Submitted by ALEMAR TORRES (eng.alemar@hotmail.com) on 2018-10-04T18:36:40Z No. of bitstreams: 4 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Alemar Pereira Torres.pdf: 3472665 bytes, checksum: 739d2a2cb37b6b4c6c7bae27196eb300 (MD5) Carta Encaminhamento_Autodepósito.pdf: 69827 bytes, checksum: 7b9ac0105db5d66ddd514b4063de104d (MD5) Ata de defesa.pdf: 494649 bytes, checksum: 6ef792196a9ddb6664cb8563e825accc (MD5) / Approved for entry into archive by PPGCEM Ciência e Engenharia de Materiais (ppgcem@ufam.edu.br) on 2018-10-09T17:07:33Z (GMT) No. of bitstreams: 4 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Alemar Pereira Torres.pdf: 3472665 bytes, checksum: 739d2a2cb37b6b4c6c7bae27196eb300 (MD5) Carta Encaminhamento_Autodepósito.pdf: 69827 bytes, checksum: 7b9ac0105db5d66ddd514b4063de104d (MD5) Ata de defesa.pdf: 494649 bytes, checksum: 6ef792196a9ddb6664cb8563e825accc (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-10-09T17:28:48Z (GMT) No. of bitstreams: 4 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Alemar Pereira Torres.pdf: 3472665 bytes, checksum: 739d2a2cb37b6b4c6c7bae27196eb300 (MD5) Carta Encaminhamento_Autodepósito.pdf: 69827 bytes, checksum: 7b9ac0105db5d66ddd514b4063de104d (MD5) Ata de defesa.pdf: 494649 bytes, checksum: 6ef792196a9ddb6664cb8563e825accc (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-09T17:28:48Z (GMT). No. of bitstreams: 4 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Alemar Pereira Torres.pdf: 3472665 bytes, checksum: 739d2a2cb37b6b4c6c7bae27196eb300 (MD5) Carta Encaminhamento_Autodepósito.pdf: 69827 bytes, checksum: 7b9ac0105db5d66ddd514b4063de104d (MD5) Ata de defesa.pdf: 494649 bytes, checksum: 6ef792196a9ddb6664cb8563e825accc (MD5) Previous issue date: 2018-06-18 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Biochar is a charcoal derived from the carbonization of biomass under a low oxygen atmosphere. Its origin is due to the study developed in the so-called "Indian black earth", which considerably improves the agricultural properties of a soil. In the work under study the influence of biochar as a participant of composites with soil and asphalt mixtures is analyzed by means of the four point bending test. We also compare these results regarding the responses of the formulations with the presence of native charcoal from the Amazon region. For this, prismatic formations of natural clay soil (SN), soil-charcoal (SCV), soil-biochar (SBC), asphalt concrete (CA), asphalt-charcoal concrete (CACV) and concrete asphalt-biochar (CABC). The results showed that the biomass, which participates in composites with the clay soil, improved the stiffness properties, with the purpose of its use in base and sub-base of pavements, culminating in higher values for complex module regarding the mixtures with charcoal . Allus asphaltic composites with biochar and charcoal were verified for both values of stiffness inferior to the standard asphalt concrete, considering average temperature of 25oC. However, for the 40oC temperature, representative of the surface of the pavements of the city of Manaus, these formulations proved to be more advantageous in comparison to the concrete reference, conceiving an alternative for the achievement of road systems with better performance in the Amazon region. / O biochar é um carvão vegetal oriundo da carbonização de biomassa sob baixa atmosfera de oxigênio. Sua origem deve-se ao estudo desenvolvido na chamada “terra preta de índio”, a qual melhora consideravelmente as propriedades agrícolas de um solo. No trabalho em pauta analisa-se a influência do biochar como partícipe de compósitos com solo e misturas asfálticas, por meio do ensaio de flexão a quatro pontos. Também se comparam tais resultados relativos as respostas das formulações com a presença do carvão vegetal nativo da região amazônica. Para tal moldaram-se os corpos de prova de formato prismático do solo argiloso natural (SN), solo-carvão vegetal (SCV), solo-biochar (SBC), concreto asfáltico (CA), concreto asfáltico-carvão vegetal (CACV) e concreto asfáltico-biochar (CABC). Os resultados registraram que o biocarvão, participante em compósitos com o solo argiloso, melhorou as propriedades de rigidez, com a finalidade de seu emprego em base e sub-base de pavimentos, culminando em maiores valores para módulo complexo respeitante as misturas com o carvão vegetal. Alusivo aos compósitos asfálticos com biochar e carvão vegetal, verificou-se para ambos valores de rigidez inferior ao concreto asfáltico padrão, considerando temperatura média de 25oC. No entanto, para a temperatura de 40oC, representativa da superfície dos pavimentos da cidade de Manaus, tais formulações se mostraram mais vantajosos frente ao concreto referência, concebendo uma alternativa para a consecução de sistemas viários com melhor desempenho na região Amazônica.