Multiscale model reduction methods for deterministic and stochastic partial differential equations

Partial differential equations (PDEs) with multiscale coefficients are very difficult to solve due to the wide range of scales in the solutions. In the thesis, we propose some efficient numerical methods for both deterministic and stochastic PDEs based on the model reduction technique.

For the deterministic PDEs, the main purpose of our method is to derive an effective equation for the multiscale problem. An essential ingredient is to decompose the harmonic coordinate into a smooth part and a highly oscillatory part of which the magnitude is small. Such a decomposition plays a key role in our construction of the effective equation. We show that the solution to the effective equation is smooth, and could be resolved on a regular coarse mesh grid. Furthermore, we provide error analysis and show that the solution to the effective equation plus a correction term is close to the original multiscale solution.

For the stochastic PDEs, we propose the model reduction based data-driven stochastic method and multilevel Monte Carlo method. In the multiquery, setting and on the assumption that the ratio of the smallest scale and largest scale is not too small, we propose the multiscale data-driven stochastic method. We construct a data-driven stochastic basis and solve the coupled deterministic PDEs to obtain the solutions. For the tougher problems, we propose the multiscale multilevel Monte Carlo method. We apply the multilevel scheme to the effective equations and assemble the stiffness matrices efficiently on each coarse mesh grid. In both methods, the $\KL$ expansion plays an important role in extracting the main parts of some stochastic quantities.

For both the deterministic and stochastic PDEs, numerical results are presented to demonstrate the accuracy and robustness of the methods. We also show the computational time cost reduction in the numerical examples.

Competitive issue of money & abolition of central banks

The aim of this work is to analyze the main characteristics of the current financial system and to investigate the arising of critical voices with respect this system. In particular, we analyze some historical facts that have been important in the creation of this financial order. We analyze the new digital currency, known as Bitcoin, as the basic ingredient in the formation of a new alternative and decentralized international financial system. In 10 years Bitcoin has expanded its influence to many economic activities. We also analyzed briefly the classic liberal theory that criticizes the intervention of governments in the markets. Finally, we consider relevant the arising of a group of countries (BRICS) that may challenge the current system where the position of USA is privileged.

Políticas de acão afirmativa, novo ingrediente na luta pela democratização do ensino superior: a experiência da Universidade Federal de Ouro Preto

Desde longa data, o ensino superior brasileiro vem sendo alvo de muita polêmica e questionamentos por causa, principalmente, da questão da sua democratização. A origem tardia da universidade brasileira, associada ao caráter elitista, faz com que este nível de escolarização esteja sendo questionado sempre pela incapacidade de absorver toda a demanda existente. Visando a superação dessa situação, lutas históricas foram e vêm sendo travadas, importantes intelectuais, o movimento estudantil, as associações de docentes e de técnicos em educação, cada um a seu modo, vem cobrando a abertura da universidade pública a setores da sociedade até então dela excluídos. Neste ínterim, tem sido importante a contribuição dos movimentos sociais negros que introduziram nesse debate a exigência de políticas de ação afirmativa (PAA), com vista à inclusão desse segmento no ensino superior público. Portanto a PAA figura como um novo ingrediente na luta pela democratização do ensino superior. A reivindicação pelas ações afirmativas ganhou espaço e relevância, ao ponto de ser reconhecida pelo governo e traduzida em posicionamento favorável do Brasil na Conferência de Durban de 2001. A partir de então, o debate aprofundou no país. Como resultado, diversas instituições de ensino superior (IES), por força de leis ou motivadas por decisões de seus conselhos superiores, adotam alguma modalidade de política de ação afirmativa: cota, reserva de vaga, bônus, etc. Nesse contexto, a Universidade Federal de Ouro Preto, no ano de 2008, por meio do seu Conselho de Ensino, Pesquisa e Extensão (CEPE), decidiu assegurar que30% das vagas, em cada um dos seus cursos de graduação, deveriam ser ocupadas por estudantes egressos de escolas públicas. A Política de Ação Afirmativa da UFOP é, portanto,o objeto de estudo dessa dissertação, que procurou identificar se tal medida pode ser considerada uma contribuição para o processo de democratização do ensino superior. A pesquisa realizada analisou o perfil socioeconômico e cultural e a trajetória acadêmica de estudantes que ingressaram na UFOP no ano de 2009, considerando-se a sua condição de participante ou não da PAA. A constatação foi a de que, ainda que modestamente e a despeito da necessidade de ajustes que a mesma possa requerer, o perfil dos estudantes da UFOP vem se alterando: pessoas oriundas de segmentos antes pouco representados estão se beneficiando com a ampliação dos cursos de graduação da instituição

