Estudo da estrutura e da solvatação do HNP-3, um antibiótico natural, por dinâmica molecular

The structure and hydration of the HNP-3 have been derived from molecular dynamics data using root mean square deviation, radial and energy distributions. Three antiparallel beta sheets were found to be preserved. 15 intramolecular hydrogen bonds were identified together with 36 hydrogen bonds on the backbone and 35 on the side chain atoms. From the point of view of the hydration dynamics, the analysis shows a high solvent accessibility of the monomer and attractive interactions with water molecules.

Functional diversity of macrophyte communities within and between Pyrenean lakes

Submersed vegetation is a common feature in about 70% Pyrene an high mountain (>1500 m a.s.l.) lakes. Isoetids and soft-water elodeids are common elements of this underw ater flora and can form distinct vegetation units (i.e. patches of vegetation dominated by different species) within complex mosaics of vegetation in shallow waters (<7 m). Since is oetids exert a strong influence on sediment biogeochemistry due to high radial oxygen loss, we examined the small scale characteristics of the lake environment (water and sediment) associated to vegetation patches in order to ascertain potential functional differences among them. To do so, we characterised the species composition and biomass of the main vegetation units from 11 lakes, defined plant communities based on biomass data, and then related each community with sediment properties (redox and dissolved nutrient concentration in the pore water) and water nutrient concentration within plant canopy. We also characterised lake water and sediment in areas without vegetation as a reference. A total of twenty-one vegetation units were identified, ranging from one to five per lake. A cluster analysis on biomass species composition suggested seven different macrophyte communities that were named after the most dominant species:Nitella sp.,Potamogeton praelongus, Myriophyllum alterniflorum, Sparganium angustifolium , Isoetes echinospora,Isoetes lacustris and Carex rostrata . Coupling between macrophyte communities and their immediate environment (overlying water and sediment) was manifested mainly as variation in sediment redox conditions and the dominant form of inorganic nitrogen in pore-water. These effects depended on the specific compositi on of the community, and on the allocation between above- and belowground biomass, and could be predicted with a model relating the average and standard deviation of sediment redox potential from 0 down to -20 cm, across macrophyte communities. Differences in pore-water total dissolved phosphorus were related to the trophic state of the lakes. There was no correlation between sediment and water column dissolved nutrients. However, nitrate concentrations tended to be lower in the water overlaying isoetid communities, in apparent contradiction to the patterns of dissolved nitrates in the pore-water. These tendencies were robust even when comparing the water over laying communities within the same lake, thus pointing towards a potential effect of isoetids in reducing dissolved nitrogen in the lakes.

El fotorreactor elíptico

In this paper, the mathematical model of the elliptical photoreactor , an special type of reactor that uses ultraviolet radiation, is presented. In the elliptical photoreactor the cylindrical reactor is irradiated from the outside by placing the lamp and the reactor at the foci of an elliptical reflector. The two main models of radiation -radial and difusse- are studied, an finally the general method of resolution of the mathematical model and its resolution in certain simple cases is shown.

A Practical Micro Mechanical Model Based Local Approach Methodology for the Analysis of Ductile Fracture of Welded T-Joints