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2016-10-27T18:23:06Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Noemi Hernández de Melo - 2016.pdf: 6449692 bytes, checksum: d68fb8474a2405f7672742946918c88c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-11-07T14:00:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Noemi Hernández de Melo - 2016.pdf: 6449692 bytes, checksum: d68fb8474a2405f7672742946918c88c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-07T14:00:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Noemi Hernández de Melo - 2016.pdf: 6449692 bytes, checksum: d68fb8474a2405f7672742946918c88c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-09-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The removal of textile dyes requires special attention due to their effects on the environment and human health. At least 20% of dyes used in the textile reach the environment through industrial effluents. This pollution of water sources by dyes affect the biological cycles and the photosynthetic processes. Thus, the adsorption with activated carbons stands out for its versatility, high efficiency and low operating costs. This work seeked to study the adsorption mechanism of the commercial textile reactive blue BF - 5G dye in activated bone charcoal, pure and magnetized with magnetite nanoparticles in batch system, as well as in fixed bed columns but with pure carbono only. The adsorbents were characterized by determining the point of zero charge (PZC), adsorption and desorption of N2, infrared spectroscopy, Boehm method, diffraction of x - rays, magnetization curves, transmission electron microscopy and transmission electron scanning. For the activated bone charcoal, the PZC was 8.04, confirmed by the Boehm method that quantified 1.4 meq.g-1 basic groups. The N2 adsorption showed the predominance of mesopores. The infrared spectrum revealed peaks mainly attributed to the structure of the hydroxyapatite. As for the synthesized magnetite nanoparticles, it was possible to calculate the average particle size from the x – ray diffractogram and the Scherrer equation. The value found was approximately 18 nm. By the magnetization curve, it was concluded that the material has superparamagnetic characteristics. The equilibrium time for the adsorption experiments was approximately 8 hours, and the pseudo-second order model showed the best fit to the experimental data. Adsorption isotherms were adjusted and the best model for the tests in batch system, for both pure coal as well as the magnetized coal, was the Langmuir model. The pure coal revealed a maximum 192.31 mg.g- 1 of amount adsorbed and the magnetized carbon revealed an amount of 93.81 mg.g-1 at 50 ° C. The process showed endothermic behavior, increasing the adsorption with the increase of temperature. The process in fixed-bed columns was more efficient with the flow rate adjusted to 2 mL.min-1 and it was only possible to be adjusted through the linear Freundlich model. A final evaluation was made in which the effluent was characterized before and after the adsorption process aiming a disposal in accordance with the current legislation. The analyzed parameters were respecting the maximum permissible values, except for COD. / A remoção de corantes têxteis merece grande atenção devido aos seus efeitos sobre o meio ambiente e a saúde humana. Pelo menos 20% dos corantes utilizados nas indústrias têxteis penetram no ambiente através dos efluentes industriais. Esta poluição dos corpos d’água por corantes afeta os ciclos biológicos e os processos fotossintéticos. Desta forma, a adsorção com carvões ativados se destaca por sua versatilidade, alta eficiência e baixos custos de operação. O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo do mecanismo de adsorção do corante comercial reativo azul BF – 5G em carvão ativado de osso de boi, puro e magnetizado com magnetita, em batelada, e em colunas de leito fixo apenas com o carvão puro. Os adsorventes foram caracterizados pela determinação do ponto de carga zero (PCZ), adsorção e dessorção de N2, espectroscopia no infravermelho, método de Boehm, difração de raios – x, magnetometria e microscopia eletrônica de transmissão e de varredura. Para o carvão ativado de osso de boi, o PCZ foi de 8,04, confirmado pelo método de Boehm que quantificou 1,4meq.g-1 de grupos básicos. A adsorção de N2 mostrou a predominância de mesoporos. O espectro no infravermelho apresentou bandas atribuídas principalmente à estrutura da hidroxiapatita. Já para as nanopartículas de magnetita sintetizadas, foi calculado o tamanho médio das partículas, utilizando a equação de Scherrer, a partir do difratograma de raios – x. O valor encontrado foi próximo a 18 nm. Pela curva de magnetização, concluiu-se que o material apresenta características superparamagnéticas. O tempo de equilíbrio para os ensaios de adsorção foi de aproximadamente 8 horas, e o modelo de pseudo-segunda ordem foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. As isotermas de adsorção foram ajustadas e o melhor modelo para os ensaios em batelada, tanto para o carvão puro como para o carvão magnetizado foi o de Langmuir. O carvão puro apresentou uma quantidade máxima adsorvida de 192,31 mg.g-1 e o carvão magnetizado 93,81 mg.g-1 , à 50 ºC. O processo se mostrou endotérmico, com maximização da adsorção com o aumento da temperatura. O processo em leito fixo se mostrou mais eficiente com a vazão ajustada para 2 mL.min-1 e só foi possível ser ajustado pelo modelo linear de Freundlich. Uma avaliação final foi feita, em que se caracterizou o efluente antes e depois do processo de adsorção com o objetivo de descarte de acordo com a legislação vigente. Os parâmetros analisados se encontraram dentro dos valores máximos permitidos, exceto pela DQO.

