Orientador: Antonio Roberto Balbo / Coorientador: Helenice de Oliveira Florentino Silva / Banca: Daniela Renata Cantane / Banca: Adriana Cristina Cherri Nicola / Resumo: O objetivo desse trabalho foi desenvolver métodos híbridos envolvendo os métodos de pontos interiores e de programação inteira binária para a resolução de problemas mono e multiobjetivo referentes à colheita da cana-de-açúcar, coleta de sua biomassa residual e ao balanço de energia relativo ao aproveitamento desses resíduos. Assim, foram investigados os métodos previsor-corretor primal-dual de pontos interiores e aqueles inseridos em programação inteira: branch-and-bound, planos de corte e branch-and-cut. São apresentados dois métodos híbridos envolvendo o método previsor-corretor primal-dual de pontos interiores, um deles associado ao método branch-and-bound (PDBB), o qual foi investigado, mas não foi implementado e testado nesse trabalho. O método PDBB foi utilizado para a resolução dos modelos matemáticos referentes à minimização do custo de colheita da cana-de-açúcar, minimização de custo e transporte de coleta da biomassa residual da cana-de-açúcar, e maximização do balanço de energia referente a esses resíduos, que consideram áreas de plantio mecanizáveis e semi-mecanizáveis. Além desses, foram explorados, os modelos multiobjetivo de minimização de custo de coleta e transporte e maximização do balanço de energia total. As estratégias utilizadas para a determinação de soluções eficientes dos modelos multiobjetivo relacionaram-se aos métodos da soma ponderada e e-restrito, as quais transformaram o problema multiobjetivo em uma sequência de problemas mono-objetivo. Os resultados obtidos demosntraram que o método híbrido é robusto à resolução desses problemas pois obteve um bom desempenho computacional, determinou as soluções ótimas para os problemas mono-objetivo, as soluções eficientes e a curva de Pareto associadas ao problema multiobjetivo / Abstract: The aim of this study was to develop hybrid methods involving interior point and binary integer programming methods for solving mono and multiobjective problems related to the sugar cane harvest, the collection of their waste and energy balance related to the urilization of these waste. Thus, the predictor-corrector primal dual interior point method, and those inserted in integer programming: branch-and-bound, cutting planes and branch-and-cut were investigated. We present two hybrid methods involving the predictor-corrector primal-dual interior point method, one is associated to the brach-and-bound method (PDBB), which was developed in this study and implemented in the programming language C++, and another related to the branch-and-cut method (PDBC), which was investigated but was not implemented and tested in this study. The PDBB method was used to resolution of the mathematical models related to minimize the costs of sugar cane harvest, to minimize the collection and transportation cost of residual biomass from sugar cane, and to maximize the energy balance regarding these residues, which consider mechanized and semi-mechanized grow areas. Besides, multiobjective models were explored, such as the minimization of the collection and transportation cost and maximization of the energy balance of the residual biomass, and the total cost minimization and total energy balance maximization. The strategies used for determining efficient solutions of the multiobjective models were the weighted sum and e-constraint methods, which transformed the multiobjective problem into a sequence of mono-objective problems. The obtained results showed that the hybrid method is robust to solve these problems, it got a good computational performance, determined optimal solutions to the mono-objective problems, and the efficient solutions and the Pareto 's frontier associated to multiobjective problem / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-11-20T10:38:06Z No. of bitstreams: 1 2012_LindaEdelOteroSilva.pdf: 2213680 bytes, checksum: 88af32706aabbc028f170549257a6feb (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-11-20T10:48:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_LindaEdelOteroSilva.pdf: 2213680 bytes, checksum: 88af32706aabbc028f170549257a6feb (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-20T10:48:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_LindaEdelOteroSilva.pdf: 2213680 bytes, checksum: 88af32706aabbc028f170549257a6feb (MD5) / O