Design for Survival: Sustainability for Planet and Structure

Buildings in Port Aransas encounter drastic environmental challenges: the potential catastrophic storm surge and high winds from a hurricane, and daily conditions hostile to buildings, vehicles, and even most vegetation. Its location a few hundred feet from the Gulf of Mexico and near-tropical latitude expose buildings to continuous high humidity, winds laden with scouring sand and corrosive salt, and extremes of temperature and ultraviolet light. Building construction methods are able to address each of these, but doing so in a sustainable way creates significant challenges. The new research building at the Marine Science Institute has been designed and is being constructed to meet the demand for both survivability and sustainability. It is tracking towards formal certification as a LEED Gold structure while being robust and resistant to the harsh coastal environment. The effects of a hurricane are mitigated by elevating buildings and providing a windproof envelope. Ground-level enclosures are designed to be sacrificial and non-structural so they can wash or blow away without imposing damage on the upper portions of the building, and only non-critical functions and equipment will be supported within them. Design features that integrate survivability with sustainability include: orientation of building axis; integral shading from direct summer sunlight; light wells; photovoltaic arrays; collection of rainwater and air conditioning condensate for use in landscape irrigation; reduced impervious cover; xeriscaping and indigenous plants; recycling of waste heat from air conditioning systems; roofing system that reflects light and heat; long life, low maintenance stainless steel, high-tensile vinyl, hard-anodized aluminum and hot-dipped galvanized mountings throughout; chloride-resistant concrete; reduced visual impact; recycling of construction materials.

Relativistic velocity - potential hydrodynamics and stellar stability

The equations of relativistic, perfect-fluid hydrodynamics are cast in Eulerian form using six scalar "velocity-potential" fields, each of which has an equation of evolution. These equations determine the motion of the fluid through the equation

U_ʋ=µ^-1 (ø,_ʋ + αβ,_ʋ + ƟS,_ʋ).

Einstein's equations and the velocity-potential hydrodynamical equations follow from a variational principle whose action is

I = (R + 16π p) (-g)^1/2 d⁴x,

where R is the scalar curvature of spacetime and p is the pressure of the fluid. These equations are also cast into Hamiltonian form, with Hamiltonian density –T₀⁰ (-g^oo)^-1/2.

The second variation of the action is used as the Lagrangian governing the evolution of small perturbations of differentially rotating stellar models. In Newtonian gravity this leads to linear dynamical stability criteria already known. In general relativity it leads to a new sufficient condition for the stability of such models against arbitrary perturbations.

By introducing three scalar fields defined by

ρ ᵴ = ∇λ + ∇x(xi + ∇xɣi)

(where ᵴ is the vector displacement of the perturbed fluid element, ρ is the mass-density, and i, is an arbitrary vector), the Newtonian stability criteria are greatly simplified for the purpose of practical applications. The relativistic stability criterion is not yet in a form that permits practical calculations, but ways to place it in such a form are discussed.

Kiribilen kosmologia kuantikorako sarrera

Gradu amaierako lan hau kiribilen kosmologia kuantikorako sarrera bat da. Lan honek 4 kapi- tulu ditu. Lehenengoan, sarrera bezala grabitazio kuantikoak izan duen bilakaera historikoa jaso da, halako teoria bat garatzeko motibazioak eta zailtasunak, eta honen garapenean kosmologia kuantikoak duen papera azalduz. Lanean, oro har, grabitazio kuantikoaren teoria bat eraikitzeko formalismo “kanonikoa” jarraitu da, alegia, erlatibitate orokorraren formulazio hamiltondarra era- biliz teoria kuantikoa garatzea. Bigarren kapituluan grabitazioaren teoria klasikoaren formulazio hamiltondarra garatu da, lehenik Arnowitt-Deser-Misner formalismoaren (Einstein-en geometro- dinamika bezala ere ezaguna denaren) bidez eta ondoren Ashtekar-en aldagaiak erabiliz. Bietan hamiltondar guztiz lotua lortzen da, hots, loturen konbinazio lineala den hamiltondarra. Lotu- ren bidezko formulazio hauen kuantizazioaren eta kribilen adierazpenaren oinarrizko aspektuak jaso dira bigarren kapituluan. Hirugarren kapituluan kosmologiaren teoria klasikoa Friedmann- Lemaˆ ıtre-Robertson-Walker metrika laua erabiliz azaltzen da era laburrean lehenik, eta ondoren Wheeler-DeWitt teoria kuantikoa eta kiribilen kosmologia kuantikoa eta hauek erabiliz lorturiko zenbait emaitza aipatzen dira. Azkenik, ondorioen atalarekin amaitzen da lana. Lana euskaraz idatzita dago.