A escravidão foi abolida no Brasil em 1888, por lei imperial que rompeu o modo de produção fundamental que caracterizou o país por mais de trezentos anos. Entretanto, se não se pode mais tratar da existência de um sistema escravista, uma vez que ilegal, as raízes históricas deste sistema, tanto na hierarquização das relações de trabalho, como sua substituição por mão-de-obra livre, formam a base para o que hoje se denomina de escravidão contemporânea. A escravidão contemporânea não mais detém as figuras que caracterizaram o modo de produção dos períodos Colono-Imperial, como o tráfico e os castigos corporais: representa o aviltamento da condição humana do trabalhador livre que é submetido a condições de trabalho inaceitáveis ao patamar mínimo de dignidade. O presente trabalho tem como objetivo esclarecer quanto à caracterização do trabalho escravo contemporâneo, tal qual conduta que atinge a dignidade do trabalhador, como elemento de sua liberdade. O foco específico é análise da atuação do Ministério do Trabalho e Emprego, órgão do Poder Executivo, que atribui a si como meta institucional a erradicação do trabalho escravo contemporâneo. E dentro da análise da atuação ministerial, por intermédio de seus agentes, auditores fiscais do trabalho, apuraram-se as ações na produção do carvão vegetal, atividade que alia um ultrapassado meio de produção de insumo industrial à indústria pesada de base (Siderúrgica). / Slavery was abolished in Brazil in 1888, by imperial law that broke the fundamental mode of production that characterized the country for more than three hundred years. However, if it is no longer possible treat the existence of a slave system, as illegal, the historical roots of this system, both in the hierarchy of labor relations, as its replacement for hand-free work force, form the basis for what today is called the Contemporary slavery. The contemporary slavery, no longer owns the figures that characterized the mode of production-Imperial Colonist periods such as traffic and corporal punishment: it is the debasement of the human condition of a free worker who is subjected to unacceptable working conditions at the minimum level of dignity. This paper aims to shed light on the characterization of contemporary slavery, such conduct which affect the dignity of the worker, in a way that is considered one of the face of his Liberty. The specific focus is analyzing the activity of the Ministry of Labor and Employment, Executive Branch agency, which assigns to itself as an institutional goal the eradication of contemporary slavery. And in the analysis of ministerial performance, through its agents,the labor inspectors, have found themselves the actions in the production of charcoal, an activity that combines an outdated means of production of industrial raw material base for heavy industry (Steel).

