Fracture behavior of axisymmetrical bars under high triaxial stress and large strain cyclic loading

Axisymmetric notched bars with notch roots of large and small radii were tested under large strain cyclic loading. The main attention is focused on the fracture behaviour of steels having cycles to failure within the range 1-100. Our study shows that a gradual transition from a static ductile nature to one of fatigue cleavage can be observed and characterized by the Coffin-Manson formula in a generalized form. Both the triaxial tensile stress within the central region of specimens and static damage caused by the first increasing load have effects on the final failure event. A generalized cyclic strain range parameter DELTAepsilon is proposed as a measure of the numerous factors affecting behaviour. Fractographs are presented to illustrate the behaviour reported in the paper.

Characterization of the benthos, marine debris and bottom fish at Gray’s Reef National Marine Sanctuary

Executive Summary: Baseline characterization of resources is an essential part of marine protected area (MPA) management and is critical to inform adaptive management. Gray’s Reef National Marine Sanctuary (GRNMS) currently lacks adequate characterization of several key resources as identified in the 2006 Final Management Plan. The objectives of this characterization were to fulfill this need by characterizing the bottom fish, benthic features, marine debris, and the relationships among them for the different bottom types within the sanctuary: ledges, sparse live bottom, rippled sand, and flat sand. Particular attention was given to characterizing the different ledge types, their fish communities, and the marine debris associated with them given the importance of this bottom type to the sanctuary. The characterization has been divided into four sections. Section 1 provides a brief overview of the project, its relevance to sanctuary needs, methods of site selection, and general field procedures. Section 2 provides the survey methods, results, discussion, and recommendations for monitoring specific to the benthic characterization. Section 3 describes the characterization of marine debris. Section 4 is specific to the characterization of bottom fish. Field surveys were conducted during August 2004, May 2005, and August 2005. A total of 179 surveys were completed over ledge bottom (n=92), sparse live bottom (n=51), flat sand (n=20), and rippled sand (n=16). There were three components to each field survey: fish counting, benthic assessment, and quantification of marine debris. All components occurred within a 25 x 4 m belt transect. Two divers performed the transect at each survey site. One diver was responsible for identification of fish species, size, and abundance using a visual survey. The second diver was responsible for characterization of benthic features using five randomly placed 1 m2 quadrats, measuring ledge height and other benthic structures, and quantifying marine debris within the entire transect. GRNMS is composed of four main bottom types: flat sand, rippled sand, sparsely colonized live bottom, and densely colonized live bottom (ledges). Independent evaluation of the thematic accuracy of the GRNMS benthic map produced by Kendall et al. (2005) revealed high overall accuracy (93%). Most discrepancies between map and diver classification occurred during August 2004 and likely can be attributed to several factors, including actual map or diver errors, and changes in the bottom type due to physical forces. The four bottom types have distinct physical and biological characteristics. Flat and rippled sand bottom types were composed primarily of sand substrate and secondarily shell rubble. Flat sand and rippled sand bottom types were characterized by low percent cover (0-2%) of benthic organisms at all sites. Although the sand bottom types were largely devoid of epifauna, numerous burrows indicate the presence of infaunal organisms. Sparse live bottom and ledges were colonized by macroalgae and numerous invertebrates, including coral, gorgonians, sponges, and “other” benthic species (such as tunicates, anemones, and bryozoans). Ledges and sparse live bottom were similar in terms of diversity (H’) given the level of classification used here. However, percent cover of benthic species, with the exception of gorgonians, was significantly greater on ledge than on sparse live bottom. Percent biotic cover at sparse live bottom ranged from 0.7-26.3%, but was greater than 10% at only 7 out of 51 sites. Colonization on sparse live bottom is likely inhibited by shifting sands, as most sites were covered in a layer of sediment up to several centimeters thick. On ledge bottom type, percent cover ranged from 0.42-100%, with the highest percent cover at ledges in the central and south-central region of GRNMS. Biotic cover on ledges is influenced by local ledge characteristics. Cluster analysis of ledge dimensions (total height, undercut height, undercut width) resulted in three main categories of ledges, which were classified as short, medium, and tall. Median total percent cover was 97.6%, 75.1%, and 17.7% on tall, medium, and short ledges, respectively. Total percent cover and cover of macroalgae, sponges, and other organisms was significantly lower on short ledges compared to medium and tall ledges, but did not vary significantly between medium and tall ledges. Like sparse live bottom, short ledges may be susceptible to burial by sand, however the results indicate that ledge height may only be important to a certain threshold. There are likely other factors not considered here that also influence spatial distribution and community structure (e.g., small scale complexity, ocean currents, differential settlement patterns, and biological interactions). GRNMS is a popular site for recreational fishing and boating, and there has been increased concern about the accumulation of debris in the sanctuary and potential effects on sanctuary resources. Understanding the types, abundance, and distribution of debris is essential to improving debris removal and education efforts. Approximately two-thirds of all observed debris items found during the field surveys were fishing gear, and about half of the fishing related debris was monofilament fishing line. Other fishing related debris included leaders and spear gun parts, and non-gear debris included cans, bottles, and