Geochemistry of clinopyroxene megacrysts, xenocrysts, and phenocrysts in diabase dikes from ODP Hole 140-504B

We report the major, rare earth, and other trace element compositions of clinopyroxenes from two Leg 140, Hole 504B diabase dikes. These pyroxenes reflect a complex history of crystal growth and magma evolution. The large ranges of composition found reflect incorporation of exotic phenocrysts into the melt, the early formation of crystal clots before dike intrusion during an undercooling event, and in-situ fractionation of melt during and following dike emplacement. Some of the pyroxenes occur in coarse two- and three-phase glomerocrysts, which may be ôprotogabbrosö representing early stages of melt crystallization in the lower crust. Large variations in trace element composition are found. These likely reflect heterogeneous nucleation and growth of plagioclase and pyroxene in the melt, as well as complex interface kinetics that may affect partition coefficients during rapid crystal growth expected during undercooling. This can explain the formation of irregular chemical sector zoning in some equant anhedral phenocrysts. Undercooling of magmas in the lower crust most likely reflects input of fresh hot melt into a stagnating melt-storage zone. Dikes intruded upward from an inflated melt-storage zone during such a cycle are likely to be larger than those intruded from the storage zone between such cycles, when it would be deflated, consistent with the greater overall thickness of the phyric dikes in the Leg 140 section of Hole 504B.

Chemistry of various minerals of altered basalts from ODP Hole 111-504B

Basalts recovered from Hole 504B during ODP Leg 111 are more or less altered, but there is no sign of strong shear stress or widespread penetrative deformation; hence, they retain well their primary (igneous) structures and textures. The effect of alteration is recognized as the partial or total replacement of primary minerals (olivine, clinopyroxene, and plagioclase) by secondary minerals and as the development of secondary minerals in open spaces (e.g., veins, fractures, vugs, or breccia matrix). The secondary minerals include zeolite (laumontite and stilbite), prehnite, chlorite, epidote, Plagioclase (albite and/or oligoclase), amphibole (anthophyllite, cummingtonite, actinolite, and hornblende), sodic augite, sphene, talc, anhydrite, chalcopyrite, pyrite, Fe-Ti oxide, and quartz. Selected secondary minerals from several tens of samples were analyzed by means of an electron-probe microanalyzer; the results are presented along with brief considerations of their compositional features. In terms of the model basaltic system, the following two types of low-variance (three-phase) mineral assemblages were observed: prehnite-epidote-laumontite and prehnite-actinolite-epidote; both include chlorite, albite and/or oligoclase, sphene, and quartz. The mineral parageneses delineated by these low-variance mineral assemblages suggest that the metamorphic grade ranges from the zeolite facies to the prehnite-actinolite facies. The common occurrence of prehnite indicates that greenschist facies conditions were not attained even in the deepest level of Hole 504B, which, in a strict sense, contradicts the previous interpretation that the lower portion of Hole 504B suffered greenschist facies alteration.

(Table T1) Fluid inclusions in siltstone and sandstone grains from ODP Hole 210-1276A

Twenty samples of siltstones and sandstones were taken from Ocean Drilling Program Site 1276 during Leg 210 for fluid inclusion studies. With the exception of one sample of vein calcite, all inclusions were in quartz grains. The results of fluid-inclusion petrology and microthermometry indicate the presence of three fluid inclusion types (Types 1, 2, and 3). Type 1 fluid inclusions are two-phase (liquid + vapor) aqueous inclusions, and Type 2 inclusions are monophase fluid inclusions (liquid or vapor). These are common in all samples and are formed either as primary isolated inclusions or as secondary inclusions as trails along annealed fractures in the grain. Type 3 fluid inclusions are three-phase (liquid + vapor + solid) inclusions. Type 3 inclusions are rare and are observed as isolated inclusions or in a cluster with other types (i.e., Types 1 and 2). The predominant population throughout the different units sampled is two-phase (liquid + vapor) aqueous fluid inclusions (i.e., Type 1). The temperature of homogenization (TH) bivariate plots for Type 1 inclusions shows dominance throughout the hole of low- to medium-salinity fluids with minimum trapping temperatures between 150° and 400°C.