Characteristics of large-sized ruby crystal grown by temperature gradient technique

Large ruby with the size of circle divide75 x 45 mm was grown by temperature gradient technique for the first time. Absorption spectrum was carried out in the range of 190-800 nm by spectrophotometer, and the concentration spatial distribution of Cr3+ in ruby was calculated from the absorption coefficient that based on the Beer-Lambert's Law. Cr3+ ions gradually increase alone both the growth axis and the radial direction. The shape and ingredient of the inclusions were measured by means of Leitz ride field microscopy and scanning electron microscopy. Lane photos and X-ray omega scan show the good quality of as grown ruby. The optimized growth conditions were pointed out based on the observation. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Aplicação de processos com membranas na remoção de piretróides de efluentes industriais

O tratamento de efluentes industriais tem sido objeto de estudos no sentido da busca de soluções que minimizem impactos ambientais e promovam a conservação do bem natural que é a água. Nesta linha de pensamento, o presente trabalho propôs-se avaliar a viabilidade de recuperação de efluentes industriais contaminados com pesticidas do tipo piretróides em específico: a deltametrina e beta-ciflutrina. A justificativa na escolha deste tipo de componente está fundamentada na alta demanda alimentícia por parte da população mundial e o consequente acréscimo no uso dos agrotóxicos a fim de garantir a eficiência e o elevado volume de produção de alimentos. O objetivo deste trabalho foi estudar a remoção da deltametrina e da beta-ciflutrina de efluentes sintéticos aquosos por meio dos processos de osmose inversa e nanofiltração, com a utilização de membranas de poliamida. O presente estudo se justifica pelo atendimento aos padrões ambientais de concentração de piretróides no meio ambiente e reafirma o uso do sistema com membranas no tratamento de efluentes e remoção destes contaminantes. Para caracterização das membranas, foi realizado o teste de permeabilidade hidráulica, constatando diferentes linearidades de fluxo entre os dois processos, com a variação de pressão de trabalho. O desempenho dos processos foi verificado pela variação de parâmetros de meio reacional, variando a concentração dos piretróides em solução, analisando os princípios ativos isolados e também em mistura de ambos piretróides. Primeiramente se estudou a remoção da deltametrina e da beta-ciflutrina isoladamente em solução, nas concentrações de 5, 25, 50 e 100 mg L-1, sob a pressão de 5 bar. Posteriormente, avaliou-se o desempenho das membranas na remoção dos piretróides em mistura nas soluções sintéticas, com ambos os princípios ativos na concentração de 50 mg L-1, na pressão de 5 bar. Foi estudada a remoção da deltametrina e da beta-ciflutrina nos dois processos: osmose inversa e nanofiltração. Os resultados foram tratados estatisticamente por análise de variância (ANOVA) e pela análise por comparação de amostras independentes a fim de verificar a significância dos valores obtidos e a influência da variação dos parâmetros analisados. Para a faixa de concentração estudada (5, 25, 50 e 100 mg L-1) os valores encontrados de concentração de permeado foram todos consideravelmente baixos. O maior valor encontrado foi de 0,026 mg L-1 no ensaio de nanofiltração com concentração inicial de 5 mg L-1 de beta-ciflutrina em água. Os resultados apresentaram excelentes rejeições em todos os testes, seja com princípio ativo isolado ou em mistura, com rejeições maiores que 99,5% para ambos os piretróides nas concentrações testadas, sob a pressão de 5 bar. O processo de nanofiltração apresentou maiores e melhores fluxos de permeado do que a osmose inversa. Contudo, no que diz respeito à eficácia da separação, ambos processos indicaram ótimo desempenho na remoção dos piretróides, viabilizando assim, a escolha destes métodos para tratamento de efluentes contaminados com este pesticida