rope. The spatial distribution of debris was concentrated in the center of the sanctuary and was most frequently associated with ledges rather than at other bottom types. Several factors may contribute to this observation. Ledges are often targeted by fishermen due to the association of recreationally important fish species with this bottom type. In addition, ledges are structurally complex and are often densely colonized by biota, providing numerous places for debris to become stuck or entangled. Analysis of observed boat locations indicated that higher boat activity, which is an indication of fishing, occurs in the center of the sanctuary. On ledges, the presence and abundance of debris was significantly related to observed boat density and physiographic features including ledge height, ledge area, and percent cover. While it is likely that most fishing related debris originates from boats inside the sanctuary, preliminary investigation of ocean current data indicate that currents may influence the distribution and local retention of more mobile items. Fish communities at GRNMS are closely linked to benthic habitats. A list of species encountered, probability of occurrence, abundance, and biomass by habitat is provided. Species richness, diversity, composition, abundance, and biomass of fish all showed striking differences depending on bottom type with ledges showing the highest values of nearly all metrics. Species membership was distinctly separated by bottom type as well, although very short, sparsely colonized ledges often had a similar community composition to that of sparse live bottom. Analysis of fish communities at ledges alone indicated that species richness and total abundance of fish were positively related to total percent cover of sessile invertebrates and ledge height. Either ledge attribute was sufficient to result in high abundance or species richness of fish. Fish diversity (H`) was negatively correlated with undercut height due to schools of fish species that utilize ledge undercuts such as Pareques species. Concurrent analysis of ledge types and fish communities indicated that there are five distinct combinations of ledge type and species assemblage. These include, 1) short ledges with little or no undercut that lacked many of the undercut associated species except Urophycis earlii ; 2) tall, heavily colonized, deeply undercut ledges typically with Archosargus probatocephalus, Mycteroperca sp., and Pareques sp.; 3) tall, heavily colonized but less undercut with high occurrence of Lagodon rhomboides and Balistes capriscus; 4) short, heavily colonized ledges typically with Centropristis ocyurus, Halichoeres caudalis, and Stenotomus sp.; and 5) tall, heavily colonized, less undercut typically with Archosargus probatocephalus, Caranx crysos and Seriola sp.. Higher levels of boating activity and presumably fishing pressure did not appear to influence species composition or abundance at the community level although individual species appeared affected. These results indicate that merely knowing the basic characteristics of a ledge such as total height, undercut width, and percent cover of sessile invertebrates would allow good prediction of not only species richness and abundance of fish but also which particular fish species assemblages are likely to occur there. Comparisons with prior studies indicate some major changes in the fish community at GRNMS over the last two decades although the causes of the changes are unknown. Species of interest to recreational fishermen including Centropristis striata, Mycteroperca microlepis, and Mycteroperca phenax were examined in relation to bottom features, areas of assumed high versus low fishing pressure, and spatial dispersion. Both Mycteroperca species were found more frequently when undercut height of ledges was taller. They often were found together in small mixed species groups at ledges in the north central and southwest central regions of the sanctuary. Both had lower mode size and proportion of fish above the fishery size limit in heavily fished areas of the sanctuary (i.e. high boat density) despite the presence of better habitat in that region. Black sea bass, C. striata, occurred at 98% of the ledges surveyed and appeared to be evenly distributed throughout the sanctuary. Abundance was best explained by a positive relationship with percent cover of sessile biota but was also negatively related to presence of either Mycteroperca species. This may be due to predation by the Mycteroperca species or avoidance of sites where they are present by C. striata. Suggestions for monitoring bottom features, marine debris, and bottom fish at GRNMS are provided at the end of each chapter. The present assessment has established quantitative baseline characteristics of many of the key resources and use issues at GRNMS. The methods can be used as a model for future assessments to track the trajectory of GRNMS resources. Belt transects are ideally suited to providing efficient and quantitative assessment of bottom features, debris, and fish at GRNMS. The limited visibility, sensitivity of sessile biota, and linear nature of ledge habitats greatly diminish the utility of other sampling techniques. Ledges should receive the bulk of future characterization effort due to their importance to the sanctuary and high variability in physical structure, benthic composition, and fish assemblages. (PDF contains 107 pages.)

A plasma channel scheme for the interaction of an intense femtosecond laser pulse with a deuterium cluster jet

We propose a plasma channel scheme to obtain an improved table-top laser driven fusion neutron yield as a result of explosions of large deuterium clusters irradiated by an intense laser pulse. A cylindrical plasma channel is created by two moderate intensity laser prepulses at the edge of a deuterium cluster jet along which an intense main laser pulse propagates several nanoseconds later. With the aid of this plasma channel, the main laser pulse will be allowed to deposit its energy into the central region of the deuterium gas jet where the cluster sizes are larger and the atomic density is higher. The plasma channel formation and its impact on the deuterium ion energy spectrum and the consequent fusion neutron yield have been investigated. The calculated results show that a remarkable increase of the table-top laser driven fusion neutron yield would be expected.