Pollen analyses of sediment core GeoB9508-5

Millennial-scale dry events in the Northern Hemisphere monsoon regions during the last Glacial period are commonly attributed to southward shifts of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) associated with an intensification of the northeasterly (NE) trade wind system during intervals of reduced Atlantic meridional overturning circulation (AMOC). Through the use of high-resolution last deglaciation pollen records from the continental slope off Senegal, our data show that one of the longest and most extreme droughts in the western Sahel history, which occurred during the North Atlantic Heinrich Stadial 1 (HS1), displayed a succession of three major phases. These phases progressed from an interval of maximum pollen representation of Saharan elements between ~19 and 17.4 kyr BP indicating the onset of aridity and intensified NE trade winds, followed by a millennial interlude of reduced input of Saharan pollen and increased input of Sahelian pollen, to a final phase between ~16.2 and 15 kyr BP that was characterized by a second maximum of Saharan pollen abundances. This change in the pollen assemblage indicates a mid-HS1 interlude of NE trade wind relaxation, occurring between two distinct trade wind maxima, along with an intensified mid-tropospheric African Easterly Jet (AEJ) indicating a substantial change in West African atmospheric processes. The pollen data thus suggest that although the NE trades have weakened, the Sahel drought remained severe during this time interval. Therefore, a simple strengthening of trade winds and a southward shift of the West African monsoon trough alone cannot fully explain millennial-scale Sahel droughts during periods of AMOC weakening. Instead, we suggest that an intensification of the AEJ is needed to explain the persistence of the drought during HS1. Simulations with the Community Climate System Model indicate that an intensified AEJ during periods of reduced AMOC affected the North African climate by enhancing moisture divergence over the West African realm, thereby extending the Sahel drought for about 4000 years.

Oxygen isotopes and hydrocarbon composition of gas hydrate and hydrate water from ODP Leg 165 sites

Ocean Drilling Program (ODP) Leg 164 recovered a number of large solid gas hydrate from Sites 994, 996, and 997 on the Blake Ridge. Sites 994 and 997 samples, either nodular or thick massive pieces, were subjected to laboratory analysis and measurements to determine the structure, molecular and isotopic composition, thermal conductivity, and equilibrium dissociation conditions. X-ray computed tomography (CT) imagery, X-ray diffraction, nuclear magnetic resonance (NMR), and Raman spectroscopy have revealed that the gas hydrates recovered from the Blake Ridge are nearly 100% methane gas hydrate of Structure I, cubic with a lattice constant of a = 11.95 ± 0.05 angström, and a molar ratio of water to gas (hydration number) of 6.2. The d18O of water is 2.67 per mil to 3.51 per mil SMOW, which is 3.5-4.0 heavier than the ambient interstitial waters. The d13C and dD of methane are -66 per mil to -70 per mil and -201 per mil to -206 per mil, respectively, suggesting that the methane was generated through bacterial CO2 reduction. Thermal conductivity values of the Blake Ridge hydrates range from 0.3 to 0.5 W/(m K). Equilibrium dissociation experiments indicate that the three-phase equilibrium for the specimen is 3.27 MPa at 274.7 K. This is almost identical to that of synthetic pure methane hydrate in freshwater.

Integración técnica y económica de energías renovables, en un sistema eléctrico liberalizado, a partir de vectores energéticos

El objetivo de la tesis es estudiar la bondad del almacenamiento de energía en hidrógeno para minorar los desvíos de energía respecto a su previsión de parques eólicos y huertas solares. Para ello se ha partido de datos de energías horarias previstas con 24 h de antelación y la energía real generada. Se ha procedido a dimensionar la planta de hidrógeno, a partir de una modelización de la operación de la misma, teniendo siempre como objetivo la limitación de los desvíos. Posteriormente, se ha procedido a simular la operación de la planta con dos objetivos en mente, uno limitar los desvíos y por otro lado operar la planta como una central de bombeo, generando hidrógeno en horas valle y generando electricidad en horas punta. Las dos simulaciones se han aplicado a tres parques eólicos de diferentes potencias, y a una huerta solar fotovoltaica. Se ha realizado un estudio económico para determinar la viabilidad de las plantas dimensionadas, obteniendo como resultado que no son viables a día de hoy y con la estimación de precios considerada, necesitando disminuir considerablemente los costes, dependiendo fuertemente de la bondad de los métodos de previsión de viento. Por último se ha estudiado la influencia de la disminución de los desvíos generados sobre una red tipo de 30 nudos, obteniendo como resultado, que si bien no disminuyen sensiblemente los extra costes generados en regulación, sí que mejora la penetración de las energías renovables no despachables en la red. Se observa disminuyen los vertidos eólicos cuando se usa la planta de hidrógeno. ABSTRACT The aim of this thesis is to study the benefit of hydrogen energy storage to minimize energy deviations of Wind Power and Solar Photovoltaic (PV) Power Plants compared to its forecast. To achieve this goal, first of all we have started with hourly energy data provided 24 h in advance (scheduled energy), and real generation (measured energy). Secondly, It has been sized the hydrogen plant, from a modeling of its working mode, always keeping the goal in mind of limiting energy imbalances. Subsequently, It have been simulated the plant working mode following two goals, one, to limit energy imbalances and secondly to operate the plant as a pumping power plant, generating hydrogen-in valley hours and generating electricity at peak hours. The two simulations have been applied to three wind power plants with different installed power capacities, and a photovoltaic solar power plant. It has been done an economic analysis in order to determine the viability of this sized plants, turning out not viable plants today with the estimated prices considered, requiring significantly lower costs, depending heavily on the reliability of the Wind Power forecast methods. Finally, It has been studied the influence of decreasing measured imbalances (of energy) in a 30 grid node, resulting that, while it not reduces significantly the extra costs generated by reserve power, it does improve the penetration of non-manageable renewable energy on the grid, by reducing the curtailments of power of these plants.

