID e funções base de interpolação polinomial de grau (um) para o MEF. São geradas curvas de desempenho através do cálculo do erro médio percentual para cada malha, demonstrando a convergência e a precisão de cada método. Os resultados também são comparados com as soluções analíticas, quando disponíveis, para cada exemplo resolvido neste trabalho.

Efeitos da depleção de nitrogênio sobre a biomassa e produção lipídica lipídica de três espécies de microalgas fitoplânticas

O uso de lipídios obtidos a partir da biomassa de microalgas tem sido descrito como uma alternativa promissora para a indústria petro-diesel e envolve etapas como o cultivo de microalgas, separação da biomassa e extração de lipídios. Para viabilizar a produção em larga escala, é necessário selecionar as espécies mais produtivas, diminuir os custos de produção e determinar as condições ideais de cultivo. Os gêneros Chlorella, Desmodesmus e Ankistrodesmus apresentam características favoráveis à produção comercial, tendo sido então selecionada uma espécie de cada no presente trabalho. O objetivo do estudo foi avaliar diferentes condições de cultivo de Ankistrodesmus fusiformis, Chlorella vulgaris e Desmodesmus spinosus visando o aumento da produtividade em biomassa e lipídios totais. As algas foram identificadas e cultivadas em laboratório, em condições controladas de temperatura a 26ºC (±1), aeração por borbulhamento à pressão ambiente e luminosidade fornecida por lâmpadas fluorescentes, com intensidade de 47,25 μmol de fótons m-2.s-1 (3500 lux), fotoperiodo de 12h e pH 7, sob duas concentrações estressantes de nitrato de sódio (0,10 g/L e 0,05g/L). Os cultivos duraram em média 16 dias, sendo as curvas de crescimento construídas com dados de espectrofotometria óptica coletados a cada 48h, e a biomassa obtida ao final do cultivo por centrifugação e liofilização de cada unidade experimental. Para extração dos lipídios totais, foi utilizada a mistura de clorofórmio: metanol (1:2), segundo a metodologia de Bligh & Dyer (1959). Os tratamentos de estresse em D.spinosus resultaram em maior acúmulo lipídico, com aumento de até 149,7%, porém com drástica diminuição do crescimento e biomassa. Em C. vulgaris, nos tratamentos de estresse, verificou-se apenas ligeiro aumento do peso seco e teor de lipídios, não havendo diferença significativa entre os tratamentos e o controle. Da mesma forma, A.fusiformis não mostrou respostas significativas ao estresse pela redução de nitrato de sódio do meio, havendo ligeira diminuição do conteúdo lipídico e aumento do crescimento e biomassa. Com respostas diferentes para cada espécie estudada, evidencia-se a necessidade do conhecimento da fisiologia e autoecologia da cepa a ser cultivada em escala comercial visando à produção de ácidos graxos para fins de biodiesel.

Estudo sobre acetilação da isoniazida em pacientes com tuberculose pulmonar e da sua implicação na redução ou eliminação da carga bacilar no escarro

A N-acetiltransferase 2 é a principal enzima responsável pelo metabolismo e inativação da isoniazida no organismo humano. Mutações no gene NAT2 levam a 3 perfis genotípicos de acetilação que alteram os níveis séricos do fármaco: acetiladores lentos, intermediários e rápidos, o que pode alterar o desfecho terapêutico. O objetivo do estudo foi investigar se os diferentes perfis podem influenciar no tempo de negativação da cultura de escarro, e se existe correlação entre carga bacilar e gravidade da doença com tempo de conversão da cultura. A população de estudo foi composta por 62 pacientes, que tiveram seus DNAs sequenciados para identificação de mutações no gene NAT2 e seus perfis de acetilação determinados. A análise genotípica detectou 10 SNPs, sendo as mutações 341 T>C (39,65%) e 481 C>T (38,71%) as mais frequentes. A determinação das variantes alélicas identificou NAT2*5B (29,03%), NAT2*6A (23,39%) e NAT2*4 (24,19%) como os alelos mais frequentes e NAT2*5B/*5B como o genótipo mais frequente (20,4%). Dentre os 62 pacientes, foi possível correlacionar tempo de negativação da cultura e perfil de acetilação entre 43 deles, os quais 58,3% e 55,6% tiveram o genótipo lento com maior frequência no mês 1 e mês 3, respectivamente. Por meio de dados microbiológicos, a carga bacilar e a gravidade da doença também foram comparadas com o tempo de negativação, indicando que os pacientes com doença moderada ou avançada (76,7%) e aqueles com carga bacilar alta (60,4%), não tiveram associação estatística com o tempo de conversão da cultura. Por último, curvas de crescimento de isolados de M. tuberculosis de pacientes foram construídas para verificar possíveis diferenças na duração da fase lag entre os isolados, porém não foi observada diferença estatística entre elas. Com base nos resultados encontrados, verifica-se que não existe associação entre o perfil de acetilação do paciente, a carga bacilar, a gravidade da doença e o tempo de negativação da cultura de escarro

