On the free-boundary for an elliptic inverse nonlocal problem arising in the nuclear fusion. A numerical approach

We consider a mathematical model related to the stationary regime of a plasma magnetically confined in a Stellarator device in the nuclear fusion. The mathematical problem may be reduced to an nonlinear elliptic inverse nonlocal two dimensional free{boundary problem. The nonlinear terms involving the unknown functions of the problem and its rearrangement. Our main goal is to determinate the existence and the estimate on the location and size of region where the solution is nonnegative almost everywhere (corresponding to the plasma region in the physical model)

Limits of the frequency response for the analysis of ripple-based controllers

Advanced control techniques like V2, Vout hysteresis or V2Ic can strongly reduce the required output capacitance in PowerSoC converters. Techniques to analyze power converters based on the analysis of the frequency response are not suitable for ripple-based controllers that use fast-scale dynamics to control the power stage. This paper proves that the use of discrete modeling together with Floquet theory is a very powerful tool to model the system and derive stable region diagrams for sensitivity analysis. It is applied to V 2Ic control, validating experimentally that Floquet theory predicts accurately subharmonic oscillations. This method is applied to several ripplebased controllers, providing higher accuracy when it is compared with other techniques based on the frequency response. The paper experimentally validates the usefulness of the discrete modeling and the Floquet theory on a 5 MHz Buck converter with a V 2Ic control.

Análisis y simulación numérica de problemas electrohidrodinámicos relacionados con el electrospray

