O Brasil destaca-se internacionalmente pela utilização do etanol derivado de cana-de-açúcar em sua matriz energética. O crescimento da frota de veículos flex-fuel gera uma demanda potencial crescente de etanol hidratado combustível. Os níveis de consumo deste combustível não são homogêneos em todo país. Longe dos centros de produção de cana-de-açúcar e com uma das maiores alíquotas de ICMS do país, o Rio Grande do Sul é frequentemente apontado como o estado que possui o etanol hidratado mais caro do país. Como o preço nas bombas de combustível raramente atinge um nível para torná-lo competitivo com a gasolina, o Rio Grande do Sul possui também um dos menores consumos de etanol hidratado, já que os proprietários de veículos flex raramente optam pelo abastecimento com este combustível. Um novo zoneamento agrícola, publicado pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento em 2009, incluiu 182 municípios do Rio Grande do Sul como aptos para a produção de cana-de-açúcar com fins de produção de etanol. A partir da publicação deste zoneamento iniciou-se uma discussão sobre a possibilidade do aumento da produção de canade- açúcar e de etanol combustível no estado. Para auxiliar nesta discussão, este trabalho propõe um modelo de dinâmica de sistemas que aborda o relacionamento entre as principais variáveis que compõem a cadeia de produção do etanol hidratado. Através de simulações, realizadas com o software VENSIM, envolvendo diferentes valores de produtividade de canade- açúcar e da alíquota de ICMS para o etanol hidratado, obtemos diferentes cenários para o crescimento da área colhida de cana-de-açúcar no Rio Grande do Sul com base no retorno financeiro dos produtores. A análise dos cenários levandados mostrou que a produção de cana-de-açúcar no Rio Grande do Sul, com os atuais níveis de produtividade e com a atual alíquota de ICMS para o etanol hidratado combustível não é economicamente viável a longo prazo. As simulações do modelo mostraram que, mesmo no cenário mais favorável, considerando aumento de produtividade, redução na alíquota de ICMS e aumento do preço da gasolina, ainda haveria oscilações e instabilidade para o aumento de área plantada de cana-de-açúcar. / Brazilian use of sugar cane ethanol in its energy matrix has been gaining international recognition. With a growing fleet of flex fuel vehicles, Brazil has been building an each year greater demand for ethanol. Nevertheless, consumption levels throughout the country are not homogeneous. Far from sugar cane production centers and with one of the nations higher ethanol selling tax, state of Rio Grande do Sul is frequently pointed as the state that has the higher ethanol selling price in the country. As its price at fuel stations seldom reach a competitive price against gasoline, the demand of fuel ethanol in Rio Grande do Sul is also one of the lowest in the country, as the owners of flex-fuel vehicles rarely chose ethanol to fill their tanks. A new agricultural zoning act, published by Brazil Agriculture Ministry in 2009, included 182 Rio Grande do Sul counties as able to produce sugar cane for ethanol production. The counties listed on the zoning act can apply for official public policies, insurance and financing. Upon the publication of this zoning act a discussion began about the increasing of sugar cane and ethanol production in Rio Grande do Sul. For better understanding and analysis of sugar cane business in Rio Grande do Sul, this work purposes a system dynamics model, involving the relationship among the main variables that constitutes the fuel ethanol supply chain. Using VENSIM software, different arrangements for sugar cane productivity and fuel ethanol sales tax were simulated and different outputs for sugar cane area and ethanol production were obtained. The analysis of the results showed that considering actual productivity and state tax on ethanol fuel levels, the production of sugar cane in the state of Rio Grande do Sul is not sustainable. Model simulations yielded, even in the most positive scenario, considering productivity increase, tax reduction and gasoline price increase, unstable and swinging behavior for acreage increase.

