Rapid Biodiversity Assessment and Monitoring Method for Highly Diverse Benthic Communities: A Case Study of Mediterranean Coralligenous Outcrops

Increasing anthropogenic pressures urge enhanced knowledge and understanding of the current state of marine biodiversity. This baseline information is pivotal to explore present trends, detect future modifications and propose adequate management actions for marine ecosystems. Coralligenous outcrops are a highly diverse and structurally complex deep-water habitat faced with major threats in the Mediterranean Sea. Despite its ecological, aesthetic and economic value, coralligenous biodiversity patterns are still poorly understood. There is currently no single sampling method that has been demonstrated to be sufficiently representative to ensure adequate community assessment and monitoring in this habitat. Therefore, we propose a rapid non-destructive protocol for biodiversity assessment and monitoring of coralligenous outcrops providing good estimates of its structure and species composition, based on photographic sampling and the determination of presence/absence of macrobenthic species. We used an extensive photographic survey, covering several spatial scales (100s of m to 100s of km) within the NW Mediterranean and including 2 different coralligenous assemblages: Paramuricea clavata (PCA) and Corallium rubrum assemblage (CRA). This approach allowed us to determine the minimal sampling area for each assemblage (5000 cm² for PCA and 2500 cm²for CRA). In addition, we conclude that 3 replicates provide an optimal sampling effort in order to maximize the species number and to assess the main biodiversity patterns of studied assemblages in variability studies requiring replicates. We contend that the proposed sampling approach provides a valuable tool for management and conservation planning, monitoring and research programs focused on coralligenous outcrops, potentially also applicable in other benthic ecosystems

A simple and reliable method for the screening of transgenic tobacco plants

Even though much improvement has been made in plant transformation methods, the screening of transgenic plants is often a laborious work. Most approaches for detecting the transgene in transformed plants are still timeconsuming, and can be quite expensive. The objective of this study was to search for a simpler method to screen for transgenic plants. The infiltration of kanamycin (100 mg/mL) into tobacco leaves resulted in conspicuous chlorotic spots on the non-transgenic plant leaves, while no spots were seen on the leaves of transformed plants. This reaction occurred regardless of age of the tested plants, and the method has proven to be simple, fast, non-destructive, relatively cheap, and reliable. These results were comparable to those obtained by the polymerase chain reaction (PCR) amplification of the transgene using specific primers.

Brittle to ductile transition in a fiber bundle with strong heterogeneity

We analyze the failure process of a two-component system with widely different fracture strength in the framework of a fiber bundle model with localized load sharing. A fraction 0≤α≤1 of the bundle is strong and it is represented by unbreakable fibers, while fibers of the weak component have randomly distributed failure strength. Computer simulations revealed that there exists a critical composition αc which separates two qualitatively different behaviors: Below the critical point, the failure of the bundle is brittle, characterized by an abrupt damage growth within the breakable part of the system. Above αc, however, the macroscopic response becomes ductile, providing stability during the entire breaking process. The transition occurs at an astonishingly low fraction of strong fibers which can have importance for applications. We show that in the ductile phase, the size distribution of breaking bursts has a power law functional form with an exponent μ=2 followed by an exponential cutoff. In the brittle phase, the power law also prevails but with a higher exponent μ=92. The transition between the two phases shows analogies to continuous phase transitions. Analyzing the microstructure of the damage, it was found that at the beginning of the fracture process cracks nucleate randomly, while later on growth and coalescence of cracks dominate, which give rise to power law distributed crack sizes.