La presente tesis es un estudio analítico y numérico del electrospray. En la configuración más sencilla, un caudal constante del líquido a atomizar, que debe tener una cierta conductividad eléctrica, se inyecta en un medio dieléctrico (un gas u otro líquido inmiscible con el primero) a través de un tubo capilar metálico. Entre este tubo y un electrodo lejano se aplica un voltaje continuo que origina un campo eléctrico en el líquido conductor y en el espacio que lo rodea. El campo eléctrico induce una corriente eléctrica en el líquido, que acumula carga en su superficie, y da lugar a un esfuerzo eléctrico sobre la superficie, que tiende a alargarla en la dirección del campo eléctrico. El líquido forma un menisco en el extremo del tubo capilar cuando el campo eléctrico es suficientemente intenso y el caudal suficientemente pequeño. Las variaciones de presión y los esfuerzos viscosos asociados al movimiento del líquido son despreciables en la mayor parte de este menisco, siendo dominantes los esfuerzos eléctrico y de tensión superficial que actúan sobre la superficie del líquido. En el modo de funcionamiento llamado de conochorro, el balance de estos esfuerzos hace que el menisco adopte una forma cónica (el cono de Taylor) en una región intermedia entre el extremo del tubo y la punta del menisco. La velocidad del líquido aumenta al acercarse al vértice del cono, lo cual propicia que las variaciones de la presión en el líquido generadas por la inercia o por la viscosidad entren en juego, desequilibrando el balance de esfuerzos mencionado antes. Como consecuencia, del vértice del cono sale un delgado chorro de líquido, que transporta la carga eléctrica que se acumula en la superficie. La acción del campo eléctrico tangente a la superficie sobre esta carga origina una tracción eléctrica que tiende a alargar el chorro. Esta tracción no es relevante en el menisco, donde el campo eléctrico tangente a la superficie es muy pequeño, pero se hace importante en el chorro, donde es la causa del movimiento del líquido. Lejos del cono, el chorro puede o bien desarrollar una inestabilidad asimétrica que lo transforma en una espiral (whipping) o bien romperse en un spray de gotas prácticamente monodispersas cargadas eléctricamente. La corriente eléctrica transportada por el líquido es la suma de la corriente de conducción en el interior del líquido y la corriente debida a la convección de la carga acumulada en su superficie. La primera domina en el menisco y la segunda en el chorro lejano, mientras que las dos son comparables en una región intermedia de transferencia de corriente situada al comienzo del chorro aunque aguas abajo de la región de transición cono-chorro, en la que el menisco deja de ser un cono de Taylor. Para un campo exterior dado, la acumulación de carga eléctrica en la superficie del líquido reduce el campo eléctrico en el interior del mismo, que llega a anularse cuando la carga alcanza un estado final de equilibrio. El tiempo característico de este proceso es el tiempo de relajación dieléctrica, que es una propiedad del líquido. Cuando el tiempo de residencia del líquido en la región de transición cono-chorro (o en otra región del campo fluido) es grande frente al tiempo de relajación dieléctrica, la carga superficial sigue una sucesión de estados de equilibrio y apantalla al líquido del campo exterior. Cuando esta condición deja de cumplirse, aparecen efectos de relajación de carga, que se traducen en que el campo exterior penetra en el líquido, a no ser que su constante dieléctrica sea muy alta, en cuyo caso el campo inducido por la carga de polarización evita la entrada del campo exterior en el menisco y en una cierta región del chorro. La carga eléctrica en equilibrio en la superficie de un menisco cónico intensifica el campo eléctrico y determina su variación espacial hasta distancias aguas abajo del menisco del orden de su tamaño. Este campo, calculado por Taylor, es independiente del voltaje aplicado, por lo que las condiciones locales del flujo y el valor de la corriente eléctrica son también independientes del voltaje en tanto los tamaños de las regiones que determinan estas propiedades sean pequeños frente al tamaño del menisco. Los resultados experimentales publicados en la literatura muestran que existe un caudal mínimo para el que el modo cono-chorro que acabamos de describir deja de existir. El valor medio y la desviación típica de la distribución de tamaños de las gotas generadas por un electrospray son mínimos cuando se opera cerca del caudal mínimo. A pesar de que los mecanismos responsables del caudal mínimo han sido muy estudiados, no hay aún una teoría completa del mismo, si bien su existencia parece estar ligada a la aparición de efectos de relajación de carga en la región de transición cono-chorro. En esta tesis, se presentan estimaciones de orden de magnitud, algunas existentes y otras nuevas, que muestran los balances dominantes responsables de las distintas regiones de la estructura asintótica de la solución en varios casos de interés. Cuando la inercia del líquido juega un papel en la transición cono-chorro, los resultados muestran que la región de transferencia de corriente, donde la mayor parte de la corriente pasa a la superficie, está en el chorro aguas abajo de la región de transición cono-chorro. Los efectos de relajación de carga aparecen de forma simultánea en el chorro y la región de transición cuando el caudal se disminuye hasta valores de un cierto orden. Para caudales aún menores, los efectos de relajación de carga se notan en el menisco, en una región grande comparada con la de transición cono-chorro. Cuando el efecto de las fuerzas de viscosidad es dominante en la región de transición, la región de transferencia de corriente está en el chorro pero muy próxima a la región de transición cono-chorro. Al ir disminuyendo el caudal, los efectos de relajación de carga aparecen progresivamente en el chorro, en la región de transición y por último en el menisco. Cuando el caudal es mucho mayor que el mínimo del modo cono-chorro, el menisco deja de ser cónico. El campo eléctrico debido al voltaje aplicado domina en la región de transferencia de corriente, y tanto la corriente eléctrica como el tamaño de las diferentes regiones del problema pasan a depender del voltaje aplicado. Como resultado de esta dependencia, el plano caudal-voltaje se divide en diferentes regiones que se analizan separadamente. Para caudales suficientemente grandes, la inercia del líquido termina dominando frente a las fuerzas de la viscosidad. Estos resultados teóricos se han validado con simulaciones numéricas. Para ello se ha formulado un modelo simplificado del flujo, el campo eléctrico y el transporte de carga en el menisco y el chorro del electrospray. El movimiento del líquido se supone casi unidireccional y se describe usando la aproximación de Cosserat para un chorro esbelto. Esta aproximación, ampliamente usada en la literatura, permite simular con relativa facilidad múltiples casos y cubrir amplios rangos de valores de los parámetros reteniendo los efectos de la viscosidad y la inercia del líquido. Los campos eléctricos dentro y fuera del liquido están acoplados y se calculan sin simplificación alguna usando un método de elementos de contorno. La solución estacionaria del problema se calcula mediante un método iterativo. Para explorar el espacio de los parámetros, se comienza calculando una solución para valores fijos de las propiedades del líquido, el voltaje aplicado y el caudal. A continuación, se usa un método de continuación que permite delinear la frontera del dominio de existencia del modo cono-chorro, donde el método iterativo deja de converger. Cuando el efecto de la inercia del líquido domina en la región de transición cono-chorro, el caudal mínimo para el cual el método iterativo deja de converger es del orden del valor estimado del caudal para el que comienza a haber efectos de relajación de carga en el chorro y el cono. Aunque las simulaciones no convergen por debajo de dicho caudal, el valor de la corriente eléctrica para valores del caudal ligeramente mayores parece ajustarse a las estimaciones para caudales menores, reflejando un posible cambio en los balances aplicables. Por el contrario, cuando las fuerzas viscosas dominan en la región de transición, se pueden obtener soluciones estacionarias para caudales bastante menores que aquel para el que aparecen efectos de relajación de carga en la región de transición cono-chorro. Los resultados numéricos obtenidos para estos pequeños caudales se ajustan perfectamente a las estimaciones de orden de magnitud que se describen en la memoria. Por último, se incluyen como anexos dos estudios teóricos que han surgido de forma natural durante el desarrollo de la tesis. El primero hace referencia a la singularidad en el campo eléctrico que aparece en la línea de contacto entre el líquido y el tubo capilar en la mayoría de las simulaciones. Primero se estudia en qué situaciones el campo eléctrico tiende a infinito en la línea de contacto. Después, se comprueba que dicha singularidad no supone un fallo en la descripción del problema y que además no afecta a la solución lejos de la línea de contacto. También se analiza si los esfuerzos eléctricos infinitamente grandes a los que da lugar dicha singularidad pueden ser compensados por el resto de esfuerzos que actúan en la superficie del líquido. El segundo estudio busca determinar el tamaño