Geoquímica orgânica aplicada à formação Irati, área de Herval, Rio Grande do Sul (RS), bacia do Paraná

Esta dissertação tem por objetivo o estudo geoquímico detalhado em poço da Bacia do Paraná, mais especificamente na cidade de Herval (RS), visando preencher algumas das lacunas existentes em termos de geoquímica orgânica da Formação Irati. Com base nos dados de carbono orgânico total, enxofre total, resíduo insolúvel, raios-gama, isótopos de carbono da matéria orgânica, pirólise Rock-Eval e biomarcadores individualizaram-se dez unidades quimioestratigráficas. Biomarcadores foram usados na caracterização dos ambientes deposicionais, na discriminação da origem da matéria orgânica e da influência da litologia. O ambiente deposicional das unidades A, B, C é óxico com salinidade normal. O topo da unidade B representa a superfície de inundação máxima, onde os valores de COT aumentam. Com base nos biomarcadores caracterizou-se um paleoambiente deposicional com alguma tendência anóxica. Nas unidades D e G ocorrem os folhelhos intercalados com carbonatos. Nestas, a concentração de COT é acima de 1%, porém, somente na unidade G há bom potencial gerador para gás e condensado. As unidades E e I apresentam elevados teores de carbono orgânico total, chegando a 16%. Os dados de pirólise Rock-Eval indicam um bom a excelente potencial gerador para óleo e gás. Os dados isotópicos possibilitaram a divisão da Formação Irati, no poço em estudo, em três ciclos. O primeiro, da base para o topo, corresponde ao Membro Taquaral, os outros dois correspondem ao Membro Assistência. No Membro Assistência o δ13C varia de acordo com a salinidade, aumento da produtividade primária e da preservação da matéria orgânica (anoxia).

Spin squeezing, macrorealism and the heisenberg uncertainty principle

169 p.

Closed G2 forms and special metrics

170 p.

Inflammatory Markers and Obstructive Sleep Apnea in Obese Children: The NANOS Study

Introduction. Obesity and obstructive sleep apnea syndrome (OSA) are common coexisting conditions associated with a chronic low-grade inflammatory state underlying some of the cognitive, metabolic, and cardiovascular morbidities. Aim. To examine the levels of inflammatory markers in obese community-dwelling children with OSA, as compared to no-OSA, and their association with clinical and polysomnographic (PSG) variables. Methods. In this cross-sectional, prospective multicenter study, healthy obese Spanish children (ages 4-15 years) were randomly selected and underwent nocturnal PSG followed by a morning fasting blood draw. Plasma samples were assayed for multiple inflammatory markers. Results. 204 children were enrolled in the study; 75 had OSA, defined by an obstructive respiratory disturbance index (RDI) of 3 events/hour total sleep time (TST). BMI, gender, and age were similar in OSA and no-OSA children. Monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1) and plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1) levels were significantly higher in OSA children, with interleukin-6 concentrations being higher in moderate-severe OSA (i.e., AHI > 5/hrTST; P < 0.01), while MCP-1 levels were associated with more prolonged nocturnal hypercapnia (P < 0.001). Conclusion. IL-6, MCP-1, and PAI-1 are altered in the context of OSA among community-based obese children further reinforcing the proinflammatory effects of sleep disorders such as OSA. This trial is registered with ClinicalTrials.gov NCT01322763.

Propagação de ondas em teorias alternativas da gravitação

Uma forma de generalizar a teoria de Einstein da gravitação é incorporar na lagrangiana termos que dependem de escalares formados com os tensores de Ricci e Riemann, tais como (Ricci)2, ou (Riemann)2. Estas teorias tem sido estudadas intensamente nos últimos anos, já que elas podem ser usadas para descrever a expansão acelerada do universo no modelo cosmológico standard. Entre os desfios de modificar a teoria de Einstein, se encontra o de limitar a ambiguidade na escolha da dependência da lagrangiana com os escalares antes mencionados. A proposta desta dissertação é a de colocar limites sobre as possíveis lagrangianas impondo que as ondas (isto é, perturbações lineares) se propaguem no vácuo sem que apareça, shocks.