Efeito da privação de sono paradoxal e do bloqueio da síntese da corticosterona sobre os limiares da reação de defesa induzida pela estimulação elétrica da matéria cinzenta periaquedutal e colículo superior

O Transtorno do pânico (TP) é um transtorno mental comum que afeta até 5% da população em algum momento da vida, sendo caracterizada pela presença de ataques de pânico (AP) recorrentes. Constitui uma psicopatologia que pode ser afetada pela privação do sono (PS), relação que ainda é pouco compreendida. Neste contexto, modelos experimentais de AP e de PS são ferramentas úteis na investigação dessa possível correlação, especialmente motivado pela crescente condição de privação de sono, que tem se tornado cada vez mais frequente na sociedade moderna. Assim, este estudo avaliou os efeitos da privação de sono paradoxal (PSP) sobre os limiares dos comportamentos defensivos induzidos por estimulação intracraniana (EI) da MCPD e CS de ratos num modelo experimental de AP, assim como verificou a influência da corticosterona sobre esses limiares. Foram utilizados 160 ratos Wistar machos (300g), organizados em 4 grupos com 40 animais cada, como se segue: Grupo Controle (CTR) submetido à EI, porém sem PSP; Grupo Privação (PRV), submetido à EI e privado por 96 horas; Grupo Privação + Bloqueio da corticosterona (PRB), submetido ao tratamento com metirapona, EI, e privado por 96 horas, e Grupo Controle + Bloqueio da corticosterona (CTB), submetido ao tratamento com metirapona e EI, porém sem privação de sono. Após 10 dias do implante cirúrgico intracraniano de eletrodo na MCPD e CS, os animais passaram por 5 sessões de estimulação, como se segue: 1ª (TRI) considerada triagem - imediatamente antes da privação, 2ª (P48) após 48h de privação, 3ª (P96) após 96h de privação, 4ª (R48) após 48h de retirada da privação e 5ª (R96) após 96h de retirada da privação. As curvas de limiares das respostas individuais de defesa obtidas nas várias sessões de estimulação da MCPD e CS (TRI, P48, P96, R48 e R96) dos ratos foram comparadas entre si, bem como as curvas de limiares de uma dada resposta nos diferentes grupos (CTR, PRV, CTB e PRB). Além disso, os níveis de corticosterona (CORT) foram dosados nas diferentes sessões de EI, e comparadas num mesmo grupo, bem como nos diferentes grupos. No grupo CTR, todos os comportamentos foram iguais em todas as sessões quando comparados à TRI, entretanto, nos animais privados (PRV), o limiar do galope (GLP) reduziu significativamente em R48 e R96, não ocorrendo xix alterações nos demais comportamentos. Em contraste, no grupo PRB, o Trote (TRT) aumentou a partir de P48, enquanto o GLP não foi alterado em nenhuma sessão de EI. Na comparação entre os grupos, em Salto (SLT), Micção (MIC), Exoftalmia (EXO), Imobilidade (IMO), Defecação (DEF), TRT e GLP, não sofreram alterações decorrentes da CORT produzida decorrente da PSP, sugerindo que a corticosterona não altera os comportamentos defensivos característicos do Ataque de Pânico. Em adição, tais resultados sugerem que os efeitos tardios da PSP sobre os limiares de GLP possivelmente se devam a mecanismos neuroquímicos tempo-dependente.

