Using mouse dynamics to assess stress during online exams

"Lecture notes in computer science series", ISSN 0302-9743, vol. 9121

Fundamental concepts in multibody dynamics

In this chapter, the fundamental ingredients related to formulation of the equations of motion for multibody systems are described. In particular, aspects such as degrees of freedom, types of coordinates, basic kinematics joints and types of analysis in multibody systems are briefly characterized. Illustrative examples of application are also presented to better clarify the fundamental issues for spatial rigid multibody systems, which are of crucial importance in the formulation development of mathematical models of mechanical systems, as well as its computational implementation.

Introduction [to Contact force models for multibody dynamics]

"Series: Solid mechanics and its applications, vol. 226"

Numerical methods in multibody system dynamics

"Series: Solid mechanics and its applications, vol. 226"

Contact force models for multibody dynamics

"Series: Solid mechanics and its applications, vol. 226"

Gas exchange during exercise in different evolutional stages of chronic Chagas' heart disease

OBJECTIVE: To compare gas exchange at rest and during exercise in patients with chronic Chagas' heart disease grouped according to the Los Andes clinical/hemodynamic classification. METHODS: We studied 15 healthy volunteers and 52 patients grouped according to the Los Andes clinical/hemodynamic classification as follows: 17 patients in group IA (normal electrocardiogram/echocardiogram), 9 patients in group IB (normal electrocardiogram and abnormal echocardiogram), 14 patients in group II (abnormal electrocardiogram/echocardiogram, without congestive heart failure), and 12 patients in group III (abnormal electrocardiogram/echocardiogram with congestive heart failure). The following variables were analyzed: oxygen consumption (V O2), carbon dioxide production (V CO2), gas exchange rate (R), inspiratory current volume (V IC), expiratory current volume (V EC), respiratory frequency, minute volume (V E), heart rate (HR), maximum load, O2 pulse, and ventilatory anaerobic threshold (AT). RESULTS: When compared with the healthy group, patients in groups II and III showed significant changes in the following variables: V O2peak, V CO2peak, V ICpeak, V ECpeak, E, HR, and maximum load. Group IA showed significantly better results for these same variables as compared with group III. CONCLUSION: The functional capacity of patients in the initial phase of chronic Chagas' heart disease is higher than that of patients in an advanced phase and shows a decrease that follows the loss in cardiac-hemodynamic performance.

On the frictional contacts in multibody system dynamics

"Series title: Computational methods in applied sciences, ISSN1871-3033, vol. 42"

The electoral dynamics of human development

This paper analyses the impact of elections on the dynamics of human development in a panel of 82 countries over the period 1980-2013. The incidence of partisan and political support effects is also taken into account. A GMM estimator is employed in the empirical analysis and the results point out to the presence of an electoral cycle in the growth rate of human development. Majority governments also influence it, but no clear evidence is found regarding partisan effects. The electoral cycles have proved to be stronger in non-OECD countries, in countries with less frequent elections, with lower levels of income and human development, in presidential and non-plurality systems and in proportional representation regimes. They have also become more intense in this millennium.

Role of sirtuin 3 on mitochondrial dynamics in Huntington's disease striatal cells

Dissertação de mestrado em Genética Molecular

Anaerobic oxidation of methane associated with sulfate reduction in a natural freshwater gas source

The occurrence of anaerobic oxidation of methane (AOM) and trace methane oxidation (TMO) was investigated in a freshwater natural gas source. Sediment samples were taken and analyzed for potential electron acceptors coupled to AOM. Long-term incubations with 13C-labeled CH4 (13CH4) and different electron acceptors showed that both AOM and TMO occurred. In most conditions, 13C-labeled CO2 (13CO2) simultaneously increased with methane formation, which is typical for TMO. In the presence of nitrate, neither methane formation nor methane oxidation occurred. Net AOM was measured only with sulfate as electron acceptor. Here, sulfide production occurred simultaneously with 13CO2 production and no methanogenesis occurred, excluding TMO as a possible source for 13CO2 production from 13CH4. Archaeal 16S rRNA gene analysis showed the highest presence of ANME-2a/b (ANaerobic MEthane oxidizing archaea) and AAA (AOM Associated Archaea) sequences in the incubations with methane and sulfate as compared with only methane addition. Higher abundance of ANME-2a/b in incubations with methane and sulfate as compared with only sulfate addition was shown by qPCR analysis. Bacterial 16S rRNA gene analysis showed the presence of sulfate-reducing bacteria belonging to SEEP-SRB1. This is the first report that explicitly shows that AOM is associated with sulfate reduction in an enrichment culture of ANME-2a/b and AAA methanotrophs and SEEP-SRB1 sulfate reducers from a low-saline environment.