de la región de apantallamiento en un chorro de líquido dieléctrico sin carga superficial. En esta región, el campo exterior es compensado parcialmente por el campo que induce la carga de polarización en la superficie del líquido, de forma que en el interior del líquido el campo eléctrico es mucho menor que en el exterior. Una región como ésta aparece en las estimaciones cuando los efectos de relajación de carga son importantes en la región de transferencia de corriente en el chorro. ABSTRACT This aim of this dissertation is a theoretical and numerical analysis of an electrospray. In its most simple configuration, a constant flow rate of the liquid to be atomized, which has to be an electrical conductor, is injected into a dielectric medium (a gas or another inmiscible fluid) through a metallic capillary tube. A constant voltage is applied between this tube and a distant electrode that produces an electric field in the liquid and the surrounding medium. This electric field induces an electric current in the liquid that accumulates charge at its surface and leads to electric stresses that stretch the surface in the direction of the electric field. A meniscus appears on the end of the capillary tube when the electric field is sufficiently high and the flow rate is small. Pressure variations and viscous stresses due to the motion of the liquid are negligible in most of the meniscus, where normal electric and surface tension stresses acting on the surface are dominant. In the so-called cone-jet mode, the balance of these stresses forces the surface to adopt a conical shape -Taylor cone- in a intermediate region between the end of the tube and the tip of the meniscus. When approaching the cone apex, the velocity of the liquid increases and leads to pressure variations that eventually disturb the balance of surfaces tension and electric stresses. A thin jet emerges then from the tip of the meniscus that transports the charge accumulated at its surface. The electric field tangent to the surface of the jet acts on this charge and continuously stretches the jet. This electric force is negligible in the meniscus, where the component of the electric field tangent to the surface is small, but becomes very important in the jet. Far from the cone, the jet can either develop an asymmetrical instability named “whipping”, whereby the jet winds into a spiral, or break into a spray of small, nearly monodisperse, charged droplets. The electric current transported by the liquid has two components, the conduction current in the bulk of the liquid and the convection current due to the transport of the surface charge by the flow. The first component dominates in the meniscus, the second one in the far jet, and both are comparable in a current transfer region located in the jet downstream of the cone-jet transition region where the meniscus ceases to be a Taylor cone. Given an external electric field, the charge that accumulates at the surface of the liquid reduces the electric field inside the liquid, until an equilibrium is reached in which the electric field induced by the surface charge counters the external electric field and shields the liquid from this field. The characteristic time of this process is the electric relaxation time, which is a property of the liquid. When the residence time of the liquid in the cone-jet transition region (or in other region of the flow) is greater than the electric relaxation time, the surface charge follows a succession of equilibrium states and continuously shield the liquid from the external field. When this condition is not satisfied, charge relaxation effects appear and the external field penetrates into the liquid unless the liquid permittivity is large. For very polar liquids, the field due to the polarization charge at the surface prevents the external field from entering the liquid in the cone and in certain region of the jet. The charge at the surface of a conical meniscus intensifies the electric field around the cone, determining its spatial variation up to distances downstream of the apex of the order of the size of the meniscus. This electric field, first computed by Taylor, is independent of the applied voltage. Therefore local flow characteristics and the electric current carried by the jet are also independent of the applied voltage provided the size of the regions that determine these magnitudes are small compared with the size of the meniscus. Many experiments in the literature show the existence of a minimum flow rate below which the cone-jet mode cannot be established. The mean value and the standard deviation of the electrospray droplet size distribution are minimum when the device is operated near the minimum flow rate. There is no complete explanation of the minimum flow rate, even though possible mechanisms have been extensively studied. The existence of a minimum flow rate seems to be connected with the appearance of charge relaxation effects in the transition region. In this dissertation, order of magnitude estimations are worked out that show the dominant balances in the different regions of the asymptotic structure of the solution for different conditions of interest. When the inertia of the liquid plays a role in the cone-jet transition region, the region where most of the electric current is transfered to the surface lies in the jet downstream the cone-jet transition region. When the flow rate decreases to a certain value, charge relaxation effects appear simultaneously in the jet and in the transition region. For smaller values of the flow rate, charge relaxation effects are important in a region of the meniscus larger than the transition region. When viscous forces dominate in the flow in the cone-jet transition region, the current transfer region is located in the jet immediately after the transition region. When flow rate is decreased, charge relaxation effects appears gradually, first in the jet, then in the transition region, and finally in the meniscus. When flow rate is much larger than the cone-jet mode minimum, the meniscus ceases to be a cone. The electric current and the structure of the solution begin to depend on the applied voltage. The flow rate-voltage plane splits into different regions that are analyzed separately. For sufficiently large flow rates, the effect of the inertia of the liquid always becomes greater than the effect of the viscous forces. A set of numerical simulations have been carried out in order to validate the theoretical results. A simplified model of the problem has been devised to compute the flow, the electric field and the surface charge in the meniscus and the jet of an electrospray. The motion of the liquid is assumed to be quasi-unidirectional and described by Cosserat’s approximation for a slender jet. This widely used approximation allows to easily compute multiple configurations and to explore wide ranges of values of the governing parameters, retaining the effects of the viscosity and the inertia of the liquid. Electric fields inside and outside the liquid are coupled and are computed without any simplification using a boundary elements method. The stationary solution of the problem is obtained by means of an iterative method. To explore the parameter space, a solution is first computed for a set of values of the liquid properties, the flow rate and the applied voltage, an then a continuation method is used to find the boundaries of the cone-jet mode domain of existence, where the iterative method ceases to converge. When the inertia of the liquid dominates in the cone-jet transition region, the iterative method ceases to converge for values of the flow rate for which order-of-magnitude estimates first predict charge relaxation effects to be important in the cone and the jet. The electric current computed for values of the flow rate slightly above the minimum for which convergence is obtained seems to agree with estimates worked out for lower flow rates. When viscous forces dominate in the transition region, stationary solutions can be obtained for flow rates significantly smaller than the one for which charge relaxation effects first appear in the transition region. Numerical results obtained for those small values of the flow rate agree with our order of magnitude estimates. Theoretical analyses of two issues that have arisen naturally during the thesis are summarized in two appendices. The first appendix contains a study of the singularity of the electric field that most of the simulations show at the contact line between the liquid and the capillary tube. The electric field near the contact line is analyzed to determine the ranges of geometrical configurations and liquid permittivity where a singularity appears. Further estimates show that this singularity does not entail a failure in the description of the problem and does not affect the solution far from the contact line. The infinite electric stresses that appear at the contact line can be effectively balanced by surface tension. The second appendix contains an analysis of the size and slenderness of the shielded region of a dielectric liquid in the absence of free surface charge. In this region, the external electric field is partially offset by the polarization charge so that the inner electric field is much lower than the outer one. A similar region appears in the estimates when charge relaxation effects are important in the current transfer region.