A literatura de Simone de Beauvoir: por um sexto sentido

Através da visão multidimensional que a Literatura proporciona, acredita-se que a voz de Simone de Beauvoir desperta o pensamento crítico dos leitores sobre a condição da mulher, na segunda metade do século XX. A análise se situa entre os odores que exalam do estudo de Walter Benjamin sobre o conceito de reflexão dos primeiros românticos alemães e os sabores dos desencobrimentos presentes em A Mulher Desiludida, narrativa ficcional de Simone de Beauvoir. O que é a literatura?, ingrediente adicionado por Jean-Paul Sartre, traz consistência ao texto que, em sua finalização, é apimentado pela Teoria Estética, de Theodor Adorno. O autor do Magnum opus a Dialética do esclarecimento demonstra ainda a necessidade de se acrescentar o gosto que incomoda para que saibamos apreciar o alimento que nos é oferecido. Todo o banquete é servido sobre a base fundadora do feminismo: O Segundo Sexo. Agucem todos os sentidos, a iguaria será servida

Efecto del glifosato en la morfologia del tubo dogestivo y en la actividad acetilcolinesterasa de la lombriz Eisenia fetida

[EUS] Gaur egun produktu kimiko ugari erabiltzen dira nekazaritzaren produktibitatea emendatzeko eta modu honetan nekazaritza-produktuen etekin eta kalitatea hobetzeko asmoz. Hala ere, produktu kimiko hauek ekosisteman izan ditzaketen hilgarriak ez diren eraginak askotan ez dira kontuan hartzen. Azken urteotan osagai aktibo gisa glifosatoa duten herbiziden erabilera emendatu da. Lan honetan, glifosatoak ingurunean sor ditzakeen eraginak ikertu nahi izan dira, lurzoruan oso ugaria den Eisenia fetida zizarea adierazle biologiko gisa erabiliz. Esperimentuan 10 indibiduo helduz osaturiko 4 populazio erabili ziren, zeinak 14 egunez tratamendu desberdinetan ezarri ziren (kontrola, 50, 500 eta 5000 mg glifosato/Kg lur lehor). Glifosato kontzentrazio desberdinek ez zuten zizareen hilkortasunean edo pisuaren aldaketan eraginik izan. Hala ere, digestio-hodiaren epitelioaren morfologian eta azetilkolinesterasaren jardueran aldaketak behatu ziren. Glifosato kontzentrazio baxueneko ontziko zizareetan digestio-hodiko epitelioaren altueraren uniformetasun falta behatu zen, glifosato kontzentrazio ertaineko ontziko zizareetan orokorrean epitelioaren altuera txikiagoa zen, eta glifosato kontzentrazio handieneko ontziko zizareetan digestio-hodien borobiltasuna eta epitelioaren jarraitasuna galdu zen. Azetilkolinesterasaren jardueraren murrizpena behatu zen glifosatodun lurretan egondako zizareetan. Esperimentu honetan erabilitako glifosato kontzentrazioek zizareengan hilgarriak ez diren aldaketak sortzen dituzte, aztertutako biomarkatzaileak etorkizuneko ekotoxikologia testetan erabilgarriak izan daitezkeelarik.

Formação e trabalho do ponto de vista da atividade: pistas a partir da confrontação entre uma UTI neonatal e um esquadrão de voo militar