desenvolvimento de fontes de energia utilizando matérias primas regionais, pode tornar- se uma boa alternativa de inclusão energética, pois possibilita o acesso à eletricidade para as comunidades isoladas da região norte do Brasil, onde vivem cerca de 3 milhões de pessoas. Objetivo geral: avaliar os limites e potencialidades do tucumã para a produção de energia em regiões isoladas da Amazônia. Objetivos específicos: avaliar as características físico-químicas do óleo do endosperma da palma de tucumã assim como as do endocarpo do fruto, avaliar o porcentual do óleo contido no tucumã, complementando com ensaio em motores com óleo de tucumã e gaseificação do seu endocarpo. Metodologia: 1) Estudar, por meio de um inventário de plantas oleaginosas, o potencial do tucumã em duas comunidades no Assentamento Agroextrativista Lago Grande no território do baixo Amazonas no estado do Pará, 2) Fazer a avaliação experimental do tucumã para a determinação de parâmetros morfofisiológicos, 3) Extrair o óleo da amêndoa de tucumã por meio de três técnicas e caracterizar o mesmo, 4) Estudar o potencial do gás do endocarpo. A porcentagem de óleo, extraído logo da separação quebra e moenda de 5000 amêndoas de tucumã por meio da extração com hexano, técnica que demonstrou mais eficiência para este tipo de oleaginosa, assim como algumas das suas características resultarem bem próximas as encontradas na bibliografia. No funcionamento do motor com o diesel e o gás de síntese do endocarpo de tucumã, agindo simultaneamente como combustíveis, houve um acréscimo importante na eficiência do motor comparando-a com o motor agindo só com diesel. Com respeito ao uso deste gás complementando a alimentação com o óleo de tucumã no motogerador, houve uma considerável redução no consumo de combustível liquido comparando a operação com o uso de diesel na dupla alimentação, implicando também uma pequena perda de potência. The development of clean energy sources using regional raw materials may become a good alternative of energetic inclusion, allowing access to the electricity for isolated communities in the northern region Brazil, where living around three million people. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The development of clean energy sources using regional raw materials may become a good alternative of energetic inclusion, allowing access to the electricity for isolated communities in the northern region Brazil, where living around three million people. This study aims at evaluating the limits and potential of tucumã for energy production in isolated regions of the Amazon. Specific objectives: to evaluate the physico-chemical properties of oil palm endosperm tucumã as well as the endocarp of the fruit assess the percentage of oil contained in tucumã and test engines with oil tucumã fresh and gasification of the endocarp. Methodology: 1) to evaluate by means of an inventory of the potential of oilseeds tucumã in two communities in the Great Lake Agroextrativista settlement in the territory of the lower Amazon state of Para, 2) Evaluate tucumã experimental parameters for the determination of morphophysiological 3) Make oil extraction and characterization of the same in nature, 4) Study the potential of the gas core. The percentage of oil extracted of 5000 almonds of tucumã by extraction with hexane, technique that proved more efficient for this type of fruit well as some of the data on the characteristics of the oil and peel tucumã, were rather close to those found in the literature. The biomasses were used in a motor-generator coupled to a reactor stratified downdraft type. In operation of diesel engine and the syngas of endocarps tucumã acting simultaneously as fuel, there was a significant increase in the efficiency of the engine compared with a diesel engine acting alone. With respect to this by supplementing the feed gas oil tucumã Construction: in the performance was as expected for the use of vegetable oil in diesel engines, that is, a considerable give reduction of liquid fuel comparing the process with the use of diesel in the pair feeding, implying also a small power loss.

Orientador: Lorena Benathar Ballod Tavares. / Orientador: Edson Alves de Lima. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Centro de Ciências Tecnológicas.

Orientador: Lorena Benathar Ballod Tavares. / Co-orientador: Cristiane Vieira Helm. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Centro de Ciências Tecnológicas.