Pakkausrakenteenmateriaalinvalinta ja rakennesuunnittelu

Epäherkkien räjähteiden teknologian käyttö mahdollistaa räjähdeturvallisuuden ja sa-malla sotilaallisen suorituskyvyn parantumisen. Suomen Puolustusvoimat päätti IM-teknologian käyttöönotosta vuonna 2004, mikä on edellyttänyt räjähdevalmistajilta tuotteidensa kehitystoimenpiteitä. Yksi osa-alue erään räjähdevalmistajan ajopanostuotteen kehitystyöstä on Exel Oyj:n valmistama panospakkaus, joka pyritään kehittämään uudistuneiden vaatimusten mukaiseksi. Tässä diplomityössä selvitettiin IM-tuotteen vaatimukset ja laadittiin panospakkauksen vaatimusprofiili, jonka perusteella tehtiinkirjallisen selvitys ballistisista materiaaleista. Panospakkauksen rakenneratkaisut perustuivat materiaalinvalintaan, joka toteutettiin ominaisarvovertailulla.Rakenneratkaisuja testattiin sekä ballistisesti että mekaanisilla testausmenetelmillä. Lisäksi testausmenetelmien välille tehtiin korrelaatiovertailuja, joidentulokset ovat lupaavia. Projektin lopputuloksena saatiin kehitettyä Exel Oyj:lle panospakkausratkaisu, jolla voidaan edistää suojattavan tuotteen IM-vaatimusten täyttymistä. Rakenteelle toteutetun lujuusanalyysin perusteella pakkausrakennetta voidaan pitää käyttökohteeseen soveltuvana.

Aplicación de la técnica de espectrometría de fluorescencia de rayos-X en el estudio de la dispersión de metales en áreas mineras

One critical factor for success in characterizing metals polluting mining environments so as to be able to eliminate them and subsequently recover these areas depends upon a speedy and correct response in the analysis of samples. Rapid, simultaneous, multi-element analysis can be undertaken using X-ray fluorescence spectrometry, a versatile, non-destructive analytical technique commonly employed to identify both major and minor elements in samples related to environmental studies. An additional advantage of this technique is the possibility of conducting the analysis directly on solid samples, which is extremely convenient when dealing with environmental samples that are difficult to dissolve, such as soils, sediments and mining wastes. Moreover, in recent years the development of spectrometers equipped with digital-signal processors combined with enlarged X-ray production, using better designs for excitation-detection, has contributed to an improvement in instrumental sensitivity, thus allowing us to detect important polluting elements such as Cd and Pb at trace levels. In this paper the authors describe, on the basis of their own experience, some interesting applications of XRF spectrometry for the analysis of several types of environmental samples related to the study of the dispersion of metals within mining environments: (A) analysis of mining wastes, soils and sediments; (B) analysis of samples of vegetation used as bioindicators or related to phytoremediation studies; and (C) analysis of water samples related to mining operations

Buccal swabs allow efficient and reliable microsatellite genotyping in amphibians

Buccal swabs have recently been used as a minimally invasive sampling method in genetic studies of wild populations, including amphibian species. Yet it is not known to date what is the level of reliability for microsatellite genotypes obtained using such samples. Allelic dropout and false alleles may affect the genotyping derived from buccal samples. Here we quantified the success of microsatellite amplification and the rates of genotyping errors using buccal swabs in two amphibian species, the Alpine newt Triturus alpestris and the Green tree frog Hyla arborea, and we estimated two important parameters for downstream analyses, namely the number of repetitions required to achieve typing reliability and the probability of identity among genotypes. Amplification success was high, and only one locus tested required two to three repetitions to achieve reliable genotypes, showing that buccal swabbing is a very efficient approach allowing good quality DNA retrieval. This sampling method which allows avoiding the controversial toe-clipping will likely prove very useful in the context of amphibian conservation.

Prediction of hip fracture risk by quantitative ultrasound in more than 7000 Swiss women > or =70 years of age: comparison of three technologically different bone ultrasound devices in the SEMOF study.