This thesis concentrates on developing a practical local approach methodology based on micro mechanical models for the analysis of ductile fracture of welded joints. Two major problems involved in the local approach, namely the dilational constitutive relation reflecting the softening behaviour of material, and the failure criterion associated with the constitutive equation, have been studied in detail. Firstly, considerable efforts were made on the numerical integration and computer implementation for the non trivial dilational Gurson Tvergaard model. Considering the weaknesses of the widely used Euler forward integration algorithms, a family of generalized mid point algorithms is proposed for the Gurson Tvergaard model. Correspondingly, based on the decomposition of stresses into hydrostatic and deviatoric parts, an explicit seven parameter expression for the consistent tangent moduli of the algorithms is presented. This explicit formula avoids any matrix inversion during numerical iteration and thus greatly facilitates the computer implementation of the algorithms and increase the efficiency of the code. The accuracy of the proposed algorithms and other conventional algorithms has been assessed in a systematic manner in order to highlight the best algorithm for this study. The accurate and efficient performance of present finite element implementation of the proposed algorithms has been demonstrated by various numerical examples. It has been found that the true mid point algorithm (a = 0.5) is the most accurate one when the deviatoric strain increment is radial to the yield surface and it is very important to use the consistent tangent moduli in the Newton iteration procedure. Secondly, an assessment of the consistency of current local failure criteria for ductile fracture, the critical void growth criterion, the constant critical void volume fraction criterion and Thomason's plastic limit load failure criterion, has been made. Significant differences in the predictions of ductility by the three criteria were found. By assuming the void grows spherically and using the void volume fraction from the Gurson Tvergaard model to calculate the current void matrix geometry, Thomason's failure criterion has been modified and a new failure criterion for the Gurson Tvergaard model is presented. Comparison with Koplik and Needleman's finite element results shows that the new failure criterion is fairly accurate indeed. A novel feature of the new failure criterion is that a mechanism for void coalescence is incorporated into the constitutive model. Hence the material failure is a natural result of the development of macroscopic plastic flow and the microscopic internal necking mechanism. By the new failure criterion, the critical void volume fraction is not a material constant and the initial void volume fraction and/or void nucleation parameters essentially control the material failure. This feature is very desirable and makes the numerical calibration of void nucleation parameters(s) possible and physically sound. Thirdly, a local approach methodology based on the above two major contributions has been built up in ABAQUS via the user material subroutine UMAT and applied to welded T joints. By using the void nucleation parameters calibrated from simple smooth and notched specimens, it was found that the fracture behaviour of the welded T joints can be well predicted using present methodology. This application has shown how the damage parameters of both base material and heat affected zone (HAZ) material can be obtained in a step by step manner and how useful and capable the local approach methodology is in the analysis of fracture behaviour and crack development as well as structural integrity assessment of practical problems where non homogeneous materials are involved. Finally, a procedure for the possible engineering application of the present methodology is suggested and discussed.

Color ad spectral image assessment using novel quality and fidelity techniques

The ongoing development of the digital media has brought a new set of challenges with it. As images containing more than three wavelength bands, often called spectral images, are becoming a more integral part of everyday life, problems in the quality of the RGB reproduction from the spectral images have turned into an important area of research. The notion of image quality is often thought to comprise two distinctive areas – image quality itself and image fidelity, both dealing with similar questions, image quality being the degree of excellence of the image, and image fidelity the measure of the match of the image under study to the original. In this thesis, both image fidelity and image quality are considered, with an emphasis on the influence of color and spectral image features on both. There are very few works dedicated to the quality and fidelity of spectral images. Several novel image fidelity measures were developed in this study, which include kernel similarity measures and 3D-SSIM (structural similarity index). The kernel measures incorporate the polynomial, Gaussian radial basis function (RBF) and sigmoid kernels. The 3D-SSIM is an extension of a traditional gray-scale SSIM measure developed to incorporate spectral data. The novel image quality model presented in this study is based on the assumption that the statistical parameters of the spectra of an image influence the overall appearance. The spectral image quality model comprises three parameters of quality: colorfulness, vividness and naturalness. The quality prediction is done by modeling the preference function expressed in JNDs (just noticeable difference). Both image fidelity measures and the image quality model have proven to be effective in the respective experiments.

Geoestatística como metodologia para estudar a dinâmica espaço-temporal de doenças associadas a Colletotrichum spp. transmitidos por sementes

Objetivou-se no presente trabalho caracterizar o progresso espaço-temporal da severidade da antracnose do feijoeiro comum e da ramulose do algodoeiro por meio da Geoestatística. Os experimentos foram conduzidos no campo, durante o período das águas, em diferentes épocas. Sementes inoculadas pelo método da restrição hídrica foram semeadas no centro de parcelas experimentais constituindo fonte de inóculo do tipo ponto. Foram realizadas semanalmente seis avaliações da severidade das doenças com base em escalas de notas. Pelos modelos de semivariograma isotrópicos esféricos e gaussianos ajustados aos dados, verificou-se o padrão de distribuição agregado e a dependência espacial de ambos os patossistemas. Com o mapeamento da severidade das doenças pelo método da krigagem ordinária em blocos, verificou-se menor severidade das doenças nos primeiros estádios, com aumento gradual ao longo do tempo. A antracnose apresentou formação inicial de focos de inóculo secundário, além do foco com inóculo inicial, que coalesceram com o tempo. A severidade da ramulose diminuiu gradualmente de forma radial e contínua do centro da parcela para as extremidades, com maior capacidade de infecção de plantas vizinhas, quando comparada à antracnose, possivelmente pela maior agressividade do patógeno e hábito de crescimento arbustivo do algodoeiro.

