Simulation of microalgal growth in a continuous photobioreactor with sedimentation and partial biomass recycling

Microalgae are considered as promising feedstocks for the third generation of biofuels. They are autotrophic organisms with high growth rate and can stock an enormous quantity of lipids (about 20 \u2013 40% of their dried cellular weight). This work was aimed at studying the cultivation of Scenedesmus obliquus in a two-stage system composed of a photobioreactor and a settler to concentrate and partially recycle the biomass as a way to enhance the microalgae cellular productivity. It was attempted to specify by simulation and experimental data a relationship between the recycling rate, kinetic parameters of microalgal growth and photobioreactor operating conditions. Scenedesmus obliquus cells were cultivated in a lab-scale flat-plate reactor, homogenized by aeration, and running in continuous flow with a residence time of 1.66 day. Experimental data for the microalgal growth were used in a semi-empirical simulation model. The best results were obtained for Fw = 0.2FI , when R = 1 and kd = 0 and 0.05 day-1, with the biomass production in the reactor varying between 8 g L -1 and 14 g L-1, respectively. The mathematical model fitted to the microalgal growth experimental data was appropriate for predicting the efficiency of the reactor in producing Scenedesmus obliquus cells, establishing a relation between cellular productivity and the minimum recycling rate that must be used in the system

Multi-phase semicrystalline microstructures drive exciton dissociation in neat plastic semiconductors

The optoelectronic properties of macromolecular semiconductors depend fundamentally on their solid-state microstructure. For example, the molecular-weight distribution influences polymeric- semiconductor properties via diverse microstructures; polymers of low weight-average molecular weight (Mw) form unconnected, extended-chain crystals, usually of a paraffinic structure. Because of the non-entangled nature of the relatively short-chain macromolecules, this leads to a polycrystalline, one-phase morphology. In contrast, with high-Mw materials, where average chain lengths are longer than the length between entanglements, two-phase morphologies, comprised of crystalline moieties embedded in largely unordered (amorphous) regions, are obtained. We investigate charge photogeneration processes in neat regioregular poly(3-hexylthiophene) (P3HT) of varying Mw by means of time-resolved photoluminescence (PL) spectroscopy. At 10 K, PL originating from recombination of long-lived charge pairs decays over microsecond timescales. Both the amplitude and decay rate distribution depend strongly on Mw. In films with dominant one-phase chain-extended microstructures, the delayed PL is suppressed as a result of a diminished yield of photoinduced charges, and its decay is significantly faster than in two-phase microstructures. However, independent of Mw, charge recombination regenerates singlet excitons in torsionally disordered chains forming more strongly coupled photophysical aggregates than those in the steady-state ensemble, with delayed PL lineshape reminiscent of that in paraffinic morphologies at steady state. We conclude that highly delocalized excitons in disordered regions between crystalline and amorphous phases dissociate extrinsically with yield and spatial distribution that depend intimately upon microstructure.Comment: 19 pages, 4 figure

Ciência, Cultura, Teorias, Práticas, Objetos, Sentidos, Valores

Este artigo reflete, e corporiza ele mesmo, uma intersecção: entre ciência e cultura; entre experiência, experimentação, sentidos, sentido e significado; entre a pluralidade de argumentos sustentadores da expressão motriz e matriz ‘culturas experimentais’. Sustentando a necessidade de se transcender uma abordagem essencialista de ‘cultura’ ede transgredir delimitações dos conceitos ‘experiência’ e ‘experimentação’, os autores recorrem à ideia de ‘paisagem’ para designar a quebra dos dualismos teoria-prática e ação-pensamento. Isto dita o repensar das fronteiras entre linguagens disciplinares, em direção a uma ‘ecologia conceptual’que contribua para perspetivas mais amplas e integradoras dos campos educativo, profissional e científico-artístico-cultural.This article reflects, and embodies itself, an intersection: between science and culture; between experience, experimentation, senses, sense and meaning; between the pluralityof arguments that may support the motive andmatricialexpr ession‘experimental cultures’. Sustaining the need to transcend an essencialistic approach to ‘culture’ and to transgressdelimitationsof the concepts ‘experience’ and ‘experimentation’, theauthors resort to the ideaof ‘landscape’ to name the fracture of the dualisms theory-practice and action-though. This leads to rethinking the borders between disciplinary languages, towards a ‘conceptual ecology’that contributes to wider and integrated perspectives of the educational, professional and scientific-artistic-cultural fields

Dimensional hyper-reduction of nonlinear finite element models via empirical cubature

We present a general framework for the dimensional reduction, in terms of number of degrees of freedom as well as number of integration points (“hyper-reduction”), of nonlinear parameterized finite element (FE) models. The reduction process is divided into two sequential stages. The first stage consists in a common Galerkin projection onto a reduced-order space, as well as in the condensation of boundary conditions and external forces. For the second stage (reduction in number of integration points), we present a novel cubature scheme that efficiently determines optimal points and associated positive weights so that the error in integrating reduced internal forces is minimized. The distinguishing features of the proposed method are: (1) The minimization problem is posed in terms of orthogonal basis vector (obtained via a partitioned Singular Value Decomposition) rather that in terms of snapshots of the integrand. (2) The volume of the domain is exactly integrated. (3) The selection algorithm need not solve in all iterations a nonnegative least-squares problem to force the positiveness of the weights. Furthermore, we show that the proposed method converges to the absolute minimum (zero integration error) when the number of selected points is equal to the number of internal force modes included in the objective function. We illustrate this model reduction methodology by two nonlinear, structural examples (quasi-static bending and resonant vibration of elastoplastic composite plates). In both examples, the number of integration points is reduced three order of magnitudes (with respect to FE analyses) without significantly sacrificing accuracy.Peer ReviewedPostprint (published version