Submitted by Inácio de Oliveira Lima Neto (inacio.neto@inpa.gov.br) on 2017-09-04T13:21:34Z No. of bitstreams: 2 dissertacao final.pdf: 4110768 bytes, checksum: 796fdbbabc1b670fb576d41237c1464e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T13:21:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 dissertacao final.pdf: 4110768 bytes, checksum: 796fdbbabc1b670fb576d41237c1464e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-06-30 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Extreme events of climate variables, above all those involving precipitation, are associated to temperature anomalies of surface sea temperatures of the Atlantic and Pacific (ASST). This work has then evaluated climatic effects, including those arising from sea surface anomalies of the Atlantic and Pacific, over the dynamics of litterfall on a multi-year record from forests along a landscape gradient consisting of plateau, slope and valley botton. The study site was the Reserva Biológica do Cuieiras, one of the main field sites for the Large Scale Biosphere-Atmosphere experiment (LBA), 60km north of Manaus, Brazil. Fine litterfall production was measured every fifteen days on 50x50 cm litter baskets, located in nine subplots at each topographic position. Litterfall production (of leaves, twigs and fertile material) along the years of 2005 to 2014, ranged from 9,4 to 7,1 t/ha in the plateau forests, 9,4 to 7,2 t/ha at the slopes and 7,9 to 6,2 t/ha in the valleys. The highest production recorded for the plateau forests occurred in 2005, while slopes and valleys had the highest recorded productions in 2009, which were the years with strongest influence of climate anomalies. Production rates were found to be significantly different among years for the three topographic positions and showed clear relation to ASST. A clear seasonal pattern was also found for fine litterfall and its components, with higher production on the drier months of the year (June to November) and lowest on the wettest months (December to May). In 2005, litterfall production responded significantly to anomalies of the North Atlantic, while in 2009 both the North Atlantic and Pacific (El Niño) anomalies influenced production rates. Therefore we observed connections between climatic anomalies and litterfall production in Amazonia, suggesting that litterfall production may be direct or indirectly affect by climate change once a positive interaction is expected between climate change and anomalies of sea surface temperature. / Eventos extremos de variáveis climáticas, principalmente precipitação, estão associados às anomalias de temperatura registradas em porções especificas dos oceanos Pacifico e Atlântico. Assim, este trabalho avaliou os efeitos do clima (incluindo anomalias do Atlântico e Pacífico) sobre a dinâmica da serapilheira em escala multi-anual (10 anos) ao longo de um gradiente topográfico distinto: platô, vertente e baixio. Este estudo foi desenvolvido na Reserva Biológica do Cuieiras, onde está instalada a torre K34, situada na área de pesquisa do Programa de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia (LBA) do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), localizada a 60 km ao norte da cidade de Manaus. As coletas de serapilheira fina foram obtidas a cada quinze dias através de coletores de 50x50 cm em 9 sub-parcelas distribuídas nas três posições topográficas. A produção interanual de serapilheira fina (formada por folhas, galhos, materiais reprodutivos e resíduos), durante os anos de 2005 a 2014 variou de 9,4 a 7,1 t/ha para a floresta de platô, 9,4 a 7,2 t/ha na floresta de vertente e 7,9 a 6,2 t/ha na floresta de baixio (Figura 5). Na área do platô a produção máxima ocorreu no ano de 2005 e nas áreas da vertente e baixio no ano de 2009, anos de maior influência das anomalias climáticas. Houve diferença significativa entre os anos nas três posições topográficas, apresentando relações significativa das anomalias de temperatura do oceano Atlântico e Pacifico. Nos anos estudados a produção de serapilheira e seus componentes apresentaram também um comportamento sazonal interanual com a maior produção em meses de menor precipitação (junho a novembro) e menor produção em meses mais chuvosos (dezembro a maio). No ano de 2005 a serapilheira respondeu significativamente a anomalia do TSMAN enquanto que para o ano de 2009 houve influencias tanto do ATSM do Pacifico (El Niño) quanto do Atlântico (Norte-positivo). Com isso observou- se conexões entre a produção de serapilheira fina e as anomalias climáticas que afetam a Amazônia; sugerindo que a produção de serapilheira e seus componentes em florestas de terra- firme estarão relacionados às mudanças climáticas, que direta ou indiretamente irão influenciar variações anômalas das temperaturas da superfície do mar.