Efeito da temperatura e de regimes de luz no crescimento do micélio, germinação de conídios e esporulação de Stenocarpella macrospora e Stenocarpella maydis

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da temperatura (5 a 45 ºC) e do regime de luz no crescimento radial do micélio, na germinação dos conídios e na esporulação (produção de cirros) de Stenocarpella macrospora e de S. maydis. Foram utilizados um isolado monospórico de cada uma das espécies de Stenocarpella obtidos na área experimental da Universidade de Passo Fundo RS, a partir de colmos de milho infectados. A faixa de temperatura entre 23 e 28 ºC proporcionou crescimento do micélio mais rápido para os dois isolados, tanto sob luz contínua como sob fotoperíodo de 12 h. Não se observou crescimento do micélio nas temperaturas de 5 a 45 ºC. Considerando o período de luz, verificou-se que o crescimento do micélio de ambas espécies foi maior no fotoperíodo de 12 h. Os conídios de S. macrospora e S. maydis não germinaram mesmo após 24 h de incubação nas temperaturas de 5 e 45 ºC, independentemente do regime de luz. As temperaturas entre 28 e 33 ºC propiciaram a maior porcentagem de germinação dos conídios de S. maydis, enquanto os conídios de S. macrospora apresentaram maior germinação na faixa de temperatura entre 26 e 29 ºC. Os conídios de ambos isolados apresentaram uma maior velocidade de germinação na presença da luz. Ambos isolados apresentaram maior esporulação em colmos de milho na faixa de temperatura entre 30 e 35 ºC e sob regime de luz contínua.

Microeletrodos: II. Caracterização eletroquímica

Estudou-se o comportamento eletroquímico de microeletrodos de Pt e de suas ligas (Pt-Rh (10%, m/m; Pt-Ir(20%, m/m)), com geometria em forma de disco, explorando diferentes dimesões para os microeletrodos: r e = 30 a 150 mm. Os estudos foram realizados em solução aquosa de KCl 1 mol L-1 contendo [K4Fe(CN)6] 6,00 x 10-3 mol L-1. Foram aplicadas diferentes equações descritas na literatura para a condição de estado estacionário e quase-estacionário. A condição de estado estacionário não foi obtida para nenhum dos eletrodos estudados. A curva média, comumente empregada como representativa da corrente de estado estacionário, somente representou tal condição até a meia-altura das curvas I/E, e ainda para valores de r e 70 mm. O aumento do r e evidenciou uma transição de comportamento de micro para semi-micro eletrodo. Apesar disso, as equações que permitem avaliar a contribuição da corrente difusional e radial para a corrente total do voltamograma aplicaram-se perfeitamente em todo o intervalo de raios utilizado neste trabalho.

Microeletrodos: III. arranjos de microeletrodos, construção e caracterização

Neste trabalho procurou-se descrever detalhadamente o procedimento de preparo de um arranjo de eletrodos com geometria em forma de microdiscos (20,2 < r e < 25,7 mim) e estudar o comportamento eletroquímico desse conjunto de microeletrodos. Foram aplicadas diferentes equações descritas na literatura para a condição de estado estacionário e quase-estacionário e equações para a simulação de voltamogramas em regime estacionário. Para baixas velocidades, v <= 0,1 mV s-1, observou-se uma excelente sobreposição dos voltamogramas cíclicos experimental e simulado, entretanto, velocidades desta ordem de grandeza são pouco práticas do ponto de vista experimental. Observou-se, também para todos os microeletrodos estudados, uma transição da condição de corrente estacionária para quase-estacionária, com o aumento dos valores de v. Equações que permitem avaliar a contribuição das correntes radial e difusional, para a corrente total, ajustam-se perfeitamente as curvas I/E em todo o intervalo de raios dos eletrodos e valores de v empregados. Os voltamogramas obtidos para o arranjo de eletrodos operando na condição de curto circuito apresentou um fator de amplificação de 19 vezes, referente ao sinal obtido a partir de um único microeletrodo. Tal fator confirma a condição de ausência de sobreposição das camadas de difusão dos eletrodos e, portanto, reflete a contribuição individual de cada eletrodo para a corrente total.

Estudo da série iso-eletrônica do átomo de hélio pelo método hiperesférico

Neste trabalho estudamos o espectro da série iso-eletrônica do átomo de hélio utilizando o método hiperesférico adiabático. Este método permite o estudo dos níveis de energia de sistemas atômicos por meio de um conjunto de curvas de potencial, de forma semelhante à aproximação de Born-Oppenheimer para sistemas moleculares. As curvas de potencial são definidas com relação a uma única variável radial, independentemente do número de elétrons do sistema. Desta forma a análise e classificação dos níveis de energia é realizada de forma simples e intuitiva, o que não se observa em métodos como o variacional e Hartree-Fock. O objetivo desta pesquisa é o de descrever o comportamento do estado fundamental de sistemas heliônicos com a variação da carga nuclear. Além do método hiperesférico simplificar muito a análise dos resultados, é um processo ab-initio, cujos erros são limitados apenas pelos truncamentos do número de equações acopladas. Já na sua aproximação mais simples, onde todos os acoplamentos radiais são desprezados, o erro obtido para a energia do estado fundamental é inferior a 1% e com a introdução do acoplamento diagonal o erro cai para cerca de 0.3%. Resultados de grande precisão são obtidos com os acoplamentos não diagonais, atingindo precisões da ordem de 10-3 %.