Development of a subject-specific musculoskeletal shoulder model : inverse and forward dynamics applications

A prevalência de pessoas que referem dor no complexo articular do ombro, com concomitante limitação na capacidade para realizar atividades da vida diária, é elevada. Estes níveis de prevalência sobrecarregam quer os utentes, como a própria sociedade. A evidência científica atual indicia a existência de uma relação entre as alterações da articulação escápulo-torácica e as patologias associadas à articulação gleno-umeral. A capacidade de quantificar, cinemática e cineticamente, as disfunções ao nível das articulações escápulo-torácica e gleno-umeral, é algo de enorme importância, quer para a comunidade biomecânica, como para a clínica. No decorrer dos trabalhos desta tese foi desenvolvido, através do software OpenSim, um modelo tridimensional músculo-esquelético do complexo articular do ombro que inclui a representação do tórax/coluna, clavícula, omoplata, úmero, rádio, cúbito e articulações que permitem os movimentos relativos desses segmentos, assim como, 16 músculos e 4 ligamentos. Com um total de 11 graus de liberdade, incluindo um novo modelo articular escápulo-torácico, os resultados demonstram que este é capaz de reconstruir de forma precisa e rápida os movimentos escápulo-torácicos e glenoumerais, recorrendo para tal, à cinemática inversa, e à dinâmica inversa e direta. Conta ainda com um método de transformação inovador para determinar, com base nas especificidades dos sujeitos, os locais de inserção muscular. As principais motivações subjacentes ao desenvolvimento desta tese foram contribuir para o aprofundar do atual conhecimento sobre as disfunções do complexo articular do ombro e, simultaneamente, proporcionar à comunidade clínica uma ferramenta biomecânica de livre acesso com o intuito de melhor suportar as decisões clínicas e dessa forma concorrer para uma prática mais efetiva.

Manipulación acustica del orden y dinámica molecular en estructuras mesomorficas de organización lamelar. Acoustic manipulation of molecular order and dynamics in mesomorphic structures of lamellar organization.

El control de propiedades hidrodinámicas capaces de influir en la mecánica de ruptura y poración de sistemas lamelares o membranas es de fundamental interés para diferentes aplicaciones biotecnológicas. Resulta de particular interés la conexión entre los procesos microscópicos relacionados al tipo de moléculas o unidades básicas, el orden determinado en el auto-ensamblado de las mismas y la dinámica local del sistema, con las propiedades físicas que determinan el comportamiento macroscópico bajo estimulación acústica. Resultados logrados recientemente sugieren la existencia de resonancias hidrodinámicas que podrian ser utilizadas para lograr la inestabilidad del sistema a baja potencia acústica. Se realizaran estudios experimentales utilizando principalmente técnicas que combinan resonancia magnética nuclear (RMN) y la sonicación de la muestra. También se realizarán estudios teóricos y simulaciones numéricas que permitan modelar los sistemas bajo estudio. Se propone dar continuidad al desarrollo de una técnica de relaxometría magnética nuclear en la cual se estimula acústicamente a la muestra durante el proceso de relajación magnética nuclear, y continuar la implementación de técnicas de RMN con resolución espacial que permitan complementar los estudios mencionados. Se espera comprender los mecanismos físicos que determinan la estabilidad de fases lamelares, logrando un modelo verificable y consistente que permita relacionar las propiedades mecánicas e hidrodinámicas con las propiedades de orden y dinámica molecular. Asimismo, se espera lograr avances en el desarrollo de las técnicas experimentales involucradas. La importancia del proyecto radica en el enfoque del problema. A diferencia de casi la totalidad de los estudios reportados, nuestro interés se enfoca en mecanismos de interacción entre la membrana y el campo acústico que sean eficientes a baja potencia acústica, en un régimen donde los gradientes térmicos y la cavitación sean despreciables.

Dinámica Cuántica de Sistemas Complejos: Fundamentos y Aplicaciones. Quantum Dynamics in Complex Systems: Fundamentals and Aplications.