Caracterização geoquímica e efeito térmico de intrusão de diabásio na matéria orgânica da Formação Irati, poço FP-12-SP, bacia do Paraná

O estudo visou à caracterização geoquímica orgânica detalhada (carbono orgânico total, resíduo insolúvel, enxofre, pirólise Rock-Eval e biomarcadores) da Formação Irati através do furo pioneiro FP-12-SP localizado próximo da região de Anhembi (SP), e à análise das alterações destes parâmetros devido ao efeito térmico de intrusões de diabásio. A partir destes dados definiu-se 8 (oito) unidades quimioestratigráficas, determinou se o potencial gerador de cada unidade, o tipo de querogênio e a assinatura geoquímica através de parâmetros dos biomarcadores saturados e, por último, indicou-se as alterações causadas pelo efeito térmico de intrusivas nos sedimentos. O Membro Taquaral possui baixo teor de carbono orgânico total, querogênio tipo III/IV, com alta proporção de alcanos lineares e cicloalcanos, predominância dos esteranos C27 em relação ao C29, com indicações de ambiente marinho com salinidade normal. O Membro Assistência é caracterizado por apresentar valores de carbono orgânico total relativamente alto com aumento para o topo, intercalação de níveis siliciclásticos com carbonáticos, potencial gerador que chega a excelente e índice de hidrogênio predominante para óleo e condensado, baixa proporção de n-alcanos em relação aos cicloalcanos e alcanos ramificados, aparecimento do gamacerano, indicando ambiente marinho hipersalino com afogamento para o topo. O efeito térmico é visto a partir de 3 metros abaixo e 10 metros acima da soleira com maturação da matéria orgânica nos 9,5m mais próximos da soleira. A propagação de calor acima da soleira foi maior do que abaixo devido à diferença de condutividade térmica entre o carbonato e o folhelho, onde a máxima restrição com o aumento da salinidade na Unidade Quimioestratigráfica E, indicada pela presença de gamacerano, pode ter amplificado a passagem de calor para o topo.

Quantum Emulation of Gravitational Waves

Gravitational waves, as predicted by Einstein's general relativity theory, appear as ripples in the fabric of spacetime traveling at the speed of light. We prove that the propagation of small amplitude gravitational waves in a curved spacetime is equivalent to the propagation of a subspace of electromagnetic states. We use this result to propose the use of entangled photons to emulate the evolution of gravitational waves in curved spacetimes by means of experimental electromagnetic setups featuring metamaterials.

Estudo teórico e experimental da velocidade do som em sistemas contendo hidrocarbonetos

A descoberta de reservatórios de petróleo na camada do pré-sal abriu novas perspectivas para a economia brasileira. A grandes profundidades, com elevado teor de CO2 e submetidos a altas pressões e temperaturas, a exploração de petróleo das camadas de pré-sal constitui um considerável desafio tecnológico. Neste contexto, o conhecimento dos coeficientes de compressibilidade são fundamentais para o estudo do comportamento termodinâmico e escoamento dos fluidos destes campos de produção. Com este objetivo, foram determinadas experimentalmente nesta dissertação a massa específica e a velocidade do som de sistemas envolvendo quatro hidrocarbonetos puros: n-decano, n-hexadecano, decalina e tetralina, assim como para sistemas multicompostos envolvendo estes hidrocarbonetos e para uma amostra de condensado de petróleo. Os resultados obtidos permitiram o cálculo dos coeficientes de compressibilidade isentrópica, isotérmica e isentálpica. É apresentada uma avaliação sobre a capacidade de se correlacionar dados experimentais de velocidade do som aos dados calculados pelas equações de estado de Peng-Robinson e Lee-Kesler com regras de mistura: (i) Spencer e Danner e (ii) Lee-Kesler

"Heroes" and "Villains" of World History across Cultures

Emergent properties of global political culture were examined using data from the World History Survey (WHS) involving 6,902 university students in 37 countries evaluating 40 figures from world history. Multidimensional scaling and factor analysis techniques found only limited forms of universality in evaluations across Western, Catholic/Orthodox, Muslim, and Asian country clusters. The highest consensus across cultures involved scientific innovators, with Einstein having the most positive evaluation overall. Peaceful humanitarians like Mother Theresa and Gandhi followed. There was much less cross-cultural consistency in the evaluation of negative figures, led by Hitler, Osama bin Laden, and Saddam Hussein. After more traditional empirical methods (e.g., factor analysis) failed to identify meaningful cross-cultural patterns, Latent Profile Analysis (LPA) was used to identify four global representational profiles: Secular and Religious Idealists were overwhelmingly prevalent in Christian countries, and Political Realists were common in Muslim and Asian countries. We discuss possible consequences and interpretations of these different representational profiles.