To compare the prediction of hip fracture risk of several bone ultrasounds (QUS), 7062 Swiss women > or =70 years of age were measured with three QUSs (two of the heel, one of the phalanges). Heel QUSs were both predictive of hip fracture risk, whereas the phalanges QUS was not. INTRODUCTION: As the number of hip fracture is expected to increase during these next decades, it is important to develop strategies to detect subjects at risk. Quantitative bone ultrasound (QUS), an ionizing radiation-free method, which is transportable, could be interesting for this purpose. MATERIALS AND METHODS: The Swiss Evaluation of the Methods of Measurement of Osteoporotic Fracture Risk (SEMOF) study is a multicenter cohort study, which compared three QUSs for the assessment of hip fracture risk in a sample of 7609 elderly ambulatory women > or =70 years of age. Two QUSs measured the heel (Achilles+; GE-Lunar and Sahara; Hologic), and one measured the heel (DBM Sonic 1200; IGEA). The Cox proportional hazards regression was used to estimate the hazard of the first hip fracture, adjusted for age, BMI, and center, and the area under the ROC curves were calculated to compare the devices and their parameters. RESULTS: From the 7609 women who were included in the study, 7062 women 75.2 +/- 3.1 (SD) years of age were prospectively followed for 2.9 +/- 0.8 years. Eighty women reported a hip fracture. A decrease by 1 SD of the QUS variables corresponded to an increase of the hip fracture risk from 2.3 (95% CI, 1.7, 3.1) to 2.6 (95% CI, 1.9, 3.4) for the three variables of Achilles+ and from 2.2 (95% CI, 1.7, 3.0) to 2.4 (95% CI, 1.8, 3.2) for the three variables of Sahara. Risk gradients did not differ significantly among the variables of the two heel QUS devices. On the other hand, the phalanges QUS (DBM Sonic 1200) was not predictive of hip fracture risk, with an adjusted hazard risk of 1.2 (95% CI, 0.9, 1.5), even after reanalysis of the digitalized data and using different cut-off levels (1700 or 1570 m/s). CONCLUSIONS: In this elderly women population, heel QUS devices were both predictive of hip fracture risk, whereas the phalanges QUS device was not.

Puukuitulujitteiset muovikomposiitit puunjalostusteollisuudessa

Puukuitulujitteisten muovikomposiittien käyttömäärät ovat maailmanlaajuisesti kasvaneet jatkuvasti viimeisen 15 vuoden aikana.Kasvun on ennustettu jatkuvan voimakkaana myös tulevaisuudessa. Diplomityön tavoitteena oli selvittää puukuitulujitteisten muovikomposiittimateriaalien soveltuvuus erääseen, mahdollisesti rakennusteollisuuden käyttöön tulevaan, tuotteeseen. Tutkittaviksi materiaaliyhdistelmiksi valittiin sekä kerta- että kestomuovin ja puu- jauhon seos. Puujauho oli koivupuista sahaus- ja hiontajätettä. Molemmissa tapauksissa puun osuus komposiitissa oli 30 p-%. Koekappaleiden valmistuksessakäytettiin koivupuisia muotteja, joihin materiaali annosteltiin. Kertamuovin japuujauhon seos kovettui huoneenlämmössä. Kestomuovin ja puujauhon seoksen sulatukseen käytettiin lämmitettävillä puristinlevyillä varustettua aihiopuristinta. Koekappaleille määritettiin taivutuslujuudet taivutuskokeen avulla. Koekappaleiden taivutuslujuuksia verrattiin mm. lattialastulevyn ja koivuliimalevyn arvoihin. Liimalevyn taivutuslujuus muihin verrattuna oli huomattavasti suurempi. Komposiittimateriaalista valmistettujen koekappaleiden taivutuslujuus oli lähellä lattia-lastulevyn tasoa, osittain jonkin verran parempikin. Diplomityössä saatujen tulosten perusteella voidaan todeta puukuitulujitteisilla muovikomposiiteilla olevan kehityspotentiaalia myös tutkimuskohteen tyyppisissä ratkaisuissa. Jatkotutkimusta tulisi kohdistaa ennen kaikkea kestomuovipohjaisen komposiittimateriaalinsuuntaan.