Water Deficit and Spatial Pattern of Leaf Development. Variability in Responses Can Be Simulated Using a Simple Model of Leaf Development1

We analyzed the effect of short-term water deficits at different periods of sunflower (Helianthus annuus L.) leaf development on the spatial and temporal patterns of tissue expansion and epidermal cell division. Six water-deficit periods were imposed with similar and constant values of soil water content, predawn leaf water potential and [ABA] in the xylem sap, and with negligible reduction of the rate of photosynthesis. Water deficit did not affect the duration of expansion and division. Regardless of their timing, deficits reduced relative expansion rate by 36% and relative cell division rate by 39% (cells blocked at the G0-G1 phase) in all positions within the leaf. However, reductions in final leaf area and cell number in a given zone of the leaf largely differed with the timing of deficit, with a maximum effect for earliest deficits. Individual cell area was only affected during the periods when division slowed down. These behaviors could be simulated in all leaf zones and for all timings by assuming that water deficit affects relative cell division rate and relative expansion rate independently, and that leaf development in each zone follows a stable three-phase pattern in which duration of each phase is stable if expressed in thermal time (C. Granier and F. Tardieu [1998b] Plant Cell Environ 21: 695–703).

Avaliação de microtécnicas de extração para análise de lamotrigina em plasma de pacientes epilépticos por eletroforese capilar

A lamotrigina (LTG) é um fármaco pertencente à classe das feniltriazinas utilizado no tratamento de crises epilépticas generalizadas e focais e no tratamento adjunto da epilepsia refratária. Devido à alta variabilidade interindividual, às interações medicamentosas e aos efeitos adversos apresentados durante a administração da LTG, a monitorização terapêutica nos pacientes que fazem uso deste fármaco é necessária para ajuste de dose individual e evitar os efeitos adversos. Assim, o objetivo deste trabalho foi a avaliação de duas técnicas de microextração: a microextração em fase líquida com fibras ocas (HF-LPME) e a microextração líquido-líquido dispersiva (DLLME) para análise da lamotrigina em amostras de plasma de pacientes epilépticos. Primeiramente foram definidas as condições eletroforéticas: foi utilizado um capilar de sílica fundida de 75 ?m de diâmetro interno e 50 cm de comprimento efetivo. O eletrólito de corrida (BGE) foi composto por ácido 2-morfolinoetanosulfônico (MES), na concentração de 130 mmol L-1 e pH 5,0. As análises foram realizadas à temperatura de 20°C e tensão de 15 kV. A amostra foi injetada hidrodinamicamente (0,5 psi por 10 s) e a detecção foi feita em 214 nm. Nestas condições a LTG e o padrão interno (PI), lidocaína, puderam ser analisados em menos de 7 minutos. A HF-LPME foi avaliada no modo de 3 fases, usando 500 ?L de plasma e 3,5 mL de solução fosfato de sódio 50 mmol L-1 pH 9,0 como fase doadora. O solvente utilizado para impregnar a fibra foi o 1-octanol. Como fase aceptora foram utilizados 60 ?L de solução de ácido clorídrico pH 4,0. Para avaliação da DLLME, foi necessária uma etapa de pré-tratamento da amostra (500 ?L de plasma) com 1 mL de acetonitrila. Após isto, 1,3 mL do sobrenadante foram adicionados a 4 mL de solução fosfato de sódio 50 mmol L-1 pH 9,0 e 120 ?L de clorofórmio (solvente extrator) foram injetados nesta amostra aquosa e 165 ?L de fase sedimentada foram recuperados. As características de desempenho analítico para ambos os métodos foram avaliadas, sendo obtida linearidade na faixa de concentração plasmática de 1-20 ?g/mL e limite inferior de quantificação (LIQ) de 1 ?g mL-1. Os ensaios de precisão e exatidão apresentaram valores de acordo com os guias oficiais. Além disso, os métodos foram seletivos, não apresentaram efeito residual e as amostras foram estáveis. Os valores de recuperação foram de 54,3 e 23% para HF-LPME e DLLME, respectivamente. Os métodos validados foram aplicados com sucesso em amostras de plasma de pacientes epilépticos em tratamento com a LTG. Além disso, as duas técnicas foram comparadas e a HF-LPME apresentou vantagens em relação à DLLME, mostrando ser uma técnica promissora para análise de matrizes complexas, com reduzido consumo de solvente orgânico e possibilidade de automação.