El procedimiento de revertir la dinámica colectiva (diablillo de Loschmidt apresurado) mediante un pulso de radio frecuencia, permite generar un Eco de Loschmidt, es decir la refocalización de una excitación localizada. Alternativamente, en acústica es posible implementar un Espejo de Reversión Temporal, que consiste en la progresiva inyección de una débil excitación ultrasónica en la periferia de un sistema, para construir una excitación que se propaga "hacia atrás". Así, podemos afirmar que es posible revertir y controlar la dinámica. Sin embargo, aún no se posee una comprensión detallada de los mecanismos que gobiernan estos procedimientos. Este proyecto busca responder las preguntas que posibilitan esta comprensión.

Integración de la industria del gas natural en el Mercosur. Un modelo de redes

El objetivo de este trabajo es identificar la política óptima (considerando producción, transporte y regulación) para la integración de la industria de gas natural en el Mercosur. Se analizarán factores que promueven o limitan la integración en la región. Utilizando un modelo matemático de flujo de redes, se minimizará el costo total (producción y transporte) para la región en su conjunto, satisfaciendo las restricciones de producción, capacidad de transporte y equilibrio (oferta igual a demanda) en cada nodo. El costo total (CT) de la producción y transporte de gas natural (considerando nodos para cada país en la región) es la función objetivo. El proceso de optimización consiste en identificar el nivel de gas natural producido y transportado que minimiza el costo total del sistema para la región. El modelo es estático, no considerando una optimización dinámica con relación a las reservas remanentes. Restricciones Consideramos cuatro restricciones en operación, a saber: 1. Equilibrio en los nodos: esta ecuación establece el equilibrio entre la oferta y la demanda de gas natural en cada nodo. La oferta incluye la producción local y las importaciones. Por su parte, la demanda incluye el consumo doméstico más las exportaciones. 2. Capacidad de producción en cada cuenca: esta restricción establece que las cantidades producidas en cada cuenca debería ser menor o igual a su capacidad de producción. Ello también permite la existencia de una utilización no plena de la capacidad. La capacidad máxima de producción en cada cuenca está determinada sobre la base de una medida de política para cada país a través de la cual el horizonte de consumo de las reservas probadas está establecido. Dada esta relación, el límite sobre la producción de cada año está fijado. En otras palabras, el nivel de producción no está basado ni en la capacidad instalada de producción ni en los precios, sino en la política de agotamiento decidida sobre las reservas probadas en el año de calibración del modelo. Esto permite diferentes escenarios para el análisis. Para las simulaciones se tomó el ratio de reservas a producción en el año de calibración del modelo. 3. Capacidad de transporte: el gas transportado a través de un gasoducto (los operativos y aquellos que están en plan de construcción), en general, y el gas transportado desde cada cuenca a cada mercado, en particular, debería ser menor o igual a la capacidad del gasoducto. 4. Nivel no negativo de gas natural producido: esto evita la existencia de soluciones inconsistentes no sólo desde un punto de vista económico sino también técnico. Referencias Banco Interamericano de Desarrollo BID (2001). Integración Energética en el Mercosur Ampliado, Washington DC. Beato, Paulina and Juan Benavides (2004). Gas Market Integration in the Southern Cone. Inter-American Development Bank. Washington, D.C. Conrad, Jon M. (1999). Resource Economics. Cambridge University Press. United States of America. Dasgupta, P.S. and G. M. Heal (1979). Economic Theory and Exhaustible Resources. Cambridge University Press. United States of America. Dos Santos, Edmilson M, Victorio E. Oxilia Dávalos, and Murilo T. Werneck Fagá (2006). “Natural Gas Integration in Latin America: Forward or Backwards?”. Revue de l’Energie, Nº 571, mai-juin. Fagundes de Almeida, E.L. y Trebat, N. (2004). “Drivers and barriers to cross-border gas trade in the southern cone”. Oil, Gas & Energy Law Intelligence, Vol. 2, Nº 3, Julio. Givogri, Pablo (2007). “Condiciones de abastecimiento y precios de la industria del gas de Argentina en los próximos años”. Fundación Mediterránea. Julio. Córdoba, Argentina. Kozulj, Roberto (2004). “La industria del gas natural en América del Sur: situación y posibilidades de la integración de los mercados”. Serie Recursos Naturales e Infraestructura. Nº 77. CEPAL. Santiago de Chile, Chile. Diciembre.