Polihidroxialcanoatos (PHA) são polímeros sintetizados por diferentes bactérias, que têm despertado grande interesse industrial por suas características de biodegradabilidade e biocompatibilidade, fundamental para aplicações na área médica. Dentre o grande grupo de PHA, o polihidroxibutirato P(3HB) é o mais estudado devido suas propriedades térmicas e mecânicas semelhantes aos polímeros de fonte petroquímica. O processo de recuperação de PHA é uma das etapas de maior impacto no custo final desses materiais, sendo o método de recuperação por solventes o mais promissor para o escalonamento desse processo. Os solventes clorados são os mais utilizados atualmente. As principais bactérias estudas para produção de P(3HB) são Gram-negativas, o que implica em uma parede celular menos espessa, em relação a bactérias Gram-positivas, facilitando, assim, a difusão de massa através dessa barreira. Porém, essas bactérias Gram-negativas contêm lipopolissacarídeos (LPS), na qual pode estar presente o lipídeo A, uma endotoxina, extraída na técnica de recuperação de P(3HB) por solventes. Por ser Gram-positiva, o Bacillus megaterium não apresenta LPS na sua parede celular, além disso, é um microrganismo bastante versátil em relação ao substrato de cultivo, podendo se desenvolver em fontes de carbono complexas e baixo custo, como subprodutos agroindustriais. Dessa forma, esta pesquisa objetivou encontrar solventes alternativos aos halogenados para extração do P(3HB) a partir da biomassa de B. megaterium Foram realizados ensaios de solubilidade com acetato de etila (AcEt), metil etil cetona (MEK), dimetil carbonato (DC), propionato de isoamila (PIso), dimetilsulfóxido (DMSO), carbonato de propileno (CP), 2-heptanona (2-Hp) e N,N-dimetilacetamida (NNDA). AcEt, MEK e DC atingiram baixa concentração de polímero em solução, inferior a 0,08 g/L. Para os solventes que apresentaram maior afinidade com o P(3HB), determinou-se a faixa de concentração na qual se encontra a solubilidade do P(3HB) a 140 oC, O PIso, apresentou valor entre 1,3 e 2,5 g/L, o DMSO entre 65 e 70 g/L, e o CP, a 2-Hp e o NNDA superior a 100 g/L. Os quatro solventes de melhor desempenho, foram aplicados na extração de P(3HB) a partir da biomassa de B. megaterium. O DMSO não se mostrou seletivo, pois causou a digestão da parcela não-polimérica. A recuperação do P(3HB) pelo clorofórmio (Chl) foi usada como valor comparativo para os demais solventes, 6,52 ± 0,59% para 30 min de contato a 60 oC. O CP e 2-Hp apresentaram desempenho melhor que Chl, 17,6 ± 0,2% e 7,3 ± 0,1%, respectivamente, para 15 min e 140 oC. O NNDA foi o solvente de maior potencialidade, atingindo uma recuperação igual a 98,5 ± 1,06% em 30 min. / Polyhydroxyalkanoates (PHA) are polymers synthesized by different bacteria, that have been arousing industrial interest because of their biodegradability and biocompatibility properties, fundamental for application in the medical area. Among the large group of PHA the Polyhydroxybutyraten P(3HB) is the most studied due to its physical properties like polymers from pretrochemical sources. The PHA recovery process is one of the steps with greater impact in the final cost of these materials, being the recovery method using solvents the most promising one for scheduling the process. The chlorinated solvents are the most used currently. The main bacteria studied for the P(3HB) production are the Gram-negative, which implies in a thinner cell wall facilitating the mass transference through this barrier. However, these microorganisms present liposaccharide (LPS), in which lipid A may be present, an endotoxin extracted with the solvent recovery technique. It substantiates the importance of the research using Gram-positive bacteria that does not contain LPS. Besides been more versatile in relation to the growing substrate, able of developing in complex carbon sources as agroindustrial by products, without genetic manipulation. Therefore, this research aimed to find alternative solvents to the non-halogenated for the extraction of P (3HB) from the biomass of B. megaterium Were realized solubility tests with ethyl acetate (EtOAc), ethylmethylketone (MEK), dimethyl carbonate (DC), isoamyl propionate (PIso), dimethyl sulfoxide (DMSO), propylene carbonate (CP), 2-heptanone (2-Hp) and N, N-dimethylacetamide (NNDA). EtOAc, MEK and DC reached a low concentration of P(3HB) (Sigma-Aldrich®) in solution, lower than 0,08 g/L. For solvents that showed higher affinity with the P3HB, was determined a solubility range, PIso demonstrated a value between 1,3 and 2,5 g/L, DMSO between 65 and 70 g/L and CP, 2-Hp and NNDA greater to 100 g/L. The four solvents with the best performance were applied in the P(3HB) extraction from the biomass. The DMSO was not selective, since it caused the digestion of the non-polymeric portion. The P (3HB) recovery by chloroform (Chl) was used as comparative for the other solvents, 6,52 ± 0, 59% with 30 min of contact time and temperature of 60 ºC. The CP and 2-Hp showed a better performance than Chl, 17, 6 ± 0,2% and 7,3 ± 0,1%, respectively, with 15 min of contact time and temperature of 140 ºC. The solvent NNDA demonstrated the greater potentiality, reaching a recovery rate of 98,5 ± 1, 1%.