Contribución al diseño de lazos de realimentación electrónica para microsistemas electromecánicos (MEMS) resonantes: ruido de fase generado en lazos osciladores por sus realimentaciones

En 1966, D. B. Leeson publicó el artículo titulado “A simple model of feedback oscillator noise spectrum” en el que, mediante una ecuación obtenida de forma heurística y basada en parámetros conocidos de los osciladores, proponía un modelo para estimar el espectro de potencia que cuantifica el Ruido de Fase de estos osciladores. Este Ruido de Fase pone de manifiesto las fluctuaciones aleatorias que se producen en la fase de la señal de salida de cualquier oscilador de frecuencia f_0. Desde entonces, los adelantos tecnológicos han permitido grandes progresos en cuanto a la medida del Ruido de Fase, llegando a encontrar una estrecha “zona plana”, alrededor de f_0, conocida con el nombre de Ensanchamiento de Línea (EL) que Leeson no llegó a observar y que su modelo empírico no recogía. Paralelamente han ido surgiendo teorías que han tratado de explicar el Ruido de Fase con mayor o menor éxito. En esta Tesis se propone una nueva teoría para explicar el espectro de potencia del Ruido de Fase de un oscilador realimentado y basado en resonador L-C (Inductancia-Capacidad). Al igual que otras teorías, la nuestra también relaciona el Ruido de Fase del oscilador con el ruido térmico del circuito que lo implementa pero, a diferencia de aquellas, nuestra teoría se basa en un Modelo Complejo de ruido eléctrico que considera tanto las Fluctuaciones de energía eléctrica asociadas a la susceptancia capacitiva del resonador como las Disipaciones de energía eléctrica asociadas a su inevitable conductancia G=1⁄R, que dan cuenta del contacto térmico entre el resonador y el entorno térmico que le rodea. En concreto, la nueva teoría que proponemos explica tanto la parte del espectro del Ruido de Fase centrada alrededor de la frecuencia portadora f_0 que hemos llamado EL y su posterior caída proporcional a 〖∆f〗^(-2) al alejarnos de f_0, como la zona plana o pedestal que aparece en el espectro de Ruido de Fase lejos de esa f_0. Además, al saber cuantificar el EL y su origen, podemos explicar con facilidad la aparición de zonas del espectro de Ruido de Fase con caída 〖∆f〗^(-3) cercanas a la portadora y que provienen del denominado “exceso de ruido 1⁄f” de dispositivos de Estado Sólido y del ruido “flicker” de espectro 1⁄f^β (0,8≤β≤1,2) que aparece en dispositivos de vacío como las válvulas termoiónicas. Habiendo mostrado que una parte del Ruido de Fase de osciladores L-C realimentados que hemos denominado Ruido de Fase Térmico, se debe al ruido eléctrico de origen térmico de la electrónica que forma ese oscilador, proponemos en esta Tesis una nueva fuente de Ruido de Fase que hemos llamado Ruido de Fase Técnico, que se añadirá al Térmico y que aparecerá cuando el desfase del lazo a la frecuencia de resonancia f_0 del resonador no sea 0° o múltiplo entero de 360° (Condición Barkhausen de Fase, CBF). En estos casos, la modulación aleatoria de ganancia de lazo que realiza el Control Automático de Amplitud en su lucha contra ruidos que traten de variar la amplitud de la señal oscilante del lazo, producirá a su vez una modulación aleatoria de la frecuencia de tal señal que se observará como más Ruido de Fase añadido al Térmico. Para dar una prueba empírica sobre la existencia de esta nueva fuente de Ruido de Fase, se diseñó y construyó un oscilador en torno a un resonador mecánico “grande” para tener un Ruido de Fase Térmico despreciable a efectos prácticos. En este oscilador se midió su Ruido de Fase Técnico tanto en función del valor del desfase añadido al lazo de realimentación para apartarlo de su CBF, como en función de la perturbación de amplitud inyectada para mostrar sin ambigüedad la aparición de este Ruido de Fase Técnico cuando el lazo tiene este fallo técnico: que no cumple la Condición Barkhausen de Fase a la frecuencia de resonancia f_0 del resonador, por lo que oscila a otra frecuencia. ABSTRACT In 1966, D. B. Leeson published the article titled “A simple model of feedback oscillator noise spectrum” in which, by means of an equation obtained heuristically and based on known parameters of the oscillators, a model was proposed to estimate the power spectrum that quantifies the Phase Noise of these oscillators. This Phase Noise reveals the random fluctuations that are produced in the phase of the output signal from any oscillator of frequencyf_0. Since then, technological advances have allowed significant progress regarding the measurement of Phase Noise. This way, the narrow flat region that has been found around f_(0 ), is known as Line Widening (LW). This region that Leeson could not detect at that time does not appear in his empirical model. After Leeson’s work, different theories have appeared trying to explain the Phase Noise of oscillators. This Thesis proposes a new theory that explains the Phase Noise power spectrum of a feedback oscillator around a resonator L-C (Inductance-Capacity). Like other theories, ours also relates the oscillator Phase Noise to the thermal noise of the feedback circuitry, but departing from them, our theory uses a new, Complex Model for electrical noise that considers both Fluctuations of electrical energy associated with the capacitive susceptance of the resonator and Dissipations of electrical energy associated with its unavoidable conductance G=1/R, which accounts for the thermal contact between the resonator and its surrounding environment (thermal bath). More specifically, the new theory we propose explains both the Phase Noise region of the spectrum centered at the carrier frequency f_0 that we have called LW and shows a region falling as 〖∆f〗^(-2) as we depart from f_0, and the flat zone or pedestal that appears in the Phase Noise spectrum far from f_0. Being able to quantify the LW and its origin, we can easily explain the appearance of Phase Noise spectrum zones with 〖∆f〗^(-3) slope near the carrier that come from the so called “1/f excess noise” in Solid-State devices and “flicker noise” with 1⁄f^β (0,8≤β≤1,2) spectrum that appears in vacuum devices such as thermoionic valves. Having shown that the part of the Phase Noise of L-C oscillators that we have called Thermal Phase Noise is due to the electrical noise of the electronics used in the oscillator, this Thesis can propose a new source of Phase Noise that we have called Technical Phase Noise, which will appear when the loop phase shift to the resonance frequency f_0 is not 0° or an integer multiple of 360° (Barkhausen Phase Condition, BPC). This Phase Noise that will add to the Thermal one, comes from the random modulation of the loop gain carried out by the Amplitude Automatic Control fighting against noises trying to change the amplitude of the oscillating signal in the loop. In this case, the BPC failure gives rise to a random modulation of the frequency of the output signal that will be observed as more Phase Noise added to the Thermal one. To give an empirical proof on the existence of this new source of Phase Noise, an oscillator was designed and constructed around a “big” mechanical resonator whose Thermal Phase Noise is negligible for practical effects. The Technical Phase Noise of this oscillator has been measured with regard to the phase lag added to the feedback loop to separate it from its BPC, and with regard to the amplitude disturbance injected to show without ambiguity the appearance of this Technical Phase Noise that appears when the loop has this technical failure: that it does not fulfill the Barkhausen Phase Condition at f_0, the resonance frequency of the resonator and therefore it is oscillating at a frequency other than f_0.