Singularities and horizons in the collisions of gravitational waves

This thesis presents a study of the dynamical, nonlinear interaction of colliding gravitational waves, as described by classical general relativity. It is focused mainly on two fundamental questions: First, what is the general structure of the singularities and Killing-Cauchy horizons produced in the collisions of exactly plane-symmetric gravitational waves? Second, under what conditions will the collisions of almost-plane gravitational waves (waves with large but finite transverse sizes) produce singularities?

In the work on the collisions of exactly-plane waves, it is shown that Killing horizons in any plane-symmetric spacetime are unstable against small plane-symmetric perturbations. It is thus concluded that the Killing-Cauchy horizons produced by the collisions of some exactly plane gravitational waves are nongeneric, and that generic initial data for the colliding plane waves always produce "pure" spacetime singularities without such horizons. This conclusion is later proved rigorously (using the full nonlinear theory rather than perturbation theory), in connection with an analysis of the asymptotic singularity structure of a general colliding plane-wave spacetime. This analysis also proves that asymptotically the singularities created by colliding plane waves are of inhomogeneous-Kasner type; the asymptotic Kasner axes and exponents of these singularities in general depend on the spatial coordinate that runs tangentially to the singularity in the non-plane-symmetric direction.

In the work on collisions of almost-plane gravitational waves, first some general properties of single almost-plane gravitational-wave spacetimes are explored. It is shown that, by contrast with an exact plane wave, an almost-plane gravitational wave cannot have a propagation direction that is Killing; i.e., it must diffract and disperse as it propagates. It is also shown that an almost-plane wave cannot be precisely sandwiched between two null wavefronts; i.e., it must leave behind tails in the spacetime region through which it passes. Next, the occurrence of spacetime singularities in the collisions of almost-plane waves is investigated. It is proved that if two colliding, almost-plane gravitational waves are initially exactly plane-symmetric across a central region of sufficiently large but finite transverse dimensions, then their collision produces a spacetime singularity with the same local structure as in the exact-plane-wave collision. Finally, it is shown that a singularity still forms when the central regions are only approximately plane-symmetric initially. Stated more precisely, it is proved that if the colliding almost-plane waves are initially sufficiently close to being exactly plane-symmetric across a bounded central region of sufficiently large transverse dimensions, then their collision necessarily produces spacetime singularities. In this case, nothing is now known about the local and global structures of the singularities.

Associação entre baixa estatura e sobrepeso em mulheres brasileiras

A associação entre o déficit nutricional em períodos recentes da vida com as doenças crônico-degenerativas e o excesso de peso, tem sido investigada principalmente em países desenvolvidos. No Brasil a associação tem se mostrado significativa apenas no sexo feminino. A realização de um estudo com a população feminina em idade reprodutiva contribuiria para explicar as diferenças de gênero observadas nas altas prevalências de sobrepeso em mulheres no país. Avaliar a associação entre baixa estatura, sobrepeso e ganho excessivo de peso. Este estudo foi baseado na Pesquisa Nacional de Demografia e Saúde (DHS-96). Trata-se de um estudo seccional de representatividade nacional. Todas as análises foram realizadas agrupando as regiões em Rural; Norte e Nordeste; Sul; Sudeste e Centro-Oeste. A população elegível para esta análise foi de 2.292 mães com idade entre 20 e 45 anos. Foram excluídas da análise: mulheres grávidas no momento do inquérito; com último parto anterior a seis meses ou menos da entrevista; não pesadas e não medidas. Os resultados mostraram associação entre a baixa estatura e sobrepeso anterior a primeira gravidez e indicam que a baixa estatura pode estar associada com ganho excessivo de peso no período reprodutivo. Entretanto, os diferenciais observados em relação a região Centro-Sul, consideram a possibilidade da baixa estatura ser um marcador de diferentes contextos sócio-econômicos associados a evolução dos problemas nutricionais no país.

Toward Understanding Astrophysical Phenomena

Fast radio bursts (FRBs), a novel type of radio pulse, whose physics is not yet understood at all. Only a handful of FRBs had been detected when we started this project. Taking account of the scant observations, we put physical constraints on FRBs. We excluded proposals of a galactic origin for their extraordinarily high dispersion measures (DM), in particular stellar coronas and HII regions. Therefore our work supports an extragalactic origin for FRBs. We show that the resolved scattering tail of FRB 110220 is unlikely to be due to propagation through the intergalactic plasma. Instead the scattering is probably caused by the interstellar medium in the FRB's host galaxy, and indicates that this burst sits in the central region of that galaxy. Pulse durations of order $\ms$ constrain source sizes of FRBs implying enormous brightness temperatures and thus coherent emission. Electric fields near FRBs at cosmological distances would be so strong that they could accelerate free electrons from rest to relativistic energies in a single wave period. When we worked on FRBs, it was unclear whether they were genuine astronomical signals as distinct from `perytons', clearly terrestrial radio bursts, sharing some common properties with FRBs. Recently, in April 2015, astronomers discovered that perytons were emitted by microwave ovens. Radio chirps similar to FRBs were emitted when their doors opened while they were still heating. Evidence for the astronomical nature of FRBs has strengthened since our paper was published. Some bursts have been found to show linear and circular polarizations and Faraday rotation of the linear polarization has also been detected. I hope to resume working on FRBs in the near future. But after we completed our FRB paper, I decided to pause this project because of the lack of observational constraints.