Efeito de sanificantes no controle pós-colheita da podridão parda (Monilinia fructicola) e da podridão mole (Rhizopus stolonifer) em pêssegos

O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito in vitro e in vivo dos sanificantes cloreto de benzalcônio (Fegatex®), biomassa cítrica (Ecolife40®) e ozônio no controle da podridão parda (Monilinia fructicola) e da podridão mole (Rhizopus stolonifer) em pêssegos das cultivares Aurora, Dourado e Flor da Prince. Cloreto de benzalcônio e biomassa cítrica, aplicados in vitro, ambos na concentração de 1000 mL L-1, inibiram totalmente o crescimento radial (micelial) de M. fructicola, porém nenhum deles foi eficiente no controle de R. stolonifer. Cloreto de benzalcônio aplicado de forma preventiva, na concentração de 3000 mL L-1, reduziu a podridão parda em frutos inoculados sem ferimentos. Quando aplicado de forma curativa em frutos não feridos esse produto foi eficiente em todas as concentrações testadas. Nenhum produto aplicado nos frutos de forma curativa foi eficiente no controle da podridão parda, quando a inoculação do fungo foi realizada através de ferimentos. Nenhum dos produtos foi eficiente no controle da podridão mole. O ozônio (0,1 mL L-1) não foi eficiente no controle das podridões parda e mole.

The Use of Radiostereometric Analysis in Fractures of the Distal Radius: From Phantom Models to Clinical Application

Radiostereometric analysis (RSA) is a highly accurate method for the measurement of in vivo micromotion of orthopaedic implants. Validation of the RSA method is a prerequisite for performing clinical RSA studies. Only a limited number of studies have utilised the RSA method in the evaluation of migration and inducible micromotion during fracture healing. Volar plate fixation of distal radial fractures has increased in popularity. There is still very little prospective randomised evidence supporting the use of these implants over other treatments. The aim of this study was to investigate the precision, accuracy, and feasibility of using RSA in the evaluation of healing in distal radius fractures treated with a volar fixed-angle plate. A physical phantom model was used to validate the RSA method for simple distal radius fractures. A computer simulation model was then used to validate the RSA method for more complex interfragmentary motion in intra-articular fractures. A separate pre-clinical investigation was performed in order to evaluate the possibility of using novel resorbable markers for RSA. Based on the validation studies, a prospective RSA cohort study of fifteen patients with plated AO type-C distal radius fractures with a 1-year follow-up was performed. RSA was shown to be highly accurate and precise in the measurement of fracture micromotion using both physical and computer simulated models of distal radius fractures. Resorbable RSA markers demonstrated potential for use in RSA. The RSA method was found to have a high clinical precision. The fractures underwent significant translational and rotational migration during the first two weeks after surgery, but not thereafter. Maximal grip caused significant translational and rotational interfragmentary micromotion. This inducible micromotion was detectable up to eighteen weeks, even after the achievement of radiographic union. The application of RSA in the measurement of fracture fragment migration and inducible interfragmentary micromotion in AO type-C distal radius fractures is feasible but technically demanding. RSA may be a unique tool in defining the progress of fracture union.

Controle de Botryosphaeria ribis causador de seca de ponteiro em Corymbia citriodora, com extratos vegetais e fungicidas