Esta tese teve como objetivo a discussão teórica sobre a formação e a transmissão no/pelo/para o trabalho, a partir da confrontação entre dois campos empíricos. Buscou-se estratégias/pistas de efetividade dessa transmissão, de modo a conciliar saúde & segurança com as demandas de incremento de produtividade & qualidade. Investigaram-se as atividades de auxiliares de enfermagem numa UTI neonatal e de mecânicos de aeronave (flights engineers) em um esquadrão de voo militar. As ferramentas teórico-metodológicas utilizadas foram abordagens clínicas sobre o trabalhar (Ergonomia da Atividade, Clínica da Atividade, Psicodinâmica do Trabalho, proposições sobre relações de serviço e o modelo da competência), sob a orientação da perspectiva ergológica. Os resultados apontam encontros e controvérsias entre os campos empíricos. Os encontros seriam: caracterizam-se como ofícios com grande força coletiva interna, tendo desenvolvido maneiras próprias de transmitir conhecimentos e saberes-fazer, especialmente, durante a própria realização do trabalho; apresentam certo fechamento em seus coletivos, dificultando a ampliação da visão de profissão/ofício para uma noção voltada à ideia de profissionalismo e trabalho em rede entre as auxiliares, uma dificuldade principalmente na inserção das mães dos recém-nascidos internados na equipe de cuidados na Unidade Neonatal e, com os flights, o problema parece ser uma dificuldade em expandir seu ofício/ profissão para além daquele que envolve a sua função em risco de extinção; carência do ingrediente da competência referente à qualificação formal. As controvérsias seriam: mesmo invisibilizada, a dimensão relacional da atividade das auxiliares é, apesar de naturalizada no universo feminino, considerada importante neste domínio. Já, para os flights, mesmo se esta dimensão é fundamental não apenas para a operação, mas também para a formação e aprendizagem da profissão, ela parece manter-se velada na aviação militar; sobre a dinâmica de transmissão de saberes-fazer entre os profissionais, encontramos, entre as auxiliares, o dispositivo sombra representando uma forma de inserção minimamente satisfatória que considera a transmissão de saberes ligados aos aspectos relacionais do trabalho e, entre os flights, dificuldades na assunção de fragilidades vivenciadas pelos profissionais em formação; a partir de uma forte auto-valorização em comum - especialmente dos antigos a respeito de seu histórico e sua inserção heróica naqueles meios de trabalho -, a saída encontrada por cada grupo seguiu direções opostas: entre as auxiliares criou-se um dispositivo de formação para as novatas que é mais eficaz do que a formação das antigas, com os flights, parece não se ter criado um dispositivo mais eficaz, mantendo-se os antigões como heróis inalcançáveis. As conclusões indicam que, se ambos os grupos criaram estratégias de auto-valorização e auto-proteção - os flights, pela condição limite do futuro de seu ofício e as auxiliares, pela sua origem, baseada num corte de classe social e na diferenciação da qualidade da formação profissional (entre enfermeiras e auxiliares) em ambos, o fortalecimento da profissão possibilitou conquistar espaços em meio a trajetórias profissionais à margem de itinerários formativos reconhecidos. Aponta-se, assim, a necessidade de dar visibilidade aos saberes e competências transmitidos cotidianamente no trabalho, viabilizando sua sistematização em programas de formação situados sob o ponto de vista da atividade.

Can nitrogen pollution from aquaculture be reduced?

Nitrogen is essential for the normal growth of fish. It is an important ingredient in fish feed but is very expensive. There is evidence that nitrogen loading from feeding and metabolic activities of fish can cause pollution of the receiving waters. This paper reviews nitrogen losses and nitrogen retention in fish and suggests ways of reducing nitrogen loading to the environment for a sustainable aquaculture program.

Avaliação da exposição de botos-cinza (Sotalia guianensis Van Benédén, 1864) aos compostos orgânicos de estanho através das concentrações hepáticas de estanho total na costa sudeste e sul do Brasil