Recuperação do íon amônio gerado durante a evaporação de lixiviados de aterros utilizando resinas poliméricas de troca iônica

O lixiviado gerado em aterro sanitário possui substâncias de difícil degradação e amônia, que dificulta o tratamento biológico. O tratamento do lixiviado gerado em aterros sanitários requer uma série de processos de elevado custo e, outras técnicas de tratamento têm sido investigadas no intuito de reduzir custos e aumentar a eficiência do tratamento. A evaporação do lixiviado é uma técnica que aproveita o gás de aterro como fonte de calor, e é utilizada na redução do volume a tratar; porém as emissões atmosféricas geradas durante essa evaporação indicam a presença de amônia, o que pode causar impactos negativos em torno do aterro. Desta forma, é importante a realização de estudos que aprimorem esta técnica, para que a evaporação torne-se ambientalmente e economicamente viável. A amônia presente em amostras com pH em torno de 8,0 e temperatura em torno de 25C, está na forma de íon amônio, o que favorece ao processo de troca iônica. A troca iônica é um processo que tem sido estudado por muitos pesquisadores e consiste na troca de um ou mais constituintes de uma fase fluida para a superfície de uma fase sólida (resinas poliméricas). Este trabalho apresenta a eficiência de quatro tipos diferentes de resinas poliméricas: Amberlyst 15 Wet, Lewatit VPOC 1800, Dowex Mac-3 e Purolite MN250 na remoção e posterior, recuperação do íon amônio presente nos vapores condensados da evaporação de lixiviados. A princípio foi investigado a quantidade e o momento em que o amônio é lançado durante o processo de evaporação. Em seguida, caracterizaram-se as resinas quanto à eficiência de remoção, o tempo de contato e a quantidade ideal da resina. Estão apresentadas neste estudo as isotermas de adsorção de Langmuir, Freundlich e Temkin em diferentes temperaturas (298-318 K) e as condições ideais do processo. Os resultados apontaram duas resinas com eficiência de remoção, em torno de 40%, para concentrações acima de 1000 mg dm-3 de amônio, utilizando 0,5 g de resina e um tempo de contato de 20 minutos. Diferentes modelos cinéticos foram aplicados: Pseudo-Primeira Ordem, Pseudo-Segunda Ordem, difusão intrapartícula, Elovich e o modelo cinético de difusão externa e os resultados discutidos. Foi possível tratar Através da condensação dos vapores emitidos durante a evaporação do lixiviado, foi possível tratar foi possível obter uma recuperação em torno de 70% do íon amônio contido no vapor condensado proveniente da evaporação do lixiviado.

Uma Simulação computacional do passeio aleatório simples

Em 1828 foi observado um fenômeno no microscópio em que se visualizava minúsculos grãos de pólen mergulhados em um líquido em repouso que mexiam-se de forma aleatória, desenhando um movimento desordenado. A questão era compreender este movimento. Após cerca de 80 anos, Einstein (1905) desenvolveu uma formulação matemática para explicar este fenômeno, tratado por movimento Browniano, teoria cada vez mais desenvolvida em muitas das áreas do conhecimento, inclusive recentemente em modelagem computacional. Objetiva-se pontuar os pressupostos básicos inerentes ao passeio aleatório simples considerando experimentos com e sem problema de valor de contorno para melhor compreensão ao no uso de algoritmos aplicados a problemas computacionais. Foram explicitadas as ferramentas necessárias para aplicação de modelos de simulação do passeio aleatório simples nas três primeiras dimensões do espaço. O interesse foi direcionado tanto para o passeio aleatório simples como para possíveis aplicações para o problema da ruína do jogador e a disseminação de vírus em rede de computadores. Foram desenvolvidos algoritmos do passeio aleatório simples unidimensional sem e com o problema do valor de contorno na plataforma R. Similarmente, implementados para os espaços bidimensionais e tridimensionais,possibilitando futuras aplicações para o problema da disseminação de vírus em rede de computadores e como motivação ao estudo da Equação do Calor, embora necessita um maior embasamento em conceitos da Física e Probabilidade para dar continuidade a tal aplicação.