O tabaco energético é uma opção alternativa ao tabaco convencional e tem como principal característica a fácil adaptação aos solos improdutivos, além de ser praticamente isento de nicotina. O principal foco das pesquisas com tabaco energético está no uso das sementes para a obtenção do óleo com vistas à produção de biodiesel, tendo como subproduto a torta residual da prensagem. Neste trabalho foi realizado o estudo da pirólise da torta residual do processo de prensagem para a extração de óleo da semente de tabaco energético. A torta residual foi submetida à pirólise em leito fixo com fluxo de nitrogênio, gerando bio-óleo, gases e biochar. Os principais produtos (bio-óleo e biochar) foram detalhadamente estudados. No bio-óleo, através da análise por cromatografia gasosa, foram encontrados compostos de grande importância para a indústria química e farmacêutica, como o fenol, o guaiacol e grande teor de compostos nitrogenados, em especial as piridinas. A biomassa e o biochar foram caracterizados por diversas técnicas (análise elementar, poder calorífico, teor de cinzas, ICP-OES, FT-IR, etc) e o biochar foi testado para uso como adsorvente, carga para borrachas, fertilizantes, etc. O resultado mais promissor foi para uso como adsorvente, após a ativação do biochar. Tanto a biomassa quanto os produtos de pirólise apresentaram compostos nitrogenados, assim podendo isolá-los, no caso do bio-óleo, para futuras aplicações, como em fármacos (piridinas) e pesticidas (nitrilas). / Energetic tobacco is an alternative to conventional tobacco and its main feature is the easy adaptation to unfertile lands beside that it is practically free of nicotine. The energetic focus of research is in the use of tobacco seeds for obtaining oil for producing biodiesel. From this process results a byproduct that is the residual cake from the pressing. In this work, this residual cake was studied through pyrolysis in a fixed bed reactor with nitrogen flow, producing bio-oil, gas and biochar. The main products (bio-oil and biochar) were characterized in detail. In the bio-oil, important industrial feedstocks were identified by comprehensive two-dimensional gas chromatography, as phenols, guaiacols and N-compounds, with recognized use in the chemical and pharmaceutical industry. The biochar and biomass were characterized by some solid-state techniques (porosity, elemental analysis, ash content, presence of metals, themogravimetric analysis and infrared spectrocopy). Biochar was subjected to some tests for use as adsorbent, charge for rubber or fertilizers. Its most promising result was for use as adsorbent after activation of biochar. The biomass and its pyrolysis products showed nitrogenous compounds, thus being able to isolate them, in the case of bio-oil, for further applications, such as drugs (pyridines) and pesticides (nitriles).

Submitted by AMANDA ALVES DOMINGOS MAIA null (aadmaia@gmail.com) on 2017-03-22T18:19:13Z No. of bitstreams: 1 AMANDA ALVES DOMINGOS MAIA - TESE.pdf: 4246153 bytes, checksum: fe6492d799abc911d232d516692638f8 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-03-23T13:51:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 maia_aad_dr_soro.pdf: 4246153 bytes, checksum: fe6492d799abc911d232d516692638f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-23T13:51:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 maia_aad_dr_soro.pdf: 4246153 bytes, checksum: fe6492d799abc911d232d516692638f8 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O Brasil se encontra entre os países de maior produção agrícola do mundo. Diante desse fato, o país tem se tornado alvo de pesquisadores no que diz respeito à reutilização de resíduos provenientes de atividades agroindustriais. Esses resíduos são considerados biomassas com grande potencial para a produção de uma energia limpa, bem como, biocombustíveis que podem ser utilizados sem agredir o meio ambiente. Além disso, essas biomassas também podem ser utilizadas em tratamento de águas e efluentes, agindo como adsorvedores de poluentes que não são, necessariamente, removidos por meio do tratamento convencional. Diante disso, o estudo dessas biomassas tem sido de extrema importância para o país, visando descobrir o potencial de biomassas alternativas que são capazes de promover o desenvolvimento de novas tecnologias. O