Em um mundo cada vez mais temeroso do aquecimento global, o balanço de carbono favorável da siderurgia brasileira a carvão vegetal coloca esta modalidade em evidência após um passado à sombra da grande siderurgia a combustível fóssil. Esta posição de destaque é posta em cheque pelo espectro do desmatamento, mesmo já sendo realidade a certificação de plantações arbóreas que substituam a biomassa florestal e a concessão de créditos de carbono pelo emprego de tecnologias de carbonização de baixo impacto ambiental. Porque o modelo de cultivo e aproveitamento máximo da biomassa encontra resistência para se massificar na siderurgia a carvão vegetal de Minas Gerais, segmento que originalmente o concebeu? O exame crítico da história da produção e do consumo do carvão vegetal em tal estado conduz a uma resposta cujo fundamento repousa sob a maneira pela qual as empresas do segmento destacado alocaram seu capital. A balança por elas utilizada para pesar as aplicações possíveis opôs sistematicamente duas perdas, incertas por natureza. De um lado, a perda referente à possibilidade do estoque de florestas vir a se manifestar enquanto fator limitante às atividades siderúrgicas. De outro, a perda imposta pelo desvio, para a formação de plantações, do capital direcionado a aplicações comumente acessadas em sua trajetória individual de acumulação de capital. As siderúrgicas mineiras a carvão vegetal agiram como se entre elas fosse predominante a concepção de que a magnitude desta última perda seria superior à magnitude da primeira. Analisa-se, no último capítulo, o fomento florestal enquanto uma saída para romper com essa concepção. Demonstra-se que as economias de escala não são uma condição necessária da produção de lenha de eucalipto e do carvoejamento, comprovando-se que estes arranjos, caracterizados pelo compartilhamento de custos e riscos entre siderúrgicas e proprietários rurais, podem ser mutuamente vantajosos do ponto de vista pecuniário. / In a global-warming-frightened world, the positive carbon balance of charcoal-based iron & steel making recovers it from a past outshined by the dominance of the large fossil fuel mills. Nevertheless, the risk of not being able to profit from the global decarbonization consensus is material, owing to the dependency on deforestation. This is true even being that the certification of forest-biomass-substituting-arboreal plantations and the concession of carbon credits to low environmental impact carbonization technologies, are already concrete possibilities. Why the model of cultivation and optimal use of biomass has not become dominant among the charcoal based iron & steel mills of Minas Gerais, the industry that has originally conceived it? The answer to which the critical exam of the history of charcoal production and consumption in Minas Gerais state points out is that a non-permissive behavioral principle has predominated among the sectors enterprises. Its the conception that the loss imposed by the outcome where the forest stock becomes a limiting factor for iron & steel making is smaller than the loss imposed by the deviation, to biomass cultivation, of the resources generally directed to traditional capital accumulation opportunities. The forest farmer contract, as a way to break with this conception, is evaluated in the last chapter. The fact that economies of scale are not a necessary condition of eucalyptus plantation and charcoal making is demonstrated, what shows that such arrangements, characterized by the sharing of cost and risk between mills and farmers, can be mutually advantageous from a pecuniary standpoint.

A indústria de ferro e aço corresponde a cerca de 8% das emissões globais de CO2. O carvão vegetal é uma alternativa existente ao uso de carvão fóssil e coque na indústria metalúrgica e é utilizado em alguns altos fornos no Brasil. Embora possua algumas vantagens em termos de maior reatividade e menor teor de cinzas em relação ao coque, o carvão vegetal possui baixa resistência mecânica e alta friabilidade, dificultando o transporte, manuseio e os processos. Não existem normas para avaliar a resistência à compressão de carvão vegetal, e os métodos existentes empregados em outras pesquisas consistem em preparar corpos de prova livres de defeitos e comprimi-los na direção das fibras. Por se tratar de um material com formato irregular, granular e anisotrópico, estes ensaios podem não revelar o comportamento de um leito de carvão vegetal, como um todo, quando sujeito a cargas compressivas. Isto pode não representar condições industriais, onde a carga sobre o carvão não é aplicada exclusivamente na direção das fibras, mas é aplicada de maneira aleatória. Esta dissertação propõe uma abordagem para se quantificar os efeitos da aplicação de cargas compressivas sobre um leito de carvão vegetal distribuído aleatoriamente. Isto representa uma tentativa de simular condições mais próximas das industriais, como ocorreria em um alto forno, em vez de fazer a análise de pedaços individuais de carvão. Foi montado um aparato consistindo em um tubo contendo um leito de carvão e com um êmbolo empurrado por máquina de ensaio universal. As experiências consistem em utilizar o aparato para realizar repetições de ensaios de compressão de carvão de tamanho inicial controlado. Assim, é obtida uma distribuição granulométrica em função da carga aplicada, que é classificada por peneiramento e pesagem. A partir disto, a distribuição granulométrica é analisada de forma qualitativa e quantitativa com uso de ferramentas estatísticas. Através dos índices de quebra e sobrevivência, o método produz resultados reprodutíveis com número de repetições suficiente. Desta forma, é possível prever o comportamento de um leito de carvão vegetal sob compressão. / The iron- and steel industry is responsible for about 8% of the total global CO2 emissions. Charcoal is an existing alternative to the use of coal and coke in the metallurgical industry and is used in some blast furnaces in Brazil. Although it has some advantages against coke in terms of higher reactivity and lower ash contents, charcoal has inherently low mechanical strength and high friability, imposing difficulties to its transportation, handling and use in processes. There are no standards to evaluate charcoal compression strength, and the existing methods used in other researches consist in using prepared specimens and compressing them in the direction of the fibres. As charcoal is irregular shaped, granular and anisotropic, these tests may not reveal the behaviour of a charcoal bed, as a whole, when undergoing compressive loads. This may not relate to industrial conditions, where the load on charcoal is not exclusively applied on the direction of the fibres, but is randomly applied instead. This dissertation proposes an approach to quantify the effects of applying load on randomly distributed bulk charcoal. This represents an attempt of simulating conditions similar to what is expected in the industrial practice, such as in a blast furnace, rather than analysing individual pieces of charcoal. An apparatus has been prepared consisting of a tube and a piston that is pushed by an universal test machine. The experiments consist in carrying out repeated tests of compression of controlled sized charcoal with the apparatus. A particle size distribution is obtained as a function of the applied load, which is then classified by screening and weighing. Based on that, the particle size distribution is analysed both qualitative and quantitatively by using statistical tools. By means of the friability and survivability indexes, the method generates reproducible results with a sufficient number of repeats. In this way, it is possible to predict the behaviour of charcoal bulk under compression.