A palha de cana-de-açúcar e o caroço de pêssego constituem-se em resíduos agroindustriais produzidos em larga escala no país e que se traduzem em potenciais fontes energéticas e de insumos industriais. Logo, existem perspectivas para o uso mais eficiente destes resíduos, objetivando o seu melhor gerenciamento ambiental aliado às eventuais vantagens econômicas. Neste trabalho, aplicou-se a cromatografia gasosa bidimensional abrangente acoplada à espectrometria de massas por tempo de voo no estudo dos bio-óleos - obtidos pela pirólise da palha de cana-de-açúcar e do caroço de pêssego- e de suas frações aquosas, a fim de analisá-los qualitativamente e semi-quantitativamente. Considerando a alta sensibilidade e resolução desta técnica analítica, os resultados proporcionaram uma caracterização detalhada da composição dos bio-óleos produzidos e de suas frações aquosas, permitindo a identificação tentativa de 201 compostos na amostra de bio-óleo de palha de cana-de-açúcar e 277 compostos na amostra de bio-óleo de caroço de pêssego. Produtos de importância industrial e de significativo valor agregado, como os compostos fenólicos e cetônicos, foram identificados entre os componentes dos bio-óleos e de suas respectivas frações aquosas, indicando seu uso potencial como fonte destas matéria-primas. Os primeiros são aplicados na produção de resinas poliméricas, os segundos são amplamente empregados como solventes, na produção de metacrilato de metila, ácido metracrílico e matecrilados superiores, medicamentos e amplicações famacológicas. / The Sugar cane straw and peach stone are agro-industrial waste produced on a large scale in Brazil, especially in Rio Grande do Sul, the largest national peach producer. Therefore, there are prospects for more efficient use of these wastes, aiming his best environmental management combined with any economic advantages, as these tailings translate into potential energy and industrial inputs sources. In this work, we applied the comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled to mass spectrometry by time of flight in the study of bio-oils - obtained by pyrolysis of cane sugar straw and peach stones and its aqueous fractions, in order to analyze them qualitatively and semi-quantitatively. Considering the high sensitivity and resolution of this method of analysis, the results were satisfactory, providing a detailed characterization of the composition of the produced bio-oil fractions and their aqueous allowing attempt to identify the sample of 201 compounds of cane straw bio-oil sugar and 277 compounds of the peach stone sample of bio-oil. Industrial importance of products such as phenols, were identified among the major components of both bio-oils and their respective aqueous fractions, indicating its potential as a source of this raw material.

Orientador: Durvalina Maria Mathias dos Santos / Banca: Fábio Luís Ferreira Dias / Banca: Priscila Lupino Gratão / Resumo: Aiming to evaluate if Silicon (Si) ameliorates Aluminum (Al) toxicity in young sugarcane plants, at this work were assessed physiological parameters of biomass accumulation, lipid peroxidation through evaluation of hydrogen peroxide (H2O2) and malondialdehyde (MDA), contents of the non-enzymatic compounds proline (Pro) and glycine betaine (GB), and chlorophyll pigments (chl a and b). Furthermore, to determine if there was Si attenuated deleterious effects caused by Al, an anatomical study of roots was carried out. The experimental design was a 2x4x4 layout, with two sugarcane cultivars (CTC9002 and CTC9003), four Al sulfate concentrations (0.0; 10.0; 15.0; and 20.0 mg L-1) and two potassium silicate concentrations, absence (0.0 mg L-1) and presence (2.0 mmol L-1). There were three replicates in triplicate for each evaluation, except for growth. For obtaining young plants, micro seed pieces were sown and grown in sterilized sand for 30 days. After this period, the plants were acclimated in nutrient solution for 30 days. Then, the plants were submitted to the Al treatments, and grown in hydroponics for 15 days. Only then Si treatments were applied, with plants growing under Al toxicity and in the presence or absence of Si for additional 20 days. All the biological evaluations were performed 35 days after the plants were exposed to Al and Si treatments. Comparing the results obtained from young plants under Al toxicity and without Si, it was verified that Si supply improved grow... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Visando constatar se o silício (Si) atenua a toxidez do alumínio (Al) em plantas jovens de cana-de-açúcar, neste trabalho foram estudados em plantas jovens de cana-de-açúcar, os parâmetros fisiológicos de acúmulo de biomassa, peroxidação lipídica com a avaliação do peróxido de hidrogênio (H2O2) e ácido malondialdeído (MDA), teores de compostos não-enzimáticos antioxidantes, prolina (Pro) e glicina betaína (GB), pigmentos clorofilianos (chl a e b) e anatômia das raízes. O delineamento experimental foi em esquema fatorial 2x4x2, com duas cultivares (CTC9002 e CTC9003), quatro concentrações de sulfato de Al (0,0; 10,0; 15,0 e 20,0 mg L-1) e duas concentrações de silicato de potássio, ausência (0,0 mg L-1) e presença (2,0 mmol L-1). Foram realizadas três repetições em triplicata em todas as avaliações, exceto para crescimento, onde foram realizadas apenas as repetições. Para a obtenção de plantas jovens, os minitoletes de ambas cultivares foram cultivados em areia esterilizada por 30 dias. Após este período, as plantas foram aclimatadas por 10 dias em solução nutritiva. A seguir, procedeu-se aos tratamentos de Al nas plantas jovens, as quais foram cultivadas hidroponicamente por 15 dias. Os tratamentos com Si foram realizados ao término deste período, permanecendo as plantas sob toxidez de Al e tratadas na ausência ou presença de Si por mais 20 dias. Todas as avaliações biológicas foram realizadas aos 35 dias dos tratamentos de Al e Si. Comparando-se os resultados obtidos nas plantas jovens de cana-de-açúcar sob toxidez de Al e com ausência de Si, verificou-se que em plantas com suplementação de Si houve significativa melhora do crescimento, que pode ser atribuída pela redução da peroxidação lipídica devido à diminuição de H2O2 e MDA, pelo maior acúmulo d... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2015. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-04-10T16:06:53Z No. of bitstreams: 1 2015_LarissaGomesAraujo.pdf: 2092472 bytes, checksum: b09a3c3cab04a48677d7659c02990f97 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-04-10T21:11:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_LarissaGomesAraujo.pdf: 2092472 bytes, checksum: b09a3c3cab04a48677d7659c02990f97 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-10T21:11:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_LarissaGomesAraujo.pdf: 2092472 bytes, checksum: b09a3c3cab04a48677d7659c02990f97 (MD5) / O uso do gesso é uma tecnologia eficiente em promover maior crescimento e distribuição do sistema radicular das plantas na subsuperfície dos solos do Cerrado, devido à correção dos baixos teores de bases trocáveis e elevada saturação por alumínio. Com isso, tem-se obtido ganhos no rendimento das culturas, em especial quando ocorrem veranicos. Além de maior produtividade das culturas, há também a possibilidade de aumentar o teor de matéria orgânica do solo, principalmente em culturas que aportam grandes quantidades de biomassa radicular nas camadas mais profundas. Assim a cana-de-açúcar, com alta demanda hídrica e produção de biomassa, reúne condições de responder, de forma positiva, em produtividade e teor de matéria orgânica do solo, ao uso do gesso. No entanto, ainda são poucos os estudos que avaliam os efeitos do gesso na produção de cana-de-açúcar em solos do Cerrado. Portanto, o objetivo desse trabalho foi avaliar a produtividade de cana-de-açúcar, atributos químicos e o estoque de carbono no solo de Cerrado sob uso de gesso. O experimento foi conduzido na área experimental localizada na Embrapa Cerrados, em Planaltina – DF. O delineamento do experimento constituiu-se de blocos casualizados, com 4 repetições e 2 tratamentos: testemunha (0 Mg ha-1) e dose recomendada (5 Mg ha-1). Aplicou-se o gesso a lanço na superfície do solo após o plantio da cana-de-açúcar com irrigação para o estabelecimento da cultura na estação seca. O rendimento de colmos, a qualidade tecnológica, biomassa de colmos e a produção de palha foram avaliados na cana planta e em três socas. Efetuou-se a coleta de solo após avaliação da terceira soca em sete camadas (0-5; 5-10; 10-20; 20-40; 40-60; 60-80 e 80-100 cm), para a determinação dos atributos químicos, carbono orgânico, carbono total, carbono particulado e densidade do solo. O uso do gesso proporcionou aumento na produtividade de colmos, de açúcares redutores totais, biomassa de colmos e palha da cana planta e nas três socas. Elevou os teores de Ca2+, Mg2+e SO42- e reduziu a saturação por alumínio nas camadas de 20-100 cm, 40-100 cm, 0-100 cm e 40-100 cm, respectivamente. Além disso, o gesso também propiciou maior acúmulo de matéria orgânica e maiores valores da capacidade de troca catiônica na camada de 40-100 cm. O gesso ainda aumentou em 5,4 Mg ha-1 o estoque de carbono total (CT) no solo na camada de 0-100 cm, sendo 4,4 Mg ha-1 na camada de 40-100 cm. O estoque de carbono particulado (CP) na camada de 40-100 cm aumentou em 18,4% devido ao uso do gesso e representou 15,9% do incremento observado do estoque de CT, enquanto que o estoque de carbono associado aos minerais (CM) aumentou 6,8% com aplicação de gesso, representando 84,1% do acréscimo no estoque de CT. Do incremento total obtido nos estoques de C devido ao uso do gesso, 80% ocorreram na camada de 40-100 cm. / Gypsum is an efficient technology to promote higher growth and distribution of root system of plants in subsurface layers of the Cerrado soils, due to the correction of low levels of exchangeable calcium and high aluminum saturation. Consequently, higher yields have been obtained, particularly under dry spell conditions. Thus, in addition to higher crop yields, there is also the possibility of increasing organic matter content in the soil, especially in crops that allocate large amounts of root biomass in the deeper layers. Sugarcane