Um modelo multiescala concorrente para representar o processo de fissuração do concreto.

Este trabalho propõe uma técnica de modelagem multiescala concorrente do concreto considerando duas escalas distintas: a mesoescala, onde o concreto é modelado como um material heterogêneo, e a macroescala, na qual o concreto é tratado como um material homogêneo. A heterogeneidade da estrutura mesoscópica do concreto é idealizada considerando três fases distintas, compostas pelos agregados graúdos e argamassa (matriz), estes considerados materiais homogêneos, e zona de transição interfacial (ZTI), tratada como a parte mais fraca entre as três fases. O agregado graúdo é gerado a partir de uma curva granulométrica e posicionado na matriz de forma aleatória. Seu comportamento mecânico é descrito por um modelo constitutivo elástico-linear, devido a sua maior resistência quando comparado com as outras duas fases do concreto. Elementos finitos contínuos com alta relação de aspecto em conjunto com um modelo constitutivo de dano são usados para representar o comportamento não linear do concreto, decorrente da iniciação de fissuras na ZTI e posterior propagação para a matriz, dando lugar à formação de macrofissuras. Os elementos finitos de interface com alta relação de aspecto são inseridos entre todos os elementos regulares da matriz e entre os da matriz e agregados, representando a ZTI, tornando-se potenciais caminhos de propagação de fissuras. No estado limite, quando a espessura do elemento de interface tende a zero (h ?0) e, consequentemente, a relação de aspecto tende a infinito, estes elementos apresentam a mesma cinemática da aproximação contínua de descontinuidades fortes (ACDF), sendo apropriados para representar a formação de descontinuidades associados a fissuras, similar aos modelos coesivos. Um modelo de dano à tração é proposto para representar o comportamento mecânico não linear das interfaces, associado à formação de fissuras, ou até mesmo ao eventual fechamento destas. A fim de contornar os problemas causados pela malha de elementos finitos de transição entre as malhas da macro e da mesoescala, que, em geral, apresentam diferenças expressivas 5 de refinamento, utiliza-se uma técnica recente de acoplamento de malhas não conformes. Esta técnica é baseada na definição de elementos finitos de acoplamento (EFAs), os quais são capazes de estabelecer a continuidade de deslocamento entre malhas geradas de forma completamente independentes, sem aumentar a quantidade total de graus de liberdade do problema, podendo ser utilizados tanto para acoplar malhas não sobrepostas quanto sobrepostas. Para tornar possível a análise em multiescala em casos nos quais a região de localização de deformações não pode ser definida a priori, propõe-se uma técnica multiescala adaptativa. Nesta abordagem, usa-se a distribuição de tensões da escala macroscópica como um indicador para alterar a modelagem das regiões críticas, substituindo-se a macroescala pela mesoescala durante a análise. Consequentemente, a malha macroscópica é automaticamente substituída por uma malha mesoscópica, onde o comportamento não linear está na iminência de ocorrer. Testes numéricos são desenvolvidos para mostrar a capacidade do modelo proposto de representar o processo de iniciação e propagação de fissuras na região tracionada do concreto. Os resultados numéricos são comparados com os resultados experimentais ou com aqueles obtidos através da simulação direta em mesoescala (SDM).

Multiclassificador inteligente de falhas no domínio do tempo em motores de indução trifásicos alimentados por inversores de frequência

Os motores de indução desempenham um importante papel na indústria, fato este que destaca a importância do correto diagnóstico e classificação de falhas ainda em fase inicial de sua evolução, possibilitando aumento na produtividade e, principalmente, eliminando graves danos aos processos e às máquinas. Assim, a proposta desta tese consiste em apresentar um multiclassificador inteligente para o diagnóstico de motor sem defeitos, falhas de curto-circuito nos enrolamentos do estator, falhas de rotor e falhas de rolamentos em motores de indução trifásicos acionados por diferentes modelos de inversores de frequência por meio da análise das amplitudes dos sinais de corrente de estator no domínio do tempo. Para avaliar a precisão de classificação frente aos diversos níveis de severidade das falhas, foram comparados os desempenhos de quatro técnicas distintas de aprendizado de máquina; a saber: (i) Rede Fuzzy Artmap, (ii) Rede Perceptron Multicamadas, (iii) Máquina de Vetores de Suporte e (iv) k-Vizinhos-Próximos. Resultados experimentais obtidos a partir de 13.574 ensaios experimentais são apresentados para validar o estudo considerando uma ampla faixa de frequências de operação, bem como regimes de conjugado de carga em 5 motores diferentes.