A madeira é considerada como estratégica como produto base para inúmeros setores e segmentos da economia mundial e nacional, para a produção de móveis, pisos, construção, celulose, papel e outros produtos e, ainda, no setor energético, para a produção de álcool, e, em especial no Brasil, para o carvão vegetal, em siderúrgicas. O carvão da madeira de florestas plantadas de eucaliptos traz um maior benefício ao país, pela redução da pressão da exploração da madeira das florestas nativas. A transformação da madeira em carvão ocorre através de tratamento térmico, compreendendo diversas fases de aquecimento, com consequente alteração da madeira, como a perda de água, contração, degradação e ruptura da parede celular dos seus elementos anatômicos. Neste aspecto, são incipientes os estudos das alterações da anatomia da madeira dos eucaliptos resultantes do processo de carbonização e sua aplicação na melhoria da estrutura e da qualidade do carvão. Pelo exposto, o presente trabalho tem como objetivo estudar as alterações da estrutura anatômica, densidade aparente e variação dimensional da madeira e do carvão de árvores de 19 clones/espécies/híbridos de Eucalyptus e Corymbia, de plantações da Aperam Bioenergia Jequitinhonha, da região do Vale do Jequitinhonha/MG. Após a análise anatômica macroscópica e de densitometria de raios X, assim como as medições dimensionais de todos as amostras, a madeira das árvores de Eucalyptus e Corymbia foi submetida ao tratamento térmico de carbonização (450ºC) e, na sequência, aplicados métodos de análise da anatomia microscópica, de densitometria de raios X e de avaliação da contração/redução dimensional. Os resultados das análises anatômicas mostraram que os vasos do lenho próximos da medula e da casca são de menor diâmetro-maior frequência e maior diâmetro-menor frequência, respectivamente, com os clones de maior densidade com menor dimensão-maior frequência dos vasos. A análise microscópica comparada da madeira e do carvão mostrou a alteração dos vasos de formato circular a ovalado-oblongo, redução do diâmetro tangencial e aumento da frequência. Da mesma forma, os resultados indicaram que a densidade aparente da madeira é, de modo geral, 50% maior do que a do carvão. Os clones de madeira e de carvão de maior densidade aparente foram os de C. citriodora e o de C. toreliana x C. citriodora; os de menor densidade aparente foram os de E. urophylla x (E. camaldulensis x E. grandis) e de E. urophylla. Verificou-se, ainda, que a redução/contração da madeira na carbonização foi maior nos sentidos tangencial (26,06%) e radial (15,94%) e nos clones de maior densidade aparente. / Wood is considered as a strategic base product for numerous industries and sectors of the world and national economy, for the furniture production, flooring, construction, pulp, paper and other products, and also in the energy sector for the production of alcohol, and especially in Brazil, to produce charcoal for the steel manufacture. The charcoal from planted forests of eucalyptus brings a greater benefit to the country, by reducing the pressure of the logging of native forests. The transformation of wood charcoal occurs through heat treatment comprising various stages of heating, with consequent alteration of the wood, such as water loss, shrinkage, and degradation of the cell wall rupture of their anatomical elements. In this aspect, are incipient the studies of the wood anatomy changes of eucalypts resulting from the carbonization process and its application in improving the structure and quality of the charcoal. For these reasons, the present work aims to study the changes of anatomical structure, apparent density and dimensional change of the wood and the charcoal from trees of 19 clones/species/hybrids of Eucalyptus and Corymbia plantations from Aperam Bioenergy Jequitinhonha, coming from the region Jequitinhonha Valley/MG. After the anatomical analysis macroscopic and X-ray densitometry, as well the dimensional measurements of all the samples, the wood of Eucalyptus and Corymbia trees was subjected to the heat treatment of carbonization (450° C) and, subsequently, applied methods for the analysis of microscopic anatomy, X-ray densitometry and evaluation of contraction/dimensional reduction. The analysis results showed that the anatomical vessels near the spinal wood and bark are in smaller diameter, higher - frequency and larger-diameter lower frequency, respectively, and clones with higher density has higher frequency and smaller vessels. Microscopic analysis compared the wood and charcoal showed the change in vessels circular shape oblong-oval, reducing the diameter and increasing shear rate. Likewise, the results indicated that the apparent density of the wood is generally 50% greater than that of charcoal. The clones with the highest density were C. citriodora and C. toreliana x C. citriodora, the lower density were E. urophylla x (E. grandis x camaldulensis) and E. urophylla. It was also found that the reduction/shrinkage of the wood after carbonization was greater in the tangential directions (26.06 %) and radial (15.94 %) and in the clones of higher apparent density.