Effect of meal ingestion on liver stiffness in patients with cirrhosis and portal hypertension.

BACKGROUND AND AIMS: Liver stiffness is increasingly used in the non-invasive evaluation of chronic liver diseases. Liver stiffness correlates with hepatic venous pressure gradient (HVPG) in patients with cirrhosis and holds prognostic value in this population. Hence, accuracy in its measurement is needed. Several factors independent of fibrosis influence liver stiffness, but there is insufficient information on whether meal ingestion modifies liver stiffness in cirrhosis. We investigated the changes in liver stiffness occurring after the ingestion of a liquid standard test meal in this population. METHODS: In 19 patients with cirrhosis and esophageal varices (9 alcoholic, 9 HCV-related, 1 NASH; Child score 6.9±1.8), liver stiffness (transient elastography), portal blood flow (PBF) and hepatic artery blood flow (HABF) (Doppler-Ultrasound) were measured before and 30 minutes after receiving a standard mixed liquid meal. In 10 the HVPG changes were also measured. RESULTS: Post-prandial hyperemia was accompanied by a marked increase in liver stiffness (+27±33%; p<0.0001). Changes in liver stiffness did not correlate with PBF changes, but directly correlated with HABF changes (r = 0.658; p = 0.002). After the meal, those patients showing a decrease in HABF (n = 13) had a less marked increase of liver stiffness as compared to patients in whom HABF increased (n = 6; +12±21% vs. +62±29%,p<0.0001). As expected, post-prandial hyperemia was associated with an increase in HVPG (n = 10; +26±13%, p = 0.003), but changes in liver stiffness did not correlate with HVPG changes. CONCLUSIONS: Liver stiffness increases markedly after a liquid test meal in patients with cirrhosis, suggesting that its measurement should be performed in standardized fasting conditions. The hepatic artery buffer response appears an important factor modulating postprandial changes of liver stiffness. The post-prandial increase in HVPG cannot be predicted by changes in liver stiffness.

Komposiittivaipan moderni optimisuunnittelu ja toteutus

Tavoitteena tällä tutkimuksella on soveltaa modernin optimisuunnittelun keinoja komposiittimuovisen nestesäiliön lieriömäisen vaipparakenteen suunnittelemiseksi optimaalisen tyydyttäviksi valmistustekniikan ja kustannusten kannalta. Kuormituksia on kahdenlaisia. Säiliön sisällä on neste, joka tuottaa hydrostaattisen painekuorman ja järjestelmään kytketty puhallin tuottaa ulkoisen ylipaineen. Säiliöt ovat pystysäiliöitä ja ne tukeutuvat alustaan suoran pohjalaatan avulla. FEM- malleissa kuoren alaosat ovat jäykästi kiinnitettyjä ja yläosissa säteensuuntaiset siirtymät ovat estettyjä. Materiaaleiksi kuoreen on valittu kahdella eri menetelmällä lujitetut komposiittimateriaalit. Kantavan kerroksen toimintona on kantaa kuormat. Sulkukerros toimii korroosiosuojana ja sen lujuus on kantavaa kerrosta pienempi. Keinoina käytetään ensin innovatiivista suunnittelua optimaalisten lähtövaihtoehtojen ideoimiseksi ja valitsemiseksi jatkokehittelyä varten. Tavoitteena on asiakkaan tyytyväisyyden maksimointi huomioiden tuotteen kustannukset ja kesto. Yhtenä suunnittelun keinona on käytetty kuoriteoriaa ja komposiittien materiaalimalleja. Kestoehtoina on sovellettu komposiiteille soveltuvia kriteerejä. Toisena keinona käytetään FEM-laskentaa. Elementtityypiksi on valittu kaksiulotteinen kuorielementti, jossa on ortotrooppisen ainemallin mukaiset materiaaliominaisuudet. Jännitystuloksien merkittävyys keston kannalta selvitettiin Tsai-Hillin kriteerillä. Tuloksina saatiin ensin innovoitua rakenteelle kaksi päävaihtoehtoa, joita alettiin optimoida. Valitussa ratkaisussa on huomioitu kokonaisuus ja eri yksityiskohdat, kuten paino, jäykisteet kustannustehokkuus, valmistusnopeus, laatu, hävikit, päästöt, lujuus ja kilpailukykyinen myyntihinta. Yhteenvetona voidaan todeta, että käytetyt keinot ovat hyvin tehokkaita ja niillä voidaan suunnitella ja toteuttaa komposiittirakenteita, jotka tyydyttävät optimaalisesti loppukäyttäjän teknis- taloudelliset vaatimukset. Lisäksi tulokset osoittavat, että standardin ja FEM-laskennan ennustukset ovat lähellä toisiaan sylinterimäisillä kuoriosilla, mutta standardit suosittavat suurempia mittoja itse jäykisteille.