Lime and fertilizer recommendation system for coconut trees

Fertilizer recommendation to most agricultural crops is based on response curves. Such curves are constructed from field experimental data, obtained for a particular condition and may not be reliable to be applied to other regions. The aim of this study was to develop a Lime and Fertilizer Recommendation System for Coconut Crop based on the nutritional balance. The System considers the expected productivity and plant nutrient use efficiency to estimate nutrient demand, and effective rooting layer, soil nutrient availability, as well as any other nutrient input to estimate the nutrient supply. Comparing the nutrient demand with the nutrient supply the System defines the nutrient balance. If the balance for a given nutrient is negative, lime and, or, fertilization is recommended. On the other hand, if the balance is positive, no lime or fertilizer is needed. For coconut trees, the fertilization regime is divided in three stages: fertilization at the planting spot, band fertilization and fertilization at the production phase. The data set for the development of the System for coconut trees was obtained from the literature. The recommendations generated by the System were compared to those derived from recommendation tables used for coconut crop in Brazil. The main differences between the two procedures were for the P rate applied in the planting hole, which was higher in the proposed System because the tables do not pay heed to the pit volume, whereas the N and K rates were lower. The crop demand for K is very high, and the rates recommended by the System are superior to the table recommendations for the formation and initial production stage. The fertilizer recommendations by the System are higher for the phase of coconut tree growth as compared to the production phase, because greater amount of biomass is produced in the first phase.

Radial Distortion Self-Calibration

In cameras with radial distortion, straight lines in space are in general mapped to curves in the image. Although epipolar geometry also gets distorted, there is a set of special epipolar lines that remain straight, namely those that go through the distortion center. By finding these straight epipolar lines in camera pairs we can obtain constraints on the distortion center(s) without any calibration object or plumbline assumptions in the scene. Although this holds for all radial distortion models we conceptually prove this idea using the division distortion model and the radial fundamental matrix which allow for a very simple closed form solution of the distortion center from two views (same distortion) or three views (different distortions). The non-iterative nature of our approach makes it immune to local minima and allows finding the distortion center also for cropped images or those where no good prior exists. Besides this, we give comprehensive relations between different undistortion models and discuss advantages and drawbacks.

Root growth of Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. treated with humic acids isolated from typical soils of Rio de Janeiro state, Brazil

Humic substances isolated from soil organic matter had been used as stimulators of plant metabolism. Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. with only five chromosomes, short cycle and size, is an important model to evaluate the physiological effects of these substances, which are qualitatively and quantitatively influenced by morphogenesis, mineralogy and chemistry of soils. The objective of this study was to evaluate the ambience effects on bioactivity of humic acids. A and B horizons of four typical soils of the North Fluminense were sampled. After isolation and purification, humic acids were applied to plants in increasing concentrations. The number and length of lateral roots and main root length were evaluated and, subsequently, the concentrations of maximum stimulation were determined by dose-response curves and regression equations. The results showed that more stable humic acids isolated from soil in less advanced stages of weathering, high activity clay and high base saturation resulted in better physiological stimulants for Arabidopsis.

Diagnostic performance of visual screening tests in the elderly

This study aimed to determine and evaluate the diagnostic accuracy of visual screening tests for detecting vision loss in elderly. This study is defined as study of diagnostic performance. The diagnostic accuracy of 5 visual tests -near convergence point, near accommodation point, stereopsis, contrast sensibility and amsler grid—was evaluated by means of the ROC method (receiver operating characteristics curves), sensitivity, specificity, positive and negative likelihood ratios (LR+/LR−). Visual acuity was used as the reference standard. A sample of 44 elderly aged 76.7 years (±9.32), who were institutionalized, was collected. The curves of contrast sensitivity and stereopsis are the most accurate (area under the curves were 0.814−p = 0.001, C.I.95%[0.653;0.975]— and 0.713−p = 0.027, C.I.95%[0,540;0,887], respectively). The scores with the best diagnostic validity for the stereopsis test were 0.605 (sensitivity 0.87, specificity 0.54; LR+ 1.89, LR−0.24) and 0.610 (sensitivity 0.81, specificity 0.54; LR+1.75, LR−0.36). The scores with higher diagnostic validity for the contrast sensibility test were 0.530 (sensitivity 0.94, specificity 0.69; LR+ 3.04, LR−0.09). The contrast sensitivity and stereopsis test's proved to be clinically useful in detecting vision loss in the elderly.