Orientador: Fresia Soledad Ricardi Torres-Branco / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-25T23:34:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_MelinaMarade_D.pdf: 10651504 bytes, checksum: 954cc83b3352e5a3f66f7308ab277dd5 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O estudo da evolução paleoambiental de uma área de transição entre os Biomas Cerrado e Mata Atlântica no decorrer do Holoceno resultou na reconstituição da vegetação, do clima e da dinâmica fluvial do Rio Mogi Guaçú, na Estação Ecológica de Mogi Guaçú (EEcMG), Estado de São Paulo. As interpretações paleoecológicas foram baseadas na identificação das assembleias de palinomorfos, fragmentos de carvões e análises isotópicas contidas em três testemunhos rasos, onde estão foram desenvolvidas inferências paleoecológicas e paleoclimáticas. A análise dos proxy aqui utilizados evidenciou as mudanças acontecidas na vegetação e do curso principal do Rio Mogi Guaçú na EEcMG que permitiram compor as condições paleoambientais entre 7.750 anos AP até os dias atuais. Dessa forma, aproximadamente 7.750 anos AP, a EEcMG passou por uma fase climática mais úmida que a atual, possibilitando o desenvolvimento da Mata Ripícola, indicado pela presença de Mauritia L.f. Dados isotópicos para esta época caracterizam uma transição entre a floresta e o campo. Por volta de 3.000 anos AP, observa-se um aumento dos elementos do Cerrado, como a presença de Curatella Loefl., e diminuição de Mauritia L.f., que indica que este último não foi um elemento importante para a configuração da vegetação deste período, estabelecendo um clima mais seco para EEcMG, a composição isotópica aponta o predomínio de plantas C3 (floresta). No período entre aproximadamente 310 e 105 anos AP., a umidade aumenta na região com a permanência de Mauritia L.f., e mesmo com o aumento dos tipos de Cerrado, indicando que a Mata Ripícola se manteve presente. Dessa maneira, as assembleias palinológicas estudadas mostram que a Mata Ripícola esteve presente em todos os estágios, ao contrário do Cerradão, que durante os últimos 7.750 anos AP., experimentou fases de expansão e contração. Através do estudo da chuva polínica atual das três lagoas, foi possível inferir que os elementos de Mata Ripícola são predominantes aos de Cerrado, como a presença de Mauritia L.f. e a abundância de esporos que confirma esse tipo de vegetação dominante para os dias atuais, o que caracteriza um clima mais úmido na EEcMG. As análises isotópicas indicam que a floresta permanece presente, com predominância de plantas C3 (floresta) em relação às plantas C4 (campo). Fragmentos de carvão foram identificados nos três testemunhos estudados, evidenciando que paleoincêndios sempre ocorreram na EEcMG durante todo o Holoceno. O comportamento da dinâmica fluvial do Rio Mogi Guaçú durante o Holoceno mostrou que esta esteve associada à influência de eventos climáticos de escala global e que, em consequência desses, os meandros mudaram constantemente de posição ao longo da planície através do processo de erosão e deposição das suas margens, ocasionando em alguns momentos, a não preservação de palinomorfos / Abstract: The study of paleoenvironmental evolution of a transition area between the Biomes of Cerrado and Atlantic Forest during the Holocene resulted in the recovery of vegetation, climate and fluvial dynamics of Mogi Guaçú River in The Mogi Guaçú Ecological Station (EEcMG) - São Paulo State. The paleoecological interpretations were based on the identification of palynomorphs assemblies, fragments of charcoal, and isotopic analyzes contained in three shallow cores, where paleoecological and paleoclimatic inferences were developed. The analysis of the proxy highlighted the changes that occurred in the vegetation and the main course of Mogi Guaçú River at EEcMG to form the paleoenvironmental conditions from 7.750 years BP to current days. Thus, approximately 7.750 years BP, the EEcMG underwent a wetter climate than the current phase, enabling the development of a Riparian Forest with the presence of Mauritia L.f. The isotopic data features a transition between forest and field. Around 3.000 years BP, there was an increase in the Cerrado elements, as the presence of Curatella Loefl., and a decrease in Mauritia L.f. In fact, Mauritia L.f. was not an important element to configure the vegetation of the period with a drier climate for EEcMG, and the isotopic composition indicates the predominance of C3 plants (forest). Between 310 and 105 years BP., the humidity increased in the region with the permanence of Mauritia L.f., but the Cerrado types also increased, indicating that the Riparian Forest remained. Thus, the palynological assemblies show that the Riparian Forest was present in all stages, unlike Cerradão, that during the last 