De la desintegración Espacial a la Conformación regional en la Sabana de Bogotá. Una Propuesta para el desarrollo de la Ciudad Región en el siglo XXI

El presente trabajo de investigación aborda el tema del desarrollo regional en torno a una gran metrópoli como Bogotá y la Sabana de Bogotá. El crecimiento, expansión y relación con los municipios vecinos. Su entorno territorial; es un tema de discusión que cada día adquiere más fuerza desde hace varias décadas. Bogotá y la Sabana de Bogotá, se consideran en la actualidad como un caso representativo del caótico modelo de expansión urbana y crecimiento demográfico, enfrentado al desarrollo urbano como paradigma de la desigualdad de la ciudad latinoamericana. Son muchos los procesos y conflictos de naturaleza Regional y metropolitana que atraviesa la capital colombiana. Sin embargo esta investigación abordada el tema desde la necesidad de gobernanza y coordinación para el desarrollo territorial consensuado y equilibrado de la Región. La sabana de Bogotá está conformada por ciudades dormitorio, ciudades industriales, turísticas, agropecuarias, etc., es atravesada por el Río Bogotá, y en su centro la gran metrópoli, Bogotá D.C. centro de trabajo muy importante a nivel nacional, su área de influencia más próxima llega hasta: Caqueza, Zipaquira, Facatativa, Soacha, Fusagasuga y Girardot. Principales polos de desarrollo en la sabana y el departamento. Cundinamarca está compuesto por 15 provincias y Bogotá. Conformando un sistema de redes urbanas con necesidades comunes y demanda servicios públicos, de transporte, aseo, movilidad, salud, educación, espacio público y calidad ambiental. La metodología de esta investigación consiste en el análisis de la región a partir de la articulación de planes de ordenamiento territorial en un área de estudio propuesta. Mediante entrevistas con profesionales, expertos, funcionarios y empleados públicos y teniendo en cuenta las posibilidades legales en Colombia para el desarrollo territorial regional, establecer la situación real en materia de desarrollo para el departamento de Cundinamarca, evidenciando las necesidades del territorio y su desarrollo de una forma más compleja, valorando las sinergias y necesidades sociales, ambientales y económicas propias del crecimiento urbano, para proponer una serie de directrices que estructuren un desarrollo regional equilibrado en Bogotá y Cundinamarca. El análisis de los modelos del caso contribuye a fortalecer iniciativas para el desarrollo Regional de la Sabana de Bogotá como territorio sostenible: ambiental, económico y socialmente. En un sistema de redes que interconecte a Bogotá, con Cundinamarca, Colombia y el resto del mundo. Cundinamarca como región debe fijar estrategias y articular políticas en función de un modelo de desarrollo urbano regional para el departamento y la Sabana de Bogotá. Directrices departamentales básicas y fundamentales para el desarrollo territorial equilibrado que promueva ciudades sostenibles, compactas y con Calidad de vida para todos sus habitantes. ABSTRACT: This research addresses the issue of regional development around a big metropolis like Bogotá and Sabana de Bogota. The growth, expansion and relations with neighboring municipalities. Your local environment; It is an issue that becomes stronger every day for decades. Bogotá and Sabana de Bogotá, are considered today as a representative case of the chaotic model of urban expansion and population growth, urban development faced as a paradigm of inequality in Latin American city. Many processes and conflicts of Regional and metropolitan nature that crosses the Colombian capital. However this research addressed the issue from the need for governance and coordination for consensual and balanced territorial development of the region. The savannah of Bogota consists of bedroom communities, industrial cities, tourism, agriculture, etc., is crossed by the Bogota River, and at its center the great metropolis, Bogota DC center very important work at the national level, the area closest influence reaches: Caqueza, Zipaquira, Facatativa, Soacha, Fusagasuga and Girardot. Main centers of development in the savannah and the department. Cundinamarca is composed of 15 provinces and Bogota. Forming a system of urban networks with common needs and demand utilities, transportation, grooming, mobility, health, education, public space and environmental quality. The methodology of this research is the analysis of the region from the joint land use plans in the proposed study area. Through interviews with professionals, experts, public officials and employees and taking into account the legal possibilities in Colombia for regional territorial development, establish the real situation in development for the department of Cundinamarca, showing the region's needs and development of a more complex form, assessing synergies and own social, environmental and economic needs of urban growth, to propose a set of guidelines to structure a balanced regional development in Bogota and Cundinamarca. The analysis of case models helps to strengthen initiatives for regional development of the Sabana de Bogota and sustainable region: environmentally, economically and socially. In a network system that interconnects to Bogotá with Cundinamarca, Colombia and elsewhere. Cundinamarca region should set as joint strategies and policies based on a model of regional urban development for the department and the Sabana de Bogota. Basic and fundamental to balanced territorial development that fosters sustainable, compact and quality of life for all its inhabitants cities departmental guidelines.