The pulsar triple system, J0733+1715, has its orbital parameters fitted to high accuracy owing to the precise timing of the central $\ms$ pulsar. The two orbits are highly hierarchical, namely $P_{\mathrm{orb,1}}\ll P_{\mathrm{orb,2}}$, where 1 and 2 label the inner and outer white dwarf (WD) companions respectively. Moreover, their orbital planes almost coincide, providing a unique opportunity to study secular interaction associated purely with eccentricity beyond the solar system. Secular interaction only involves effect averaged over many orbits. Thus each companion can be represented by an elliptical wire with its mass distributed inversely proportional to its local orbital speed. Generally there exists a mutual torque, which vanishes only when their apsidal lines are parallel or anti-parallel. To maintain either mode, the eccentricity ratio, $e_1/e_2$, must be of the proper value, so that both apsidal lines precess together. For J0733+1715, $e_1\ll e_2$ for the parallel mode, while $e_1\gg e_2$ for the anti-parallel one. We show that the former precesses $\sim 10$ times slower than the latter. Currently the system is dominated by the parallel mode. Although only a little anti-parallel mode survives, both eccentricities especially $e_1$ oscillate on $\sim 10^3\yr$ timescale. Detectable changes would occur within $\sim 1\yr$. We demonstrate that the anti-parallel mode gets damped $\sim 10^4$ times faster than its parallel brother by any dissipative process diminishing $e_1$. If it is the tidal damping in the inner WD, we proceed to estimate its tidal quantity parameter ($Q$) to be $\sim 10^6$, which was poorly constrained by observations. However, tidal damping may also happen during the preceding low-mass X-ray binary (LMXB) phase or hydrogen thermal nuclear flashes. But, in both cases, the inner companion fills its Roche lobe and probably suffers mass/angular momentum loss, which might cause $e_1$ to grow rather than decay.

Several pairs of solar system satellites occupy mean motion resonances (MMRs). We divide these into two groups according to their proximity to exact resonance. Proximity is measured by the existence of a separatrix in phase space. MMRs between Io-Europa, Europa-Ganymede and Enceladus-Dione are too distant from exact resonance for a separatrix to appear. A separatrix is present only in the phase spaces of the Mimas-Tethys and Titan-Hyperion MMRs and their resonant arguments are the only ones to exhibit substantial librations. When a separatrix is present, tidal damping of eccentricity or inclination excites overstable librations that can lead to passage through resonance on the damping timescale. However, after investigation, we conclude that the librations in the Mimas-Tethys and Titan-Hyperion MMRs are fossils and do not result from overstability.

Rubble piles are common in the solar system. Monolithic elements touch their neighbors in small localized areas. Voids occupy a significant fraction of the volume. In a fluid-free environment, heat cannot conduct through voids; only radiation can transfer energy across them. We model the effective thermal conductivity of a rubble pile and show that it is proportional the square root of the pressure, $P$, for $P\leq \epsy^3\mu$ where $\epsy$ is the material's yield strain and $\mu$ its shear modulus. Our model provides an excellent fit to the depth dependence of the thermal conductivity in the top $140\,\mathrm{cm}$ of the lunar regolith. It also offers an explanation for the low thermal inertias of rocky asteroids and icy satellites. Lastly, we discuss how rubble piles slow down the cooling of small bodies such as asteroids.

Electromagnetic (EM) follow-up observations of gravitational wave (GW) events will help shed light on the nature of the sources, and more can be learned if the EM follow-ups can start as soon as the GW event becomes observable. In this paper, we propose a computationally efficient time-domain algorithm capable of detecting gravitational waves (GWs) from coalescing binaries of compact objects with nearly zero time delay. In case when the signal is strong enough, our algorithm also has the flexibility to trigger EM observation {\it before} the merger. The key to the efficiency of our algorithm arises from the use of chains of so-called Infinite Impulse Response (IIR) filters, which filter time-series data recursively. Computational cost is further reduced by a template interpolation technique that requires filtering to be done only for a much coarser template bank than otherwise required to sufficiently recover optimal signal-to-noise ratio. Towards future detectors with sensitivity extending to lower frequencies, our algorithm's computational cost is shown to increase rather insignificantly compared to the conventional time-domain correlation method. Moreover, at latencies of less than hundreds to thousands of seconds, this method is expected to be computationally more efficient than the straightforward frequency-domain method.