Durante as últimas décadas, observou-se um aumento da preocupação em relação aos ecossistemas marinhos devido à grande entrada de poluentes, resultando em efeitos deletérios em organismos aquáticos e seres humanos. Dentre as atividades humanas que podem introduzir compostos tóxicos persistentes e bioacumulativos (PBTs Persistent Bioaccumulative Toxicants) no ambiente marinho está o uso de tintas antiincrustrantes, aplicadas nos cascos de navios para evitar que algas, mexilhões e outros organismos se fixem às embarcações. Não raramente, compostos organoestânicos (OTs) como o Tributilestanho (TBT) ou o Trifenilestanho (TPT) constituíam o princípio ativo de tal preparado. Devido à alta toxicidade desses compostos, a IMO (Organização Marítima Internacional) baniu totalmente o uso dos mesmos. Como os OTs são prontamente bioacumulados, elevadas concentrações de estanho total (SnT) vêm sendo encontradas em cetáceos (Mammalia, Cetacea). Os botos-cinza (Sotalia guianensis Van Beneden, 1864) ocupam elevados níveis tróficos e bioacumulam os PBTs aos quais estão expostos. Alguns autores relataram que o estanho hepático em cetáceos se encontra predominantemente na forma orgânica, visto que, na forma inorgânica tal metal é pobremente absorvido pela mucosa gastrintestinal, de forma que as concentrações hepáticas de SnT refletem o input antrópico de OTs. O presente estudo teve como principal objetivo, avaliar a exposição de botos-cinza aos OTs, através determinação das concentrações hepáticas de estanho total (SnT = orgânico + inorgânico), por Espectrometria de Absorção Atômica com Atomização em Forno de Grafite (GFAAS Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry). Para tal, amostras de botos-cinza de diferentes áreas do litoral brasileiro, compreendendo a Região da Grande Vitória (GV), Baía de Guanabara (BG), Baía de Sepetiba (B.Sep), a Baía de Paranaguá (PR) e a Baía da Babitonga (SC), foram analisadas, visando comparar ambientes distintamente contaminados com OTs. Sendo assim, as concentrações hepáticas de SnT (em ng/g, peso seco) de botos-cinza variaram de <312 (limite de detecção) a 8.250, para a GV (n=22); de <312 a 14.100, para B.Sep (n = 38); <312 a 5.147, para PR (n= 22), bem como de 626 a 24.780 (ng/g, peso seco) para os botos de SC (n=10). As maiores concentrações foram verificadas nos botos da BG (n=11), variando de 1.265 a 24.882 (ng/g, peso seco). As concentrações encontradas na Baía de Guanabara (BG) estão entre as mais elevadas detectadas em cetáceos.

The cost of quinine Cinchona pubescens control on Santa Cruz Island, Galapagos

We analyse the cost of controlling the invasive quinine tree Cinchona pubescens Vahl in the highlands of Santa Cruz Island, Galapagos. Control costs in ten 400 m2 plots formed the basis for estimating the cost of control over the whole island. In the plots, densities were 2100–24,000 stems/ha (stems >150 cm tall) and 55,000–138,000 stems/ha (all size classes combined). Control involved uprooting small plants, and applying of a mix of metsulfuron methyl and picloram to cut stumps or to machete cuts in the bark of larger trees. These methods are presently used by Galapagos National Park field crews to control quinine. Costs (in man hours, herbicide and US$) were related to stem density; the density of stems summed across four height classes was a better predictor of costs than density of any one size class. Regressions (on all size classes combined) formed the basis for predictive models of costs. Costs ranged from $14 to $2225 per ha depending on stem density. The amount of herbicide (active ingredient/ha) that must be applied to high density stands of quinine is higher than typical rates of application in an agricultural setting. The cost of treating all existing plants once across quinine’s known range on Santa Cruz Island (c. 11,000 ha) was estimated at c. US$1.65 million. CDF Contribution Number 1013.

An assessment of chemical contaminants, toxicity and benthic infauna in sediments from the St. Thomas East End Reserves (STEER)

This report contains a chemical and biological characterization of sediments from the St. Thomas East End Reserves (STEER) in St. Thomas, U.S. Virgin Islands (USVI). The STEER Management Plan (published in 2011) identified chemical contaminants and habitat loss as high or very high threats and called for a characterization of chemical contaminants as well as an assessment of their effects on natural resources. The baseline information contained in this report on chemical contaminants, toxicity and benthic infaunal community composition can be used to assess current conditions, as well as the efficacy of future restoration activities. In this phase of the project, 185 chemical contaminants, including a number of organic (e.g., hydrocarbons and pesticides) and inorganic (e.g., metals) compounds, were analyzed from 24 sites in the STEER. Sediments were also analyzed using a series of toxicity bioassays, including amphipod mortality, sea urchin fertilization impairment, and the cytochrome P450 Human Reporter Gene System (HRGS), along with a characterization of the benthic infaunal community. Higher levels of chemical contaminants were found in Mangrove Lagoon and Benner Bay in the western portion of the study area than in the eastern area. The concentrations of polychlorinated biphenyls (PCBs), DDT (dichlorodiphenyltrichloroethane), chlordane, zinc, copper, lead and mercury were above a NOAA sediment quality guideline at one or more sites, indicating impacts may be present in more sensitive species or life stages in the benthic environment. Copper at one site in Benner Bay, however, was above a NOAA guideline indicating that effects on benthic organisms were likely. The antifoulant boat hull ingredient tributyltin, or TBT, was found at the third highest concentration in the history of NOAA’s National Status and Trends (NS&T) Program, which monitors the Nation’s coastal and estuarine waters for chemical contaminants and bioeffects. Unfortunately, there do not appear to be any established sediment quality guidelines for TBT. Results of the bioassays indicated significant sediment toxicity in Mangrove Lagoon and Benner Bay using multiple tests. The benthic infaunal communities in Mangrove Lagoon and Benner Bay appeared severely diminished.