trabalho objetivou o estudo da biomassa Capsicum spp., visando a obtenção de um produto rentável e ambientalmente favorável. A biomassa e o resíduo sólido da pirólise foram submetidos a diversos testes de caracterização e identificação analítica, como análise elementar, análise imediata, rendimento gravimétrico (RG), análise térmica (AT), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difração de Raios-X (DRX), poder calorífico superior (PCS) e inferior (PCI) e testes de adsorção. As análises térmicas mostraram que a decomposição da biomassa e seus biocarvões variaram entre 150°C e 500°C, as etapas de desidratação atingiram no máximo os 150°C. Em torno de 600°C houve a formação de carbonatos e 800°C a formação de óxidos. As análises de DRX mostraram que as fases cristalinas das amostras estão em menores quantidades e foram identificados alguns elementos como, carbono, oxigênio, ferro, alumínio, óxidos, carbonatos e outros. Os espectros de infravermelho mostraram ligações químicas como, hidroxilas (-OH), lignina, cetona (-C = O), hemicelulose, C = O, CO, COC e anéis aromáticos. A microscopia de varredura mostrou a porosidade da amostra, que variou de acordo com a temperatura de pirólise e permitiu observar sua estrutura densa e seus poros heterogêneos. O EDS identificou elementos como Potássio, Silício, Magnésio, Fósforo, Enxofre, Alumínio, Cálcio e Sódio em todas as amostras. Ensaios de adsorção mostraram que houve uma reação química de pseudo-segunda ordem e que o modelo de Langmuir foi o mais adequado. A biomassa revelou-se possível fonte de bioenergia, com apreciável potencial econômico. O processo de pirólise em forno mufla demostrou ser capaz de produzir biocarvão de qualidade. Tanto a biomassa, como o biocarvão se mostraram eficientes para uso como adsorvente de metais potencialmente tóxicos. / Brazil is among the countries with the highest agricultural production in the world and the country has become the target of researchers with regard to the reuse of waste from agroindustrial activities. These wastes are also called biomass with great potential for bioenergy production, as well as biofuels that can be used without harming the environment. In addition, such biomass can also be used in water and effluent treatment, acting as adsorbents for pollutants which are not necessarily removed by conventional treatment. Therefore, the study of these biomass has been extremely important for the country, aiming to discover the potential of alternative biomass that are capable of promoting the development of new technologies. The study aimed to study the biomass Capsicum spp., in order to obtain a profitable and environmentally favorable product. The biomass and the solid residue of the pyrolysis were subjected to several tests of characterization and analytical identification, such as ultimate analysis, proximate analysis, gravimetric yield and gravimetric yield factor, thermal analysis, scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR), X-ray diffraction (XRD), Higher Heating Values (HHV), Lower Heating Values (LHV) and adsorption tests. Thermal analyzes showed that biomass and biochar decomposition varied between 150 ° C and 500 ° C, the dehydration stages reached a maximum of 150 ° C. At about 600 ° C there was the formation of carbonates and 800 ° C the formation of oxides. XRD analyzes showed that the crystalline phases of the samples are smaller and some elements such as carbon, oxygen, iron, aluminum, oxides, carbonates and others have been identified. FTIR showed chemical bonds such as hydroxyls (-OH), lignin, ketone (-C = O), hemicellulose, C=O, CO, COC and aromatic rings. SEM analyzes showed the sample porosity, which varied according to the pyrolysis temperature and allowed to observe its dense structure and its heterogeneous pores. The EDS identified elements as Potassium, Silicon, Magnesium, Phosphorus, Sulfur, Aluminum, Calcium and Sodium in all samples. Adsorption tests showed that there was a chemical reaction of pseudo-second order and Langmuir model was the most adequate. Biomass proved to be a possible source of bioenergy, with significant economic potential. The muffle furnace pyrolysis process has been shown to be capable of quality biochar production. Both biomass and biochar seems to be efficient at heavy metals removal.