Infared observations of H II regions

Spectral data are presented, giving intensities of the Brackett ɤ (B₇) line at six positions in M 42 and of the Brackett ten through fourteen (B₁₀-B₁₄) lines plus the He 4d³D-3p³p⁰ line at three positions in M 42. Observations of the Brackett ɤ line are also given for the planetary nebulae NGC 7027 and IC 418. Brackett gamma is shown to exhibit an anomalous satellite line in NGC 7027. Broadband data are presented, giving intensities at effective wavelengths of 1.25 μ, 1.65 μ, 2.2 μ, 3.5 μ and 4.8 μ for three positions in M 42.

Comparisons with visual and radio data as well as 12 micron and 20 micron data are used to derive reddening, electron temperatures, and electron densities for M 42 and the two planetaries, as well as a helium abundance for M 42. A representative electron temperature of 8400°K ± 1000°K, an electron density of 1.5 ±0.1 x 10³ cm^-3 and a He/H number density ratio of 0.10 +0.10/-0.05 are derived for the central region of M 42. The electron temperature is found to increase slightly with distance from the Trapezium.

M 42 is shown to emit in excess of the predicted recombination radiation throughout the entire infrared spectrum. The variations in the excess with wavelength and with position are analyzed to determine which of several physical processes may be operating. The longer wavelength infrared excess is shown to be dominated by dust emission, while the shorter wavelength infrared excess is caused by dust scattering. The dust is shown to be larger than the average interstellar particle. A new feature of the Orion red star ORS-1 is found in that it appears to have a reflection nebula around it.

Field enhancement and power distribution characteristics of subwavelength-diameter terahertz hollow optical fiber

Fields in subwavelength-diameter terahertz hollow optical fiber (STHOF) can be intensified by large discontinuity of the electric field at high index contrast interfaces. The influences of fiber geometry and refractive index of the dielectric region on the fiber characteristics, such as power distribution, enhancement factor, have been discussed in detail. By appropriate design, the intensity in the central region of STHOF may be enhanced by a factor of greater than 1.5 compared with subwavelength-diameter terahertz fiber without the central hole and the loss can be reduced. For its compact structure and simple fabrication process, the fiber may be very useful in many miniaturized high performance and novel terahertz photonic devices. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Juiz de Fora-MG: uma análise da reestruturação urbana entre o discurso e a realidade

Para a compreensão da cidade de Juiz de Fora na contemporaneidade, devemos lançar um olhar no seu passado, foi quando se estabeleceram as bases históricas que a tornaram uma cidade polarizada com grande importância na Zona da Mata Mineira. Cidade de porte médio, de fácil acesso através de rodovias e ferrovias, se localiza próximo às grandes metrópoles nacionais: Rio de Janeiro, São Paulo e Belo Horizonte. Juiz de Fora caracteriza-se por significativas alterações que não só afetaram seu antigo espaço urbano, mas também determinaram uma nova configuração, e tem sido foco de atração de grandes empreendimentos da construção civil, de instituições de ensino superior, de eventos culturais e artísticos, de investimentos em geral, ocasionando um crescimento econômico em diversos setores, principalmente de serviços e do imobiliário. Reunindo, fatos históricos e empíricos, o presente trabalho pretende contribuir com a reflexão sobre o planejamento estratégico e sua aplicação em uma cidade média mineira que seguiu a ótica catalã. Baseou-se na premissa do processo de globalização na qual as grandes cidades se encontram, isto é, transformar a cidade em protagonistas nas relações do mundo atual. Tendo como objetivo a análise do planejamento urbano atual de Juiz de Fora, através das intervenções urbanísticas, seu processo de crescimento e suas problemáticas urbanas. Mas, também, identificar os elementos centrais na produção do espaço: discutir o planejamento estratégico da cidade; suas ações; os serviços essenciais dentro do espaço urbano do município e como tudo isso afeta a população local. Juiz de Fora vem repetindo o modelo e o discurso dominante das grandes cidades capitalistas, marcado pela lógica do mercado e pela apropriação diferencial da riqueza e consequentemente gerando um consumo diferenciado. O espaço da cidade passa a ser vendido e torna-se foco da atuação de diferentes atores, com objetivos diversos. Apresentaremos dois exemplos concretos: o primeiro está situado na região Leste da cidade uma das mais pobres que é o Alto Três Moinhos, caracterizando-se em um bairro de população carente; o outro está situado na região Central da cidade que é o bairro Dom Bosco, caracteriza-se por ser um bairro carente que está localizado ao meio de grandes intervenções urbanísticas da cidade. Diante desse contexto, suscitando o debate entre o discurso e a realidade que nos leva a uma reflexão para o delineamento do quadro da política urbana atual do município.