A seca de ponteiros é uma doença que vem acarretando danos severos em plantas de eucalipto, causando cancros ao longo do ramo principal. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de fungicidas e extratos vegetais no controle de Botryosphaeria ribis. O teste "in vitro" dos fungicidas foi inteiramente casualizado com oito tratamentos: carbendazim, clorotalonil, difenoconazole, picoxystrobin + ciproconazole, ciproconazole, azoxystrobin, picoxystrobin e testemunha, quatro doses: 1 µg/mL, 10 µg/mL, 100 µg/mL e 1000 µg/mL; com cinco repetições. Após homogeneização do meio foram vertidas para as placas, repicado um disco de meio de cultura contendo o patógeno para estas placas e mantidas em BOD a 25°C por cinco dias. A avaliação foi feita através de medição diária do crescimento radial do micélio em centímetros. O delineamento experimental do controle químico a campo foi em fatorial 5x3, com cinco fungicidas e três métodos de aplicação (poda, pincelado e pulverizado), com quatro repetições. Foram feitas quatro aplicações, com intervalo de quinze dias. Os tratamentos foram: 1. azoxystrobin, 2. carbendazim, 3. clorotalonil + tiofanato-metílico, 4. difenoconazole e 5. testemunha. Simultaneamente foram feitas avaliações seguindo uma escala de notas de 1 a 6. O delineamento experimental do teste "in vitro" dos extratos vegetais foi em fatorial 5x4, com três repetições. Os tratamentos avaliados foram os extratos de: mil folhas, melão de são caetano, eucalipto , álcool e testemunha, nas concentrações de 5, 10, 15 e 20%. Os extratos e o álcool foram misturados ao meio de cultura previamente autoclavado, sendo estes colocados em placas de Petri. A avaliação foi feita através de medição diária do crescimento radial do micélio em centímetros. No teste com mudas o delineamento experimental foi em fatorial 2 x 2 x 4, sendo utilizado no experimento de duas procedências, dois modos de tratamento (preventivo e convencional) e quatro produtos para o controle (extrato de melão de são caetano, extrato de Corymbia citriodora, álcool e água). A inoculação do patógeno foi feita no caule das mudas. Foram feitas aplicações dos produtos e avaliações semanais. A avaliação foi feita através da contagem de plantas doentes. O ingrediente ativo carbendazin foi o que mostrou os melhores resultados "in vitro" diferindo estatísticamente dos outros tratamentos pelo teste Tukey a 1% de probabilidade; seguido pelo clorotalonil e difenoconazole. Todos os ingredientes ativos avaliados mostraram-se superiores a testemunha. A campo, azoxystrobin foi superior aos demais tratamentos e não houve diferença significativa entre os métodos de aplicação. "In vitro", os extratos de mil folhas, melão e eucalipto não diferiram entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. O álcool proporcionou a maior inibição do crescimento micelial e diferiu estatisticamente dos outros tratamentos utilizados. As concentrações de 10, 15 e 20% dos extratos não diferiram entre si, mas foram superiores a concentração de 5%. No teste em mudas, a aplicação preventiva mostrou-se superior a aplicação curativa, sendo que o álcool e o extrato de C. citriodora não diferiram entre si, mas foram superiores ao extrato de melão-de-são-caetano. Todos os produtos foram superiores a testemunha.

Monitoring of centrifugal pump operation by a frequency converter

Centrifugal pumps are widely used in industrial and municipal applications, and they are an important end-use application of electric energy. However, in many cases centrifugal pumps operate with a significantly lower energy efficiency than they actually could, which typically has an increasing effect on the pump energy consumption and the resulting energy costs. Typical reasons for this are the incorrect dimensioning of the pumping system components and inefficiency of the applied pump control method. Besides the increase in energy costs, an inefficient operation may increase the risk of a pump failure and thereby the maintenance costs. In the worst case, a pump failure may lead to a process shutdown accruing additional costs. Nowadays, centrifugal pumps are often controlled by adjusting their rotational speed, which affects the resulting flow rate and output pressure of the pumped fluid. Typically, the speed control is realised with a frequency converter that allows the control of the rotational speed of an induction motor. Since a frequency converter can estimate the motor rotational speed and shaft torque without external measurement sensors on the motor shaft, it also allows the development and use of sensorless methods for the estimation of the pump operation. Still today, the monitoring of pump operation is based on additional measurements and visual check-ups, which may not be applicable to determine the energy efficiency of the pump operation. This doctoral thesis concentrates on the methods that allow the use of a frequency converter as a monitoring and analysis device for a centrifugal pump. Firstly, the determination of energy-efficiency- and reliability-based limits for the recommendable operating region of a variable-speed-driven centrifugal pump is discussed with a case study for the laboratory pumping system. Then, three model-based estimation methods for the pump operating location are studied, and their accuracy is determined by laboratory tests. In addition, a novel method to detect the occurrence of cavitation or flow recirculation in a centrifugal pump by a frequency converter is introduced. Its sensitivity compared with known cavitation detection methods is evaluated, and its applicability is verified by laboratory measurements for three different pumps and by using two different frequency converters. The main focus of this thesis is on the radial flow end-suction centrifugal pumps, but the studied methods can also be feasible with mixed and axial flow centrifugal pumps, if allowed by their characteristics.