O PODER DE ZEFERINA NO QUILOMBO DO URUBU UMA RECONSTRUÇÃO HISTÓRICA POLÍTICO-SOCIAL

Os ideais de liberdade exigiram do povo negro diferenciadas práticas para romper com o sistema escravista. Eram as rebeliões em navios, os atos de infanticídio, os justiçamentos dos feitores, as revoltas, além de participações em movimentos libertários e formações de quilombos. Dentre estas formas de organização, o quilombo foi fenômeno essencial nos mais de 300 anos de escravismo no Brasil. Em cada região existiam quilombos, pois para a população negra, cativa ou não, esse era o melhor meio de alcançar a liberdade, um meio coletivo para enfrentar o sistema. O Quilombo do Urubu representou a insistência em garantir a condição humana que o regime escravista negava, sobretudo às mulheres, aos homens e às crianças negras. Essa era uma força que saía de suas entranhas como grito de liberdade, configurada nas fugas em busca de um lugar que lhes assegurasse aproximação de uma vida digna e que pudessem orgulhar-sedo seu porte físico e da sua cultura. Todo esse desprendimento, além de uma força física, exigia um completo conhecimento histórico e espiritual, resguardado pela religiosidade que fortalecia seus espíritos para lutar contra toda negação de humanidade do século XIX no subúrbio da capital baiana. A líder Zeferina, inconformada com a exclusão social de seu povo negro, e entusiasmada pelo poder de herança de ancestralidade, pelo conhecimento de raiz da cultura matrilinear angolana, pelo profundo conhecimento histórico de resistência da rainha Nzinga Mbandi e pela tradição de quilombolas e guerreiras, viveu e lutou pelo sonho de liberdade. Hoje, a chama desse poder é mantida acesa na caminhada de celebração do 20 de novembro pela comunidade de Pirajá e arredores, enquanto referencial de resistência negra na luta contra as exclusões sociais vigentes.(AU)

DESINDUSTRIALIZAÇÃO DO ABC: EMPREGO E DESEMPREGO EM TEMPOS DE MUDANÇA.

O presente trabalho pretende mapear a região do ABC dando ênfase ao processo de desenvolvimento industrial e ao aumento da densidade demográfica decorrente. Isto se dá a partir do estudo quantitativo da mão de obra necessária. que reflete diretamente no emprego. O enfoque será mais acurado nesse aspecto. Num primeiro momento, aborda-se o contexto histórico, análise do processo de urbanização do século passado, que culmina com a instalação das indústrias na região. A abertura econômica do início dos anos 90, a aplicação de novas tecnologias e novas ferramentas de administração também fazem parte desse contexto. Nesse período o processo de industrialização sofre uma reestruturação comprometendo a aptidão regional, a chamada desindustrialização . O foco principal será a indústria automobilista, sem dúvida a de maior importância para e na região. No segundo momento, descreve-se quantitativamente o processo de mudança do comportamento da região e, analisa-se em paralelo, o desemprego e emprego nos setores industrial e de serviços. no período que compreende a última década do século XX , início do XXI. Por fim, mas não de menor importância, busca-se descrever e entender o surgimento das novas aptidões, geradas principalmente pela mudança de alocação das indústrias. Analisando questões como transformação da aptidão regional emprego e desemprego com base nos dados disponibilizados pelas instituições de pesquisa, buscando correlações entre variáveis para enfim, determinar como de fato se encontra hoje o emprego, o trabalhador e principalmente o processo industrial da região.(AU)

DESINDUSTRIALIZAÇÃO DO ABC: EMPREGO E DESEMPREGO EM TEMPOS DE MUDANÇA.