Modelo conceptual da ocorrência hidromineral do Gerês : fundamentos sobre a delimitação da área de recarga do sistema hidrotermal

A ocorrência hidromineral do Gerês localiza-se na freguesia de Vilar da Veiga, concelho de Terras de Bouro, distrito de Braga. Está associada ao acidente Gerês – Lobios, a porção intermédia de uma megaestrutura que se prolonga desde Lugo (Espanha) até Vila da Feira (Portugal), seguindo uma orientação geral N17ºE. O acidente Gerês – Lobios originou um vale de factura profundamente encaixado, que recorta o maciço granítico da Serra do Gerês. É na vertente oriental deste vale que se situam as emergências termais, aproveitando fracturas paralelas e transversais à falha principal. Tratando-se de um fluido de origem meteórica, a conceptualização do funcionamento hidrogeológico do sistema hidrotermal do Gerês pressupõe, à partida, a identificação e a delimitação da respectiva área de recarga. Com base no gradiente isotópico altimétrico regional, estima-se que a altitude média de recarga do sistema hidrotermal é de 1300 m, admitindo-se que as áreas situadas a altitudes superiores a 1100 m podem estar envolvidas na recarga do sistema. Estas áreas localizam-se predominantemente no sector Este da vale de fractura associado do acidente Gerês – Lobios. No entanto, as assinaturas isotópicas de águas superficiais e subterrâneas de áreas situadas a cotas inferiores sugerem que a área de recarga é de âmbito mais alargado, incluindo o vale de fractura do Rio Gerês. Assim, com base em critérios de natureza isotópica, geomorfológica e estrutural, admite-se que a área de recarga do sistema hidrotermal está circunscrita às bacias hidrográficas do Rio Homem e do Rio Gerês, a montante da Portela do Homem e das emergências termais, respectivamente

Política y ambiente: la política educacional colombiana hacia el cuidado del ambiente natural (2010-2015)

Tesis de maestríaLa educacional ambiental busca el acceso al conocimiento, siendo vital para el desarrollo de la vida en sociedad, el horizonte de políticas educativas que permitan la interacción a través del cultivo progresivo de un lenguaje común, a fin de ir perfilando así la integración de la sociedad a través de políticas educacionales que faciliten el hecho de compartir elementos culturales orientados a un mayor acercamiento y entendimiento de toda la población en el cuidado del ambiente natural. De ese modo, todos los grupos y sectores de la población de un país, tanto políticos, económicos, sociales, religiosos, culturales y deportivos, pueden ser convocados, a través de las políticas educativas, a una actuación convergente en vistas a los grandes objetivos de la vida en común.Contacto: [email protected]ÓN 1. ANTECEDENTES HISTÓRICO-POLÍTICOS DEL PENSAMIENTO AMBIENTAL EN AMÉRICA LATINA . 2. CONCIENCIA POLITICA, SOCIAL Y ESPIRITUAL EN RELACIÓN CON EL AMBIENTE NATURAL. 3. IMPORTANCIA SOCIAL DE LA POLÍTICA EDUCACIONAL PARA EL CUIDADO DEL AMBIENTE NATURAL 4. DOCUMENTOS INTERNACIONALES VINCULADOS AL CUIDADO DEL AMBIENTE NATURAL, COMO MARCO PARA LA LEGISLACIÓN Y LA EDUCACIÓN AMBIENTAL COLOMBIANA EN LA MATERIA. 5.CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOSMaestríaMagister en Ciencia Polític

Ocorrências bicarbonatadas sódicas associadas ao acidente de Gerês - Lobios: diversidade composicional e termalidade

O acidente Gerês – Lobios constitui a porção intermédia de uma megaestrutura de orientação N17ºE que recorta o Maciço Ibérico ao longo de uma extensão de cerca de 250 km. A este acidente estão associadas emergências bicarbonatadas sódicas, exóticas em termos regionais, nomeadamente nas localidades de Gerês (Portugal) e Lobios (Espanha), onde ocorrem manifestações de termalidade significativa. São águas de mineralização relativamente baixa, com valores de condutividade de 350 μS/cm ou um pouco superiores. Possuem pH no domínio alcalino e potencial redox que lhes confere características oxidantes. O sódio e o par bicarbonato/carbonato são claramente os mineralizadores principais destes fluidos termais que se distinguem das restantes águas subterrâneas por possuírem alguns elementos em concentrações inusitadas: Entre estes elementos destacam-se o flúor e o boro, que atingem concentrações de 12,5 mg/L e 136 μg/L, respectivamente. Tratando-se de águas com quimismos semelhantes, ocorrem contudo diferenças, usualmente pouco significativas. O principal parâmetro distintivo das duas águas situa-se ao nível da sua termalidade. Assim, enquanto a temperatura de emergência da água do Gerês é de, aproximadamente, 45,5 ºC, na emergência de Lobios registaram-se valores de temperatura superiores a 75 ºC. . Esta termalidade é adquirida devido a um circuito profundo, onde a água deverá atingir uma temperatura de reservatório da ordem dos 150 ºC. Admitindo um reservatório comum para as duas ocorrências, a diferença de temperatura na emergência entre as duas águas poderá traduzir, pelo menos em parte, o menor grau de mistura do fluido profundo de Lobios durante a ascensão