7.750 years BP., experienced phases of expansion and contraction. Through the study of current pollen rain of the three ponds, it was possible to infer that the elements of Riparian Forest are prevalent in the Cerrado, as the presence of Mauritia L.f. and the abundance of spores that confirms this type of dominant vegetation for current days, featuring a more humid climate at EEcMG. Isotopic analyzes show that the forest remains with a predominance of C3 plants (forest) in relation to C4 plants (field). Charcoal fragments were identified in all three cores showing the evidence that paleofires occurred at EEcMG throughout the Holocene. The behavior of fluvial dynamics of Mogi Guaçú River during the Holocene showed the influence of climatic events of global scale, and consequently, the meanders constantly changed position along the plain through erosion and deposition processes of its banks, not preserving the palynomorphs / Doutorado / Geologia e Recursos Naturais / Doutora em Ciências

Orientador: Waldir Antônio Bizzo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-21T19:34:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Berton_RafaelPiatto_M.pdf: 2760941 bytes, checksum: e126adb4bc1c7a9e7512cbc1b44cbb70 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Atualmente a pesquisa por tecnologias que permitam o uso mais inteligente e disseminado das fontes renováveis de energia em complemento aos meios convencionais, tem ganhado importância em virtude da necessidade de se aliar sustentabilidade ao suprimento da crescente demanda mundial. O interesse deste trabalho residiu em investigar o comportamento da eficiência energética relativa à conversão da biomassa em recursos provenientes do processo de pirólise rápida, a saber, o bio-óleo e o carvão residual (charcoal). O caso estudado se constituiu na análise de uma planta de pirólise rápida em escala industrial, por meio de simulação computacional utilizando o software Cycle-Tempo, específico para dimensionamento termodinâmico de sistemas. Foram analisadas três possibilidades para a integração energética do processo, o primeiro fazendo uso da combustão do carvão residual para suprir a demanda energética do sistema, o segundo complementando sua operação através da recuperação do calor proveniente da condensação dos vapores para uso na secagem da biomassa original e o terceiro direcionando este calor para o pré-aquecimento dos gases de fluidização do reator. Através da análise comparativa de eficiência energética e das características técnicas das alternativas propostas, foi possível quantificar os ganhos de eficiência possibilitados pela integração energética, estabelecer limites operacionais e parâmetros de processo úteis à continuidade da pesquisa neste segmento, assim como visualizar possíveis vantagens ou pontos críticos dos sistemas estudados / Abstract: The current research for technologies that allow a more intelligent use and the spreading of renewable energy in addition to conventional means, has become increasingly important due to the need to combine sustainability to supply the growing global demand. The interest of this work resided in investigating the behavior of energy efficiency for the conversion of biomass resources into fast-pyrolysis's products, namely the bio-oil and bio-char. The case study consisted in the analysis of a fast pyrolysis plant in industrial scale by means of computer simulation using the software Cycle-Tempo, specific for sizing thermodynamic systems. Three possibilities were analyzed for energy integration of the system, the first making use of residual coal combustion to supply the energy demands of the system, the second complementing its operation by recovering the heat from the condensing vapors for drying the biomass, and the third directing this amount of energy to preheat the reactor's fluidizing gas. Through a comparative analysis of energy efficiency and technical characteristics of the proposed alternatives, it was possible to quantify the efficiency gains enabled by energy integration, and also establishing operating limits and process parameters useful for continuing the research in this segment, as well as displaying possible advantages or critical points of the systems studied / Mestrado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Doctor of Philosophy / Department of Plant Pathology / Christopher R. Little / Charcoal rot, caused by the necrotrophic fungus, Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid., is an important disease in sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench). The molecular interactions between sorghum and M. phaseolina are poorly understood. In this study, a large-scale RNA-Seq experiment and four follow-up functional experiments were conducted to understand the molecular