Hitsauksen laadunvarmistus teräsrakentamisessa

Suomessa on tapahtunut 2000-luvulla neljä kappaletta ns. suuronnettomuuden vaaratilanteiksi luokiteltavaa teräsrakenteiden vaurioitumisesta aiheutunutta onnettomuutta, joista yksi johti ihmishengen menetykseen. Onnettomuuden syynä oli huonolaatuisten pienahitsien pettäminen kuormituksen alaisena, joka puolestaan oli seurausta puutteellisesta hitsauksen laadunvarmistuksesta. Teräsrakenteiden valmistus ja hitsaus eivät ole yhtä tarkan viranomaisvalvonnan alaista kuten esimerkiksi painelaitteiden valmistus, vaikka teräsrakenteiden vaurioitumisesta aiheutuvat riskit ovat erittäin merkittäviä. Työn tavoitteena oli tutustua onnettomuustapauksiin, teräsrakenteista annettuihin viranomaismääräyksiin sekä ohjeisiin ja esittää laadunvarmistustoimenpiteitä, joiden avulla voidaan varmistua hitsaustyön riittävästä laadusta teräsrakentamisessa. Näitä laadunvarmistustoimenpiteitä ovat mm. hitsaushenkilöstön pätevöinti, hitsausohjeiden käyttäminen, ainetta rikkomattomat tarkastukset ja rakennesuunnitelmien tarkastukset. Toisena tavoitteena oli kartoittaa rakenteiden valmistajien ja pääurakoitsijoiden nykyistä tilannetta laadunvarmistuksen osalta sekä selvittää kiinnostusta kolmannen osapuolen tarjoamiin laadunvarmistuspalveluihin. Kyselyiden perusteella laadunvarmistuspalveluille on olemassa kysyntää tietyin kustannuksiin liittyvin varauksin. Palveluista eniten kiinnostusta herättivät ainetta rikkomattomat tarkastukset ja rakennesuunnitelmien tarkastukset.

Assessment of the discrimination of animal fat by FT_Raman spectroscopy

In recent years, there has been an increased attention towards the composition of feeding fats. In the aftermath of the BSE crisis all animal by-products utilised in animal nutrition have been subjected to close scrutiny. Regulation requires that the material belongs to the category of animal by-products fit for human consumption. This implies the use of reliable techniques in order to insure the safety of products. The feasibility of using rapid and non-destructive methods, to control the composition of feedstuffs on animal fats has been studied. Fourier Transform Raman spectroscopy has been chosen for its advantage to give detailed structural information. Data were treated using chemometric methods as PCA and PLS-DA which have permitted to separate well the different classes of animal fats. The same methodology was applied on fats from various types of feedstock and production technology processes. PLS-DA model for the discrimination of animal fats from the other categories presents a sensitivity and a specificity of 0.958 and 0.914, respectively. These results encourage the use of FT-Raman spectroscopy to discriminate animal fats.