Aplicações do formalismo de Keldysh ao transporte e ao bombeamento de calor em nanoestruturas

Num regime balísstico e a baixas temperaturas, a fórmula de Landauer dá uma boa descrição do transporte de calor para nano-junções conectadas a dois fios acoplados a banhos térmicos a temperaturas diferentes. Partindo de um modelo microscópico e utilizando o método de funções de Green fora do equilíbrio, é possível obter uma expressão para a condutância térmica na nano-junção equivalente a fórmula de Landauer. Esta depende dos valores das constantes de acoplamento entre os modos de fônons da região central e dos fios, além do gradiente térmico. A expressão para a condutância térmica é muito semelhante aquela obtida para a condutância elétrica. Neste trabalho nós apresentamos o método para o cálculo de grandezas relacionadas ao transporte térmico em um regime onde não há um gradiente de temperatura entre os reservatórios mas o sistema sofre uma perturbação dependente do tempo. Ou seja, com uma escolha conveniente da parametrização temporal dos termos de acoplamento entre a nano-junção e os fios é possível produzir uma corrente de calor na ausência de diferença de temperaturas entre os banhos térmicos aos quais os fios estão conectados. Esse fenômeno caracteriza o bombeamento de calor. Desenvolvemos uma teoria de transporte dependente do tempo para descrever o bombeamento. A teoria é geral, dependendo da densidade de fônons, da intensidade e dependência temporal do acoplamento. Aplicamos o formalismo em um modelo simples demonstrando que, em princípio, é possível bombear calor através de uma cadeia linear de átomos sem gradiente térmico.

Crise e oportunidade: O caso dos hospitais filantrópicos da região centro sul fluminense do Estado do Rio de Janeiro.

De acordo com dados do DATASUS, o setor filantrópico no país possui cerca de 2.100 estabelecimentos hospitalares, com mais de 155.000 leitos, o que representa 31% do total de leitos do país. Ou seja, 1/3 dos leitos existentes no país são filantrópicos, caracterizando o setor como importante prestador de serviços ao Sistema Único de Saúde, assim como à saúde suplementar. Estes números demonstram a importância do setor filantrópico para o país, mas também para muitas regiões, como a região centro sul fluminense do Estado do Rio de Janeiro. A enorme complexidade e diversidade da rede hospitalar filantrópica traz muitos e variados desafios, tanto para a operação hospitalar, como para as políticas governamentais de manutenção do setor saúde. Além da defasagem da tabela do SUS, outros problemas também são enfrentados por estes hospitais como os tetos financeiros, que levam ao pagamento menor do que é efetivamente produzido, atrasos de pagamentos, que dificultam o planejamento e o equilíbrio financeiro, fechamento de linhas de créditos, dificuldades nas negociações com gestores, entre muitos outros. Todas essas dificuldades têm reflexos críticos na gestão dessas organizações que passam por crises financeiras, necessidade de qualificação profissional e de adequações em suas instalações e equipamentos. Esta pesquisa propõe-se a estudar a situação dos hospitais filantrópicos da região Centro-Sul Fluminense do Estado do Rio de Janeiro no âmbito financeiro, assim como conhecer a percepção dos gestores sobre as dificuldades do setor, suas perspectivas e propostas de possíveis soluções. A metodologia utilizada foi de natureza exploratória, com abordagem qualitativa e quantitativa, com estudo de casos múltiplos, utilizando-se de diversas fontes para coleta de dados, como fontes primárias, secundárias e entrevista semi-estruturada. Os resultados demonstraram a importância dos hospitais filantrópicos na produção de serviços de saúde para o SUS e a necessidade da formulação de políticas especificas para a manutenção do setor filantrópico conveniado ao SUS. Na região centro sul fluminense há uma complementaridade entre a rede pública e a rede filantrópica. Embora seja reconhecida a importância histórica e estratégica desses hospitais na prestação de serviços ao SUS, mantidas as condições atuais nos âmbitos de capacidade instalada, organizacional ou financeira, não há dúvidas de que o futuro dessas instituições será incerto com riscos importantes para a continuidade dos serviços prestados e da própria sobrevivência dos hospitais.Existe a necessidade urgente de que os gestores públicos busquem a implantação de modelos flexíveis de gestão, visando o estabelecimento de um relacionamento de parceria com os hospitais filantrópicos e suas ações sejam definidas por metas tangíveis e alcançáveis.

Análises genéticas de carcaças de atobá marrom, Sula leucogaster (Boddaert, 1783), da região centro-norte do Estado do Rio de Janeiro