basis of charcoal rot resistance and/or susceptibility in sorghum. In the first experiment, stalk mRNA was extracted from charcoal-rot-resistant (SC599) and susceptible (Tx7000) genotypes and subjected to RNA sequencing. Upon M. phaseolina inoculation, 8560 genes were differentially expressed between the two genotypes, out of which 2053 were components of 200 known metabolic pathways. Many of these pathways were significantly up-regulated in the susceptible genotype and are thought to contribute to enhanced pathogen nutrition and virulence, impeded host basal immunity, and reactive oxygen (ROS) and nitrogen species (RNS)-mediated host cell death. The paradoxical hormonal regulation observed in pathogen-inoculated Tx7000 was characterized by strongly upregulated salicylic acid and down-regulated jasmonic acid pathways. These findings provided useful insights into induced host susceptibility in response to this necrotrophic fungus at the whole-genome scale. The second experiment was conducted to investigate the dynamics of host oxidative stress under pathogen infection. Results showed M. phaseolina’s ability to significantly increase the ROS and RNS content of two charcoal-rot-susceptible genotypes, Tx7000 and BTx3042. Over-accumulation of nitric oxide (NO) in stalk tissues in the pathogen-inoculated susceptible genotypes was confirmed using a NO-specific fluorescent probe and confocal microscopy. Significantly increased malondialdehyde content confirmed the enhanced oxidative stress experienced by the susceptible genotypes after pathogen inoculation. These findings suggested the contribution of oxidative stress-associated induced cell death on charcoal rot susceptibility under infection. In the third functional experiment, the behavior of the sorghum antioxidant system after pathogen inoculation was investigated. M. phaseolina significantly increased the glutathione s-transferase (GST), glutathione peroxidase (GPX), glutathione reductase (GR), and peroxidase activities of the susceptible genotypes (Tx7000, BTx3042) but not in the resistant genotypes (SC599, SC35). Increased activities of these enzymes in susceptible genotypes may contribute to reduced oxidative stress thus lowering charcoal rot susceptibility. The fourth functional experiment was designed to quantify induced host-derived cell wall degrading enzymes (CWDEs) using crude enzyme mixtures from stalks. A gel diffusion assay revealed significantly increased pectinesterase activity in pathogen-inoculated Tx7000 and BTx3042 while significantly increased polygalacturonase activity was determined by absorbance. Fluorimetric determination of cell extracts revealed significantly increased cellulose degrading enzyme activity in M. phaseolina-inoculated Tx7000 and BTx3042. These findings revealed the pathogen’s ability to promote charcoal rot susceptibility in grain sorghum through induced host CWDEs. The last functional study was designed to profile the stalk tissue lipidome of Tx7000 and SC599 after M. phaseolina inoculation using automated direct infusion electrospray ionization-triple quadrupole mass spectrometry (ESI-MS/MS). M. phaseolina significantly decreased the phytosterol, phosphatidylserine, and ox-lipid contents in Tx7000 while significantly increasing stigmasterol:sitosterol ratio. Except for ox-lipid content, none of the above was significantly affected in resistant SC599. Results suggested the lethal impacts of M. phaseolina inoculation on plastid- and cell- membrane integrity and the lipid-based signaling capacity of Tx7000. Findings shed light on the host lipid classes that contribute to induced charcoal rot susceptibility in grain sorghum.

A pollen profile from varved lake sediments sampled at 10-year intervals and spanning the past 1000 years is analyzed to understand the effects of climate change and anthropogenic activity on forests in southwestern Quebec. The forests responded rapidly to changes in temperature and precipitation during the Medieval Warm Period and Little Ice Age as well as to land-use changes associated with the European Settlement of the area. The transition into the Little Ice Age was abrupt and had significant impact on the pollen production within a couple of decades. A synthesis of this record with other high-resolution and well-dated pollen data from the conifer-hardwood forest of eastern North America shows consistent results across the whole area, indicating that very-high resolution pollen data can provide insight into multi-decadal climate variability and its impact on forest vegetation. Tree-ring records from the region show inter-annual fluctuations not always consistent between sites, while high-resolution pollen data record multi-decadal to century changes which enable us to interpret climatic effects on plant communities.