is a high biomass production and water demanding crop and the use of gypsum could increase yield soil and organic matter content. However, there are few studies assessing the effects of gypsum over sugarcane production in Cerrado soils. This study aimed to evaluate sugarcane yield, chemical soil properties and carbon stock in a Cerrado soil under the of use gypsum. The experiment was carried out at Embrapa Cerrados, in Planaltina - DF and was established in a randomized block design with four replicates and two treatments: control (0 Mg ha-1) and recommended dose (5 Mg ha-1). Gypsum was applied broadcast on the soil surface after planting of sugarcane in the winter, with irrigation for crop establishment. The yield of stalk, technological quality, stalk biomass and straw production were evaluated in plant crop and three ratoon crops. Soil samples were taken after harvest of the third ratoon crop in seven layers (0-5; 5-10; 10-20; 20-40; 40-60; 60-80 and 80-100 cm) in order to determine soil chemical properties, organic carbon, total carbon, particulate organic carbon and bulk density. The use of gypsum increased sugarcane, total reducing sugars, stalk biomass and straw yields of plant crop and the three ratoon crops. Also, increased the Ca2+, Mg2+ and SO42- levels and decreased the saturation of aluminum in layers of 20-100 cm, 40-100 cm, 0-100 cm and 40-100 cm, respectively. In addition, gypsum also provided greater accumulation of soil organic matter and higher values of cation exchange capacity in the layer of 40-100 cm. Gypsum also increased in 5.4 Mg ha-1 the total carbon stock (CT) in the 0-100 cm soil layer, with 4.4 Mg ha-1 in the layer of 40-100 cm. Particulate carbon stock (CP) at 40-100 cm layer was increased by 18.4% due to use of gypsum and represented 15.9% of the increase observed in the CT stock, while the carbon stock associated to minerals (CM) increased 6.8% with gypsum applications, representing 84.1% of the increase in CT stock. From the total increase obtained in C stocks due to the use of gypsum, 80% occurred at a depth of 40-100 cm.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronegócios, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-06-18T13:08:40Z No. of bitstreams: 1 2013_RafaelLavradorSantAnna.pdf: 2706933 bytes, checksum: fd815bb5d1e25d5e5d0794c76956905e (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-06-18T15:09:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_RafaelLavradorSantAnna.pdf: 2706933 bytes, checksum: fd815bb5d1e25d5e5d0794c76956905e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-18T15:09:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_RafaelLavradorSantAnna.pdf: 2706933 bytes, checksum: fd815bb5d1e25d5e5d0794c76956905e (MD5) / O presente trabalho tem como objetivo analisar a cadeia produtiva de bioeletricidade a partir da biomassa de cana-de-açúcar no Brasil (e especialmente no Estado de São Paulo), diagnosticando as principais limitações e oportunidades na comercialização de bioeletricidade. A metodologia utilizada para atingir tal objetivo foi a Metodologia de Prospecção de Demandas Tecnológicas, que compreende duas grandes etapas: a análise diagnóstica e a análise prognóstica. Este trabalho realizou a análise diagnóstica da cadeia produtiva de bioeletricidade no Brasil. Uma parte da pesquisa utilizou dados secundários sobre a geração termelétrica com a queima do bagaço da cana-de-açúcar. Os dados primários foram obtidos através de entrevistas com especialistas dos principais grupos sucroenergéticos do Estado de São Paulo, onde foi utilizada a metodologia RRA (Rapid Rural Appraisal). Foram consultados sete especialistas, dos quais cinco trabalhavam em grupos que comercializam bioeletricidade, e outros dois não comercializavam, o que proporcionou uma visão sistêmica do objeto de estudo. O estudo identificou várias limitações na cadeia produtiva, sendo que grande parte delas estão ligadas ao ambiente institucional e organizacional da cadeia. As principais limitações identificadas estão relacionadas à falta de linhas de transmissões, desigualdade de condição competitiva frente a outras matrizes energéticas, e defasagem na forma como são realizados os leilões de energia. A partir dos resultados da pesquisa conclui-se que há espaço para o crescimento da bioeletricidade no Brasil, dada a busca de novas fontes de energia, porém se necessita uma maior aproximação do Governo com o setor sucroenergético para que as limitações identificadas sejam reduzidas, ou mesmo eliminadas. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This study aims to analyze the production chain of bioelectricity from sugar cane biomass in Brazil (and specially in the State of São Paulo), identifying the main limitations and opportunities in the generation and commercialization of bioelectricity. The methodology used to achieve this goal was the Prospective Methodology for Demands Evaluation in Supply Chains, which comprises two major steps: diagnostic analysis and prospective analysis. This research is centered on the diagnostic analysis of bioelectricity production chain in Brazil. Part of the research used secondary data related to bioelectricity generated from sugar cane biomass burning. Primary data were obtained through interviews with seven leading experts of sugarcane energy industry groups of São Paulo, using Rapid Rural Appraisal. Five experts work for bioelectricity selling groups, and two others with groups that produce bioelectricity, but do not sell it. The study identified several imitations in the production chain, many of them related to the productive chain environment (institutional and organizational). The main limitations refer to the lack of transmission lines, inequality of competitive condition against other energy matrices and a gap in how energy auctions are conducted. From the results of the research it is concluded that there is space for growth of bioelectricity in Brazil, especially when the strong need of new energy sources are taken into account. However, closer ties between sugarcane industry and Government are also needed in such a way as to reduce/eliminate limitations identified in this study.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-06-18T15:26:52Z No. of bitstreams: 1 2013_FredericoSampaioVasconcelosVilela.pdf: 3279021 bytes, checksum: c12316f88b466c68ab56c275194f000c (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-06-19T11:18:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_FredericoSampaioVasconcelosVilela.pdf: 3279021 bytes, checksum: c12316f88b466c68ab56c275194f000c (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-19T11:18:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_FredericoSampaioVasconcelosVilela.pdf: 3279021 bytes, checksum: c12316f88b466c68ab56c275194f000c (MD5) / O diagnóstico de cargas ambientais e a busca pela eficiência energética na produção de açúcar e etanol proveniente da cana-de-açúcar tem sido uma das veementes preocupações dos setores envolvidos na área devido ao fato de a cana ser uma das principais fontes de energia renovável no Brasil, tratando-se de fator estratégico quanto ao surgimento de novas oportunidades produtivas com potencial de geração de lucro e atendimento à metas de governo. A busca pela redução de emissões de gases de efeito estufa e diminuição do uso de combustíveis fósseis são um dos principais alvos na busca pela sustentabilidade do setor sucroalcooleiro. Baseando-se nas questões levantadas, este trabalho objetiva analisar o desempenho ambiental e energético de um modelo industrial de forma a propor novos projetos e soluções ecoeficientes baseando-se na metodologia de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV). Como estudo de caso, tomou-se com referência o sistema industrial da Usina Jalles Machado. Para obter os resultados esperados, seguiu-se as etapas de uma ACV conforme a metodologia padronizada pela norma ISO 14040. Dentre essas etapas a fase de elaboração de Inventário de Ciclo de Vida (ICV) foi a que mais demandou trabalho por se tratar da fase de coleta de dados em campo e posterior estruturação para prosseguimento da ACV. Com o inventário concluído, as informações de ICV foram incluídas no software GaBi 6 Education para então serem analisados os balanços mássicos e energéticos. Primeiramente, toda a caracterização ambiental do padrão atual da usina foi realizado analisando emissões de carbono e depleção de recursos abióticos, posteriormente, avaliou-se os resultados obtidos para outros sete cenários arbitrados de acordo com projetos da usina considerando apenas emissões de CO2. Os resultados apontam que a cogeração de energia é etapa mais impactante em praticamente todos os quesitos estudados ao longo da produção industrial, tais como consumo de água, uso de vapor, consumo de eletricidade e geração de emissões. Já na comparação de cenários, concluiu-se que o uso da palha contribui consideravelmente com a elevação de emissões e com a quantidade de energia vendida para a rede, fato que gera discordâncias estratégicas. Ao final do estudo, realizou um comparativo entre produtividade, balanço de CO2 e quantidade de energia vendida para os cenários avaliados. O estudo contribuiu para que fosse possível identificar novas soluções e projetos futuros que alie retorno financeiro e redução de emissões, além de identificar a contribuição referentes a impactos ambientais de todos elos da cadeia produtiva do fase industrial da usina. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The diagnosis of environmental loads and the pursuit of energy efficiency in the production of sugar and ethanol from sugarcane has been a vehement concerns of the sectors involved in the area due to the fact that cane be a major source of renewable energy in Brazil , in the case of strategic factor as the emergence of new productive opportunities with potential for generating profit and service goals of the government. The quest for reducing emissions of greenhouse gases and reducing the use of fossil fuels are a major target in the search for sustainability of this sector. Based on the issues raised, this study aims to analyze the energy and environmental performance of an industrial model in order to propose new projects and eco-efficient solutions based on the methodology