A região da Bacia de Campos está exposta a diversas atividades antrópicas, que interferem diretamente no funcionamento do ecossistêmico marinho. O estudo da fauna marinha na costa centro-norte fluminense mostra grande relevância, diversas aves marinhas residem ou passam grande parte de seu período migratório ao longo da Bacia de Campos, entre elas está Sula leucogaster (Boddaert, 1783). Embora essas aves sejam altamente móveis, suas populações apresentam uma estrutura populacional genética robusta. Com o intuito de verificar a estruturação e as relações evolutivas da população de Sula leucogaster na Bacia de Campos foram recolhidas 91 amostras de encalhe e os dados gerados para esta região foram comparados com dados já publicados de outras bacias oceânicas. A partir da região controle do DNA mitocondrial foram gerados 26 haplótipos, todos exclusivos da Bacia de Campos, muitos raros e apenas oito possuíram frequência comum. As análises mostraram que a população da Bacia de Campos é um estoque genético de Sula leucogaster. Tal fato pode ser atribuído ao comportamento filopátrico e ao hábito costeiro dessa espécie que impede o fluxo gênico entre populações. Além disso, a população da Bacia de Campos detém baixa variabilidade genética e possivelmente está sofrendo efeito gargalo ou seleção purificadora, corroborados por valores do teste Fu, o que é comum para espécies que se dividem em subpopulações. Os dados filogenéticos demonstram um contato recente entre as populações da Bacia de Campos e da ilha de Ascensão. As condições oceanográficas também têm influência na estruturação de populações de Sula leucogaster, visto que a ausência de barreiras e a proximidade geográfica poderiam favorecer contato secundário com o Mar do Caribe, fato não evidenciado nas análises. Sendo assim, a divergência de populações nessa espécie e a baixa variabilidade genética são fatores preocupantes para a manutenção da população de atobás marrons em uma área de grande impacto ambiental

Fracionamento biomonitorado de fração isolada do extrato hexânico de Pterodon polygalaeoflorus

O gênero Pterodon compreende algumas espécies largamente distribuídas sobre a região central do Brasil. Seus frutos são comercialmente disponíveis no mercado da flora medicinal sendo amplamente utilizados pelas suas propriedades farmacológicas como antirreumático, anti-inflamatório e analgésicas. O objetivo deste trabalho foi biomonitorar o fracionamento do extrato hexânico de Pterodon polygalaeflorus Benth. (ExPpg), utilizando modelos de inflamação aguda (edema de pata e bolha de ar). O fracionamento/sub-fracionamento foi realizado por cromatografia em coluna de sílica e as amostras analisadas por cromatografia em camada fina e cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massas. O edema de pata foi induzido em camundongos SW por injeção (s.c.) de carragenina. Uma hora antes da inoculação de carragenina os animais foram tratados v.o. com veículo (EtOH 15%, 1,25% Tween-20), indometacina (10 mg/kg p.c.) ou ExHPpg/frações/sub-frações de Ppg. No modelo bolha de ar, a cavidade foi desenvolvida em camundongos SW através da injeção de ar estéril (s.c.) no dorso e a inflamação induzida por carragenina. Uma hora antes de inocular a carragenina os animais foram tratados (v.o) com o veículo, indometacina (10 mg/kg) ou ExHPpg/Fr2Ppg/sub-frações. Após 4 h o exsudato da bolha foi coletado para contagem total e diferencial de leucócitos (Panótico rápido) e dosagem de proteínas (biureto), e a pele referente à bolha foi removida para análises macroscópica e histológica (HE). Também foi realizado estudo de migração de neutrófilos pelo ensaio do transwell. Após demonstração do efeito antiedematogênico do ExHPpg, este foi fracionado em quatro frações. A fração Fr2Ppg, mais ativa no modelo de edema de pata, também inibiu os diferentes parâmetros inflamatórios avaliados no modelo de bolha de ar, com a menor dose testada, e foi sub-fracionada em cinco sub-frações. Destas, as SF2.1 e SF2.2 foram as que mostraram melhor efeito anti-inflamatório pelo modelo da bolha de ar. Em relação ao grupo controle com carragenina, o ExHppg, Fr2Ppg, SF 2.1 e SF 2.2, na dose 0,02 mg/kg, exerceram inibições de 70,6%, 62,8%, 54,7% e 79% no número total de células no exsudato, reduções de 76,8%, 76,9%, 71,1% e 73,3% na concentração de proteína, respectivamente. Com a dose de 0,2 mg/kg, foram observadas inibições apenas para ExHPpg e SF 2.1, com intensidades menores, na leucometria total (62,9% e 48,62%, respectivamente), e na concentração de proteína para SF 2.1 e SF 2.2 (reduções de 68,2% e 30,4%, respectivamente). As análises macroscópica e histológica mostraram redução importante da vasodilatação e do infiltrado inflamatório pelo tratamento com o ExHppg, Fr2Ppg, SF 2.1 e SF 2.2. No ensaio de transwell a Fr2Ppg exibiu 31,4% de inibição na migração de neutrófilos. As sub-frações SF2.1 e SF2.2 foram avaliadas por GC-MS, identificando-se de diversos compostos majoritários. Em resumo, este trabalho confirma o potencial anti-inflamatório da espécie Pterodon polygalaeflorus e mostra um fracionamento efetivo do ExHPpg quanto à composição e ação anti-inflamatória.