An electro-rheological study of the nematic liquid crystal 4-n-heptyl-4'-cyanobiphenyl

An experimental and theoretical study of the electro-rheological effects observed in the nematic phase of 4-n-heptyl-4'-cyanobiphenyl has been conducted. This liquid crystal appears to be a model system, in which the observed rheological behaviour can be interpreted by the Leslie-Ericksen continuum theory for low molecular weight liquid crystals. Flow curves are illustrated at different temperatures and under the influence of an external electric field ranging from 0 to 3 kV mm-1, applied perpendicular to the direction of flow. Also presented is the apparent viscosity as a function of temperature, over similar values of electric field, obtained at different shear rates. A master flow curve has been constructed for each temperature by dividing the shear rate by the square of the electric field and multiplying by the square of a reference value of electric field. In a log-log plot, two Newtonian plateaux are found to appear at low and high shear rates, connected by a shear-thinning region. We have applied the Leslie-Ericksen continuum theory, in which the director alignment angle is a function of the electric field and the flow field boundary conditions are neglected, to determine viscoelastic parameters and the dielectric anisotropy.

Statistical motion learning for improved transform domain Wyner-Ziv video coding

Wyner - Ziv (WZ) video coding is a particular case of distributed video coding (DVC), the recent video coding paradigm based on the Slepian - Wolf and Wyner - Ziv theorems which exploits the source temporal correlation at the decoder and not at the encoder as in predictive video coding. Although some progress has been made in the last years, WZ video coding is still far from the compression performance of predictive video coding, especially for high and complex motion contents. The WZ video codec adopted in this study is based on a transform domain WZ video coding architecture with feedback channel-driven rate control, whose modules have been improved with some recent coding tools. This study proposes a novel motion learning approach to successively improve the rate-distortion (RD) performance of the WZ video codec as the decoding proceeds, making use of the already decoded transform bands to improve the decoding process for the remaining transform bands. The results obtained reveal gains up to 2.3 dB in the RD curves against the performance for the same codec without the proposed motion learning approach for high motion sequences and long group of pictures (GOP) sizes.

Palaeomagnetism, rock magnetism and AMS of the Cabo Magmatic Province, NE Brazil, and the opening of South Atlantic

P>Reconstruction of the South Atlantic opening has long been a matter of debate and several models have been proposed. One problem in tracing properly the Atlantic history arises from the existence of a long interval without geomagnetic reversals, the Cretaceous Normal Superchron, for which ages are difficult to assign. Palaeomagnetism may help in addressing this issue if high-quality palaeomagnetic poles are available for the two drifting continental blocks, and if precise absolute ages are available. In this work we have investigated the Cabo Magmatic Province, northeastern Brazil, recently dated at 102 +/- 1 Ma (zircon fission tracks, Ar39/Ar40). All volcanic and plutonic rocks showed stable thermal and AF demagnetization patterns, and exhibit primary magnetic signatures. AMS data also support a primary origin for the magnetic fabric and is interpreted to be contemporaneous of the rock formation. The obtained pole is located at 335.9 degrees E/87.9 degrees S (N = 24; A(95) = 2.5; K = 138) and satisfies modern quality criteria, resulting in a reference pole for South America at similar to 100 Ma. This new pole also gives an insight to test and discuss the kinematic models currently proposed for the South Atlantic opening during mid-Cretaceous.