Evaluation of quality of shark livers using bio-chemical properties and organoleptic score sheet

Shark livers are considered as an important raw material providing a quality fish oil. It has been reported to aid white — blood-cell production and act as an active ingredient in hemorrhoid treatments. It is also reported that liver oil as a good supplement of vitamin A and poly-unsaturated fatty acids which are important to the development of brain cells in human. Freshness of livers is very important to extract better quality oil. In Sri Lanka, the annual shark production amounts to 8000t, however the quality of livers collected from landing sites has not being measured yet. Present study was conducted to evaluate the quality of silky (Charcarninus fakiformis) shark livers available in Negombo and Beruwala landing sites in the West Coast of Sri Lanka and also to study the relationship between organoleptic and bio-chemical correlation on freshness of shark livers. Liver samples which were collected from landing sites in the West coast of Sri Lanka, were evaluated for external and internal colour, texture and odour. Total volatile nitrogen (TVN), pH value, free fatty acid (FFA%) and peroxide (PV) values of livers were also determined to assess quality. According to the organoleptic scoring system 4.3% of liver samples were categorized as best in quality while 30.4%, 56.5% and 8.7% rated as good, medium and poor in quality respectively at the Negombo and Beruwala landing sites. Bio-chemical analysis showed that the better quality livers had the highest score for sensory evaluation and low values for TVN, FFA and peroxide value while low quality livers gave low score for sensory evaluation and high TVN, FFA, peroxide values. Correlation coefficient of organoleptic scores against total volatile nitrogen value, pH value, free fatty acid % and peroxide value of shark livers were determined by statistical analysis. Organoleptic score of shark livers was found to be highly.

Feeding stimulatory effects of Cyperus rotundus tuber on Cirrhinus mrigala

Traditionally tubers of cyperus (Cyperus rotundus) and its extracts have been used for alluring fish during harvesting in India. An experiment was conducted to evaluate its feeding stimulatory activity and effect on the growth of a commercially important freshwater fish, Cirrhinus mrigala. Three isonitrogenous and isocaloric formulated diets viz. plant ingredient based control and control supplemented with cyperus tuber (CS) at 1% and 5% levels were fed to the fingerlings of mrigal, C. mrigala (2.68+0.20 g) for a period of 45 days. The growth performance and the activity of metabolic enzymes, aspartate aminotransferase (AST) and alanine aminotransferase (ALT), in liver, gill and muscle tissues of mrigal were studied during every 15 days interval. Highest relative growth (72.28%) was obtained in the mrigal fed with the diet containing 5% cyperus (5% CS), while the relative growths were 66.18% and 43.40% for the fish fed with the 1% CS diet and control respectively. The activities of AST and ALT were significantly higher (p<0.01) in both 1% and 5% CS diets as compared to the control in all the tissues studied. Higher aminotransferase activities were observed in the tissues of 5% CS group than in those of 1% CS group throughout the experimental period. The observed higher enzymatic activity was concomitant with the higher growth rate in fish. The results suggested that cyperus tuber supplementation increased feed palatability and growth.

Effect of phosphorous supplementation in the formulated fish feed on carcass quality of Nile tilapia Oreochromis niloticus L.

A study was conducted to evaluate the effect of phosphorus supplementation in the formulated fish diet on carcass quality of Nile tilapia in net-cages suspended in fertilized earthen ponds. In the experiment 3% di-calcium phosphate (DCP), 3% triple supper phosphate (TSP) and 7% 16:20 inorganic fertilizer were added as phosphorous sources to three diets containing fish meal as main protein ingredient. Feeding tilapia in net-cages with these diets significantly (p