Microanálise e geoquímica em testemunhos de corais como elementos de interpretação dos impactos das forçantes naturais e antrópicas sobre a costa do Brasil

Corais pétreos são formadores de recifes. Por secretarem carbonato de cálcio pela base de seus pólipos, esses corais zooxantelados formam um exoesqueleto, composto geralmente por cristais de aragonita. Os padrões de crescimento coralinos variam desde a escala sazonal a centenária e podem ser caracterizados pela medida da taxa de crescimento, a variabilidade dos isótopos estáveis de oxigênio e carbono e pelas razões elementares Sr/Ca, Mg/Ca, U/Ca, Cd/Ca, Ra/Ca (entre outras) em seu esqueleto. Em um contexto global, os recifes cumprem importante papel como sumidouros de carbono atmosférico. Diante das evidências de um oceano mais quente na era moderna, a temperatura da superfície do mar (TSM) tem sido considerada um importante fator de controle da calcificação e crescimento coralino. Geralmente, a calcificação tende a aumentar com a elevação da TSM dentro de uma estreita faixa aceitável para o funcionamento pleno do metabolismo coralino. Neste trabalho, desenvolveu-se uma re-análise das taxas de crescimento de testemunhos de corais amostrados na costa brasileira (Salvador-Ba - Baía de Todos os Santos, Parque Nacional Marinho dos Abrolhos-Ba e Armação dos Búzios-RJ) empregando-se uma combinação de bandas de crescimento (alta e baixa densidades) auxiliado pelo método de luminescência e datação por radioisótopos de U e Th. As diferenças nas cronologias para os dois métodos variou de 1 ano para o caso de Abrolhos até 7,4 anos para Búzios (em seções específicas do testemunho). Foram analisadas variações de calcificação no esqueleto coralino e interpretadas à luz das razões Sr/Ca e U/Ca (ambos próxies da TSM), séries climáticas de AMO e PDO, e pH pelágico oceânico. Identificamos uma diminuição na taxa de calcificação do exoesqueleto no tempo estudado na amostra de Salvador de 0,4 g/cm2, e um aumento em Abrolhos de 0,4 g/cm2 e Búzios 0,3 g/cm2, exceto nos anos de 1950 ao final de 1980 e de 1910 ao final de 1930, respectivamente. Uma microtomografia de raio-X foi empregada para determinar micro-estruturas coralinas, sendo os parâmetros mais relevantes a microporosidade e a anisotropia. Para Abrolhos e Búzios, foi identificado um aumento na porosidade total do exoesqueleto, principalmente no começo de 1940 até o fim da década de 1980 e entre 1890 a 1930 respectivamente. Notou-se forte associação entre a redução do padrão de calcificação com o aumento da porosidade. Os testemunhos da espécie Siderastrea stellata coletados em Abrolhos e Búzios mostraram alta associação das razoes Sr/Ca e U/Ca com a taxa de calcificação, caracterizando uma resposta similar a de outros autores para a Grande Barreira na Austrália (DE'ATH et al., 2009) e para a região central do Mar Vermelho (CANTIN et al., 2010). Em relação as razões Ba/Ca, Salvador e Abrolhos evidenciaram variáveis que contribuíram para este aumento como a forçante de produção de petróleo e aumento populacional (economia), e TSM (oceano). Para Búzios, a TSM (oceano), produção de petróleo, aumento populacional e NDVI (economia). Após os anos de 1990, o impacto dos fatores econômicos, além das variáveis oceânicas respondem mais significativamente o aumento da razão Ba/Ca em todos os sítios quase que concomitantemente na costa brasileira.

Habitat availability and heterogeneity and the Indo-Pacific warm pool as predictors of marine species richness in the tropical Indo-Pacific

Range overlap patterns were observed in a dataset of 10,446 expert-derived marine species distribution maps, including 8,295 coastal fishes, 1,212 invertebrates (crustaceans and molluscs), 820 reef-building corals, 50 seagrasses and 69 mangroves. Distributions of tropical Indo-Pacific shore fishes revealed a concentration of species richness in the northern apex and central region of the Coral Triangle epicenter of marine biodiversity. This pattern was supported by distributions of invertebrates and habitat-forming primary producers. Habitat availability, heterogeneity and sea surface temperatures were highly correlated with species richness across spatial grains ranging from 23,000 to 5,100,000 km2 with and without correction for autocorrelation. The consistent retention of habitat variables in our predictive models supports the area of refuge hypothesis which posits reduced extinction rates in the Coral Triangle. This does not preclude support for a center of origin hypothesis that suggests increased speciation in the region may contribute to species richness. In addition, consistent retention of sea surface temperatures in models suggests that available kinetic energy may also be an important factor in shaping patterns of marine species richness. Kinetic energy may hasten rates of both extinction and speciation. The position of the Indo-Pacific Warm Pool to the east of the Coral Triangle in central Oceania and a pattern of increasing species richness from this region into the central and northern parts of the Coral Triangle suggests peripheral speciation with enhanced survival in the cooler parts of the Coral Triangle that also have highly concentrated available habitat. These results indicate that conservation of habitat availability and heterogeneity is important to reduce extinction and that changes in sea surface temperatures may influence the evolutionary potential of the region.