O presente trabalho pretende mapear a região do ABC dando ênfase ao processo de desenvolvimento industrial e ao aumento da densidade demográfica decorrente. Isto se dá a partir do estudo quantitativo da mão de obra necessária. que reflete diretamente no emprego. O enfoque será mais acurado nesse aspecto. Num primeiro momento, aborda-se o contexto histórico, análise do processo de urbanização do século passado, que culmina com a instalação das indústrias na região. A abertura econômica do início dos anos 90, a aplicação de novas tecnologias e novas ferramentas de administração também fazem parte desse contexto. Nesse período o processo de industrialização sofre uma reestruturação comprometendo a aptidão regional, a chamada desindustrialização . O foco principal será a indústria automobilista, sem dúvida a de maior importância para e na região. No segundo momento, descreve-se quantitativamente o processo de mudança do comportamento da região e, analisa-se em paralelo, o desemprego e emprego nos setores industrial e de serviços. no período que compreende a última década do século XX , início do XXI. Por fim, mas não de menor importância, busca-se descrever e entender o surgimento das novas aptidões, geradas principalmente pela mudança de alocação das indústrias. Analisando questões como transformação da aptidão regional emprego e desemprego com base nos dados disponibilizados pelas instituições de pesquisa, buscando correlações entre variáveis para enfim, determinar como de fato se encontra hoje o emprego, o trabalhador e principalmente o processo industrial da região.(AU)

O Diretor de Escola Pública que profissional é este?

Este estudo tem como propósito pesquisar o diretor de escola pública, refletindo sobre a sua prática cotidiana, suas perspectivas e realizações, visando atender a tantas e tão diferentes tarefas que lhe são impostas. Para tanto, fizemos uma investigação teórico-bibliografica sobre a gestão da escola pública, sua finalidade social, autonomia e a busca pela qualidade do ensino oferecido, além de uma análise dos concursos e formas de provimento do referido cargo e analisamos também a oferta de atualização profissional que foi oferecida pela SEE à equipe gestora das escolas públicas estaduais, através do curso de formação continuada Progestão. Na parte prática desta, realizamos uma roda de conversa - uma nova metodologia de pesquisa - com quatro diretores concursados e que atuam frente às escolas públicas estaduais de São Paulo e do Grande ABC e ouvimos deles depoimentos autênticos que retratam suas práticas diárias, tensões, dificuldades e realizações no desempenho de sua função, o que contribuiu em muito para a pesquisa aqui proposta. Apontamos ainda, como uma possível saída para essa situação, a gestão escolar na perspectiva multirreferencial e finalizando este estudo apresentamos as conclusões da pesquisa.(AU)

O Diretor de Escola Pública que profissional é este?

Este estudo tem como propósito pesquisar o diretor de escola pública, refletindo sobre a sua prática cotidiana, suas perspectivas e realizações, visando atender a tantas e tão diferentes tarefas que lhe são impostas. Para tanto, fizemos uma investigação teórico-bibliografica sobre a gestão da escola pública, sua finalidade social, autonomia e a busca pela qualidade do ensino oferecido, além de uma análise dos concursos e formas de provimento do referido cargo e analisamos também a oferta de atualização profissional que foi oferecida pela SEE à equipe gestora das escolas públicas estaduais, através do curso de formação continuada Progestão. Na parte prática desta, realizamos uma roda de conversa - uma nova metodologia de pesquisa - com quatro diretores concursados e que atuam frente às escolas públicas estaduais de São Paulo e do Grande ABC e ouvimos deles depoimentos autênticos que retratam suas práticas diárias, tensões, dificuldades e realizações no desempenho de sua função, o que contribuiu em muito para a pesquisa aqui proposta. Apontamos ainda, como uma possível saída para essa situação, a gestão escolar na perspectiva multirreferencial e finalizando este estudo apresentamos as conclusões da pesquisa.(AU)

The ability of HIV type 1 to use CCR-3 as a coreceptor is controlled by envelope V1/V2 sequences acting in conjunction with a CCR-5 tropic V3 loop

Although infection by primary HIV type 1 (HIV-1) isolates normally requires the functional interaction of the viral envelope protein with both CD4 and the CCR-5 coreceptor, a subset of such isolates also are able to use the distinct CCR-3 receptor. By analyzing the ability of a series of wild-type and chimeric HIV-1 envelope proteins to mediate CCR-3-dependent infection, we have determined that CCR-3 tropism maps to the V1 and V2 variable region of envelope. Although substitution of the V1/V2 region of a CCR-3 tropic envelope into the context of a CCR-5 tropic envelope is both necessary and sufficient to confer CCR-3 tropism, this same substitution has no phenotypic effect when inserted into a CXCR-4 tropic HIV-1 envelope context. However, this latter chimera acquires both CCR-3 and CCR-5 tropism when a CCR-5 tropic V3 loop sequence also is introduced. These data demonstrate that the V1/2 region of envelope can, like the V3 loop region, encode a particular coreceptor requirement and suggest that a functional envelope:CCR-3 interaction may depend on the cooperative interaction of CCR-3 with both the V1/V2 and the V3 region of envelope.

Two living species of coelacanths?