Submitted by Inácio de Oliveira Lima Neto (inacio.neto@inpa.gov.br) on 2017-09-04T13:34:30Z No. of bitstreams: 2 dissertacao final.pdf: 4110768 bytes, checksum: 796fdbbabc1b670fb576d41237c1464e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T13:34:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 dissertacao final.pdf: 4110768 bytes, checksum: 796fdbbabc1b670fb576d41237c1464e (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-06-30 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Extreme events of climate variables, above all those involving precipitation, are associated to temperature anomalies of surface sea temperatures of the Atlantic and Pacific (ASST). This work has then evaluated climatic effects, including those arising from sea surface anomalies of the Atlantic and Pacific, over the dynamics of litterfall on a multi-year record from forests along a landscape gradient consisting of plateau, slope and valley botton. The study site was the Reserva Biológica do Cuieiras, one of the main field sites for the Large Scale Biosphere-Atmosphere experiment (LBA), 60km north of Manaus, Brazil. Fine litterfall production was measured every fifteen days on 50x50 cm litter baskets, located in nine subplots at each topographic position. Litterfall production (of leaves, twigs and fertile material) along the years of 2005 to 2014, ranged from 9,4 to 7,1 t/ha in the plateau forests, 9,4 to 7,2 t/ha at the slopes and 7,9 to 6,2 t/ha in the valleys. The highest production recorded for the plateau forests occurred in 2005, while slopes and valleys had the highest recorded productions in 2009, which were the years with strongest influence of climate anomalies. Production rates were found to be significantly different among years for the three topographic positions and showed clear relation to ASST. A clear seasonal pattern was also found for fine litterfall and its components, with higher production on the drier months of the year (June to November) and lowest on the wettest months (December to May). In 2005, litterfall production responded significantly to anomalies of the North Atlantic, while in 2009 both the North Atlantic and Pacific (El Niño) anomalies influenced production rates. Therefore we observed connections between climatic anomalies and litterfall production in Amazonia, suggesting that litterfall production may be direct or indirectly affect by climate change once a positive interaction is expected between climate change and anomalies of sea surface temperature. / Eventos extremos de variáveis climáticas, principalmente precipitação, estão associados às anomalias de temperatura registradas em porções especificas dos oceanos Pacifico e Atlântico. Assim, este trabalho avaliou os efeitos do clima (incluindo anomalias do Atlântico e Pacífico) sobre a dinâmica da serapilheira em escala multi-anual (10 anos) ao longo de um gradiente topográfico distinto: platô, vertente e baixio. Este estudo foi desenvolvido na Reserva Biológica do Cuieiras, onde está instalada a torre K34, situada na área de pesquisa do Programa de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia (LBA) do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), localizada a 60 km ao norte da cidade de Manaus. As coletas de serapilheira fina foram obtidas a cada quinze dias através de coletores de 50x50 cm em 9 sub-parcelas distribuídas nas três posições topográficas. A produção interanual de serapilheira fina (formada por folhas, galhos, materiais reprodutivos e resíduos), durante os anos de 2005 a 2014 variou de 9,4 a 7,1 t/ha para a floresta de platô, 9,4 a 7,2 t/ha na floresta de vertente e 7,9 a 6,2 t/ha na floresta de baixio (Figura 5). Na área do platô a produção máxima ocorreu no ano de 2005 e nas áreas da vertente e baixio no ano de 2009, anos de maior influência das anomalias climáticas. Houve diferença significativa entre os anos nas três posições topográficas, apresentando relações significativa das anomalias de temperatura do oceano Atlântico e Pacifico. Nos anos estudados a produção de serapilheira e seus componentes apresentaram também um comportamento sazonal interanual com a maior produção em meses de menor precipitação (junho a novembro) e menor produção em meses mais chuvosos (dezembro a maio). No ano de 2005 a serapilheira respondeu significativamente a anomalia do TSMAN enquanto que para o ano de 2009 houve influencias tanto do ATSM do Pacifico (El Niño) quanto do Atlântico (Norte-positivo). Com isso observou- se conexões entre a produção de serapilheira fina e as anomalias climáticas que afetam a Amazônia; sugerindo que a produção de serapilheira e seus componentes em florestas de terra- firme estarão relacionados às mudanças climáticas, que direta ou indiretamente irão influenciar variações anômalas das temperaturas da superfície do mar.

Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2017-11-06T13:49:36Z No. of bitstreams: 2 Versão Final da dissertaçãoRaize.pdf: 1140529 bytes, checksum: 5107cfb58cf08154fdb1ba06343700e6 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-06T13:49:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Versão Final da dissertaçãoRaize.pdf: 1140529 bytes, checksum: 5107cfb58cf08154fdb1ba06343700e6 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The lake Tupé, which is located near Manaus, in the Amazonas state, is a black-water lake of great richness of phytoplanktonic and zooplanktonic species. The zooplanktonic organisms may belong to different size categories: microplankton, mesoplankton, and macroplankton; but the phytoplanktonic organisms may belong to picoplankton, nanoplankton, and microplankton. Because of the size difference, the zooplanktonic organisms might be feeding on phytoplanktonic organisms of different sizes. The goal of this research was to evaluate the importance of phytoplankton different fractions as food for microcrustaceans and planktonic rotifers in the low waters period (2015) and rising waters (2016) at the lake Tupé, Manaus-AM. The samples were conducted in two months at the low Waters period and two months in the rising Waters period at the lake Tupé (Reserve of Sustainable Development of Tupé). As sampling criteria, the estimated photic zone extension was used with the assistance of transparency measures by the Secchi disc. A PVC tube of 50 mm in diameter and 3 m in length with a water retention valve which was inserted in this extension and its content was placed in a bucket, homogenized and 2 L samples were taken. At the laboratory, the samples were fractionated in order to obtain the picoplankton, nanoplankton, and microplankton and later the biomass of each fraction was measured through the Chlorophyl-a. An experiment was placed at lake Tupé during 24 hours in the low Waters period and rising water period. The zooplanktonic and phytoplanktonic samples were collected with a PVC tube of 4 m in length, later they were taken to the laboratory to be analyzed. The zooplanktonic organisms. The zooplanktonic organisms were counted and measured. The phytoplankton samples were fractionated in order to obtain the differences in size fraction, and later, the biomass of each fraction was measured. The total low Waters period biomass was 27,03 μg/L, and the total rising Waters biomass was 36,59 μg ̸ L. There were no statistically significant differences between the biomass of the picoplankton, nanoplankton and microplankton in the two periods. The zooplanktonic organisms did not exercised selective predation pressure on just one of the phytoplankton size fractions. Instead, they exercised predation pressure on phytoplankton three size fractions. / O lago Tupé, localizado próximo a Manaus no Amazonas, é um lago de água preta de elevada riqueza de espécies fitoplanctônicas e zooplanctônicas. Os organismos do zooplâncton podem pertencer a diferentes categorias de tamanhos: microplâncton, mesoplâncton e macroplâncton; já os organismos fitoplanctônicos podem pertencer ao picoplâncton, nanoplâncton e microplâncton. Por terem tamanhos diferentes os organismos zooplanctônicos podem estar se alimentando de tamanhos diferentes de organismos fitoplanctônicos. O objetivo dessa pesquisa foi avaliar a importância de diferentes frações do fitoplâncton como alimento para microcrustáceos e rotíferos planctônicos nos períodos de seca (2015) e enchente (2016) no lago Tupé, Manaus-AM. As coletas foram realizadas em dois meses da seca e dois meses da enchente no lago Tupé (RDS do tupé). Como critério de amostragem utilizou-se a extensão da zona eufótica estimada com auxílio de medidas de transparência por disco de Secchi. Um tubo de PVC de 50 mm de diâmetro e 3 m de comprimento com uma válvula para retenção da água foi inserido nessa extensão e seu conteúdo foi colocado em um balde, homogeneizada e amostras de 2 L foram retiradas. Em laboratório, as amostras foram fracionadas para se obter o pico, nano e microfitoplâncton e depois a biomassa de cada fração foi medida através da clorofila-a. Um experimento foi colocado durante 24 horas no período de seca e enchente no lago Tupé. Amostras de zooplâncton e fitoplâncton foram coletadas com um tubo de PVC de 4 m de comprimento, depois foram levadas ao laboratório para serem analisadas. Os organismos zooplanctônicos foram contados e medidos. A amostra de fitoplâncton foi fracionada para se ter as diferentes frações de tamanho e, depois foi medida a biomassa de cada fração. A biomassa total da seca foi de 27,03 μg/L e a biomassa total da enchente foi de 36,59 μg ̸ L. Não houve diferença estatisticamente significativa entre a biomassa do pico nano e microfitoplâncton nos dois períodos. Na seca e na enchente houve diferença estatisticamente significativa entre microplâncton e mesoplâncton da amostra inicial e também da amostra final do experimento. A maior densidade dos organismos foi encontrada no experimento do período de seca. Os organismos zooplanctônicos não exerceram pressão de predação seletiva sobre apenas uma das frações de tamanho do fitoplâncton, exerceram pressão de predação sobre as três frações de tamanho do fitoplâncton. Estudos que levem em conta a pressão de predação sofrida pelos organismos zooplanctônicos e destes sobre organismos fitoplanctônicos são necessários para entender se os controles na cadeia trófica são top down ou bottom up.