A practical approach for profit-based unit commitment with emission limitations

This paper proposes a practical approach for profit-based unit commitment (PBUC) with emission limitations. Under deregulation, unit commitment has evolved from a minimum-cost optimisation problem to a profit-based optimisation problem. However, as a consequence of growing environmental concern, the impact of fossil-fuelled power plants must be considered, giving rise to emission limitations. The simultaneous address of the profit with the emission is taken into account in our practical approach by a multiobjective optimisation (MO) problem. Hence, trade-off Curves between profit and emission are obtained for different energy price profiles, in a way to aid decision-makers concerning emission allowance trading. Moreover, a new parameter is presented, ratio of change, and the corresponding gradient angle, enabling the proper selection of a compromise commitment for the units. A case study based on the standard IEEE 30-bus system is presented to illustrate the proficiency Of Our practical approach for the new competitive and environmentally constrained electricity supply industry.

Unit Commitment in a Competitive and Emission Constrained Environment

This paper is on the unit commitment problem, considering not only the economic perspective, but also the environmental perspective. We propose a bi-objective approach to handle the problem with conflicting profit and emission objectives. Numerical results based on the standard IEEE 30-bus test system illustrate the proficiency of the proposed approach.

Identification of tsunami-induced deposits using numerical modeling and rock magnetism techniques: A study case of the 1755 Lisbon tsunami in Algarve, Portugal

Storm- and tsunami-deposits are generated by similar depositional mechanisms making their discrimination hard to establish using classic sedimentologic methods. Here we propose an original approach to identify tsunami-induced deposits by combining numerical simulation and rock magnetism. To test our method, we investigate the tsunami deposit of the Boca do Rio estuary generated by the 1755 earthquake in Lisbon which is well described in the literature. We first test the 1755 tsunami scenario using a numerical inundation model to provide physical parameters for the tsunami wave. Then we use concentration (MS. SIRM) and grain size (chi(ARM), ARM, B1/2, ARM/SIRM) sensitive magnetic proxies coupled with SEM microscopy to unravel the magnetic mineralogy of the tsunami-induced deposit and its associated depositional mechanisms. In order to study the connection between the tsunami deposit and the different sedimentologic units present in the estuary, magnetic data were processed by multivariate statistical analyses. Our numerical simulation show a large inundation of the estuary with flow depths varying from 0.5 to 6 m and run up of similar to 7 m. Magnetic data show a dominance of paramagnetic minerals (quartz) mixed with lesser amount of ferromagnetic minerals, namely titanomagnetite and titanohematite both of a detrital origin and reworked from the underlying units. Multivariate statistical analyses indicate a better connection between the tsunami-induced deposit and a mixture of Units C and D. All these results point to a scenario where the energy released by the tsunami wave was strong enough to overtop and erode important amount of sand from the littoral dune and mixed it with reworked materials from underlying layers at least 1 m in depth. The method tested here represents an original and promising tool to identify tsunami-induced deposits in similar embayed beach environments.

Magma flow, exsolution processes and rock metasomatism in the Great Messejana-Plasencia dyke (Iberian Peninsula)

Magma flow in dykes is still not well understood; some reported magnetic fabrics are contradictory and the potential effects of exsolution and metasomatism processes on the magnetic properties are issues open to debate. Therefore, a long dyke made of segments with different thickness, which record distinct degrees of metasomatism, the Messejana-Plasencia dyke (MPD), was studied. Oriented dolerite samples were collected along several cross-sections and characterized by means of microscopy and magnetic analyses. The results obtained show that the effects of metasomatism on rock mineralogy are important, and that the metasomatic processes can greatly influence anisotropy degree and mean susceptibility only when rocks are strongly affected by metasomatism. Petrography, scanning electron microscopy (SEM) and bulk magnetic analyses show a high-temperature oxidation-exsolution event, experienced by the very early Ti-spinels, during the early stages of magma cooling, which was mostly observed in central domains of the thick dyke segments. Exsolution reduced the grain size of the magnetic carrier (multidomain to single domain transformation), thus producing composite fabrics involving inverse fabrics. These are likely responsible for a significant number of the 'abnormal' fabrics, which make the interpretation of magma flow much more complex. By choosing to use only the 'normal' fabric for magma flow determination, we have reduced by 50 per cent the number of relevant sites. In these sites, the imbrication angle of the magnetic foliation relative to dyke wall strongly suggests flow with end-members indicating vertical-dominated flow (seven sites) and horizontal-dominated flow (three sites).