Törmäysystävällisen valaisinpylvään tuotteistaminen

Euroopan unioni on tiukentanut teiden laitteiden ja tukirakenteiden törmäysturvallisuusvaatimuksia. Uuden standardoinnin tarkoituksena on lieventää ajoneuvon kuljettajan ja matkustajan vammojen vakavuutta ajoneuvon törmätessä tielaitteiden pysyviin rakenteisiin. Käytännössä rakenteiden tulee hidastaa ajoneuvon nopeutta hallitusti eri törmäysnopeuksilla, jolloin matkustajaan kohdistuvat kiihtyvyydet eivät aiheuta vakavaa loukkaantumisriskiä. Vuonna 2005 Mikkelin ammattikorkeakoulun YTI-tutkimuskeskus ja Tehomet Oy kehittivät ensimmäisen version törmäysystävällisestä valaisinpylväästä. Tässä diplomityössä tavoitteena oli kehittää aikaisemmin tehdystä versiosta helpommin valmistettava versio sekä parantaa pylvään törmäyskäyttäytymistä. Valmistusmenetelmistä valittiin pultruusio, kuitukelaus, alipaineinjektio ja RTM. Menetelmille suunniteltiin soveltuvat rakenteet ja laskettiin rakenteiden valmistuskustannukset. Pultruusiolla, alipaineinjektiolla ja RTM:11ä valmistettiin koe-erä esitörmäyskokeita varten. Esitörmäyskokeiden jälkeen valittiin valmistusmenetelmäksi RTM. TKK/Tielaboratorion virallisissa testeissä kehitetylle pylväälle myönnettiin HE2-turvaluokitus. Hanketta jatketaan kehittämällä valmistusprosessia tehokkaammaksi uudistamalla muottitekniikkaa sekä ottamalla käyttöön lujiteaihiot. Tavoitteena on käynnistää tuotanto keväällä 2008. Kehitetty pylväs esitellään kansainvälisillä "Sähkö, Tele, Valo- ja AV 2008"-messuilla Jyväskylän Paviljongissa 6.-8.2.2008.

Disseny de les llantes en material compòsit de les rodes davanteres i roda posterior del vehicle de baix consum "Àguila"

Durant els últims dos anys un grup d’estudiants de l’Escola Politècnica Superior de laUniversitat de Girona han construït i evolucionat un prototip per competir en la Shell EcoMarathon, una cursa de caràcter internacional que es celebra cada any a Nogaro (França) ia on l’objectiu primordial és aconseguir el mínim consum. Equips de diferents països delmón recorren amb els seus prototips la mateixa distància i el guanyador és qui en finalitzarhagi fet servir menys quantitat de combustible. La intenció de l’equip és continuar competint en aquest cursa durant els propers anys, peraquest motiu cada any es plantegen noves modificacions a realitzar per tal d’aconseguir unprototip més competitiu. Una de les modificacions consisteix en substituir les actuals llantesd’alumini equipades en el vehicle per unes llantes lenticulars fabricades en fibra de carboni.Aquestes llantes en material compòsit representen una millora en prestacions respecte lesllantes convencionals en reduir la inèrcia.Escollir la fibra de carboni com el material a emprar no ha estat a l’atzar. Els avantatges quecomporta la fibra de carboni en referència als rati rigidesa/pes i resistència/pes sónindiscutibles. La resistència a la fatiga d’aquest tipus de material és més elevada que la del’alumini, material utilitzat en les actuals llantes, a més, la voluntat d’entendre millor elcomportament i els processos de fabricació d’aquest material per part dels membres del’equip posicionen a la fibra de carboni com el material més idoni.La solució final adoptada pel disseny de les llantes consta per la unió adhesiva de duespeces iguals fabricades en fibra de carboni. La facilitat de poder fabricar dos “plats” simètricsresulta el punt fort d’aquest disseny, el qual, amb un únic motllo s’arriben a construir latotalitat de les llantes