During the period of September 1997 through July 1998, two coelacanth fishes were captured off Manado Tua Island, Sulawesi, Indonesia. These specimens were caught almost 10,000 km from the only other known population of living coelacanths, Latimeria chalumnae, near the Comores. The Indonesian fish was described recently as a new species, Latimeria menadoensis, based on morphological differentiation and DNA sequence divergence in fragments of the cytochrome b and 12S rRNA genes. We have obtained the sequence of 4,823 bp of mitochondrial DNA from the same specimen, including the entire genes for cytochrome b, 12S rRNA, 16S rRNA, four tRNAs, and the control region. The sequence is 4.1% different from the published sequence of an animal captured from the Comores, indicating substantial divergence between the Indonesian and Comorean populations. Nine morphological and meristic differences are purported to distinguish L. menadoensis and L. chalumnae, based on comparison of a single specimen of L. menadoensis to a description of five individuals of L. chalumnae from the Comores. A survey of the literature provided data on 4 of the characters used to distinguish L. menadoensis from L. chalumnae from an additional 16 African coelacanths; for all 4 characters, the Indonesian sample was within the range of variation reported for the African specimens. Nonetheless, L. chalumnae and L. menadoensis appear to be separate species based on divergence of mitochondrial DNA.

Rational engineering of a miniprotein that reproduces the core of the CD4 site interacting with HIV-1 envelope glycoprotein

Protein–protein interacting surfaces are usually large and intricate, making the rational design of small mimetics of these interfaces a daunting problem. On the basis of a structural similarity between the CDR2-like loop of CD4 and the β-hairpin region of a short scorpion toxin, scyllatoxin, we transferred the side chains of nine residues of CD4, central in the binding to HIV-1 envelope glycoprotein (gp120), to a structurally homologous region of the scorpion toxin scaffold. In competition experiments, the resulting 27-amino acid miniprotein inhibited binding of CD4 to gp120 with a 40 μM IC50. Structural analysis by NMR showed that both the backbone of the chimeric β-hairpin and the introduced side chains adopted conformations similar to those of the parent CD4. Systematic single mutations suggested that most CD4 residues from the CDR2-like loop were reproduced in the miniprotein, including the critical Phe-43. The structural and functional analysis performed suggested five additional mutations that, once incorporated in the miniprotein, increased its affinity for gp120 by 100-fold to an IC50 of 0.1–1.0 μM, depending on viral strains. The resulting mini-CD4 inhibited infection of CD4+ cells by different virus isolates. Thus, core regions of large protein–protein interfaces can be reproduced in miniprotein scaffolds, offering possibilities for the development of inhibitors of protein–protein interactions that may represent useful tools in biology and in drug discovery.

A test of alternative models of diversification in tropical rainforests: Ecological gradients vs. rainforest refugia

Comparison of mitochondrial and morphological divergence in eight populations of a widespread leaf-litter skink is used to determine the relative importance of geographic isolation and natural selection in generating phenotypic diversity in the Wet Tropics Rainforest region of Australia. The populations occur in two geographically isolated regions, and within each region, in two different habitats (closed rainforest and tall open forest) that span a well characterized ecological gradient. Morphological differences among ancient geographic isolates (separated for several million years, judging by their mitochondrial DNA sequence divergence) were slight, but morphological and life history differences among habitats were large and occurred despite moderate to high levels of mitochondrial gene flow. A field experiment identified avian predation as one potential agent of natural selection. These results indicate that natural selection operating across ecological gradients can be more important than geographic isolation in similar habitats in generating phenotypic diversity. In addition, our results indicate that selection is sufficiently strong to overcome the homogenizing effects of gene flow, a necessary first step toward speciation in continuously distributed populations. Because ecological gradients may be a source of evolutionary novelty, and perhaps new species, their conservation warrants greater attention. This is particularly true in tropical regions, where most reserves do not include ecological gradients and transitional habitats.

The circadian clock controls the expression pattern of the circadian input photoreceptor, phytochrome B

Developmental and physiological responses are regulated by light throughout the entire life cycle of higher plants. To sense changes in the light environment, plants have developed various photoreceptors, including the red/far-red light-absorbing phytochromes and blue light-absorbing cryptochromes. A wide variety of physiological responses, including most light responses, also are modulated by circadian rhythms that are generated by an endogenous oscillator, the circadian clock. To provide information on local time, circadian clocks are synchronized and entrained by environmental time cues, of which light is among the most important. Light-driven entrainment of the Arabidopsis circadian clock has been shown to be mediated by phytochrome A (phyA), phytochrome B (phyB), and cryptochromes 1 and 2, thus affirming the roles of these photoreceptors as input regulators to the plant circadian clock. Here we show that the expression of PHYB∷LUC reporter genes containing the promoter and 5′ untranslated region of the tobacco NtPHYB1 or Arabidopsis AtPHYB genes fused to the luciferase (LUC) gene exhibit robust circadian oscillations in transgenic plants. We demonstrate that the abundance of PHYB RNA retains this circadian regulation and use a PHYB∷Luc fusion protein to show that the rate of PHYB synthesis is also rhythmic. The abundance of bulk PHYB protein, however, exhibits only weak circadian rhythmicity, if any. These data suggest that photoreceptor gene expression patterns may be significant in the daily regulation of plant physiology and indicate an unexpectedly intimate relationship between the components of the input pathway and the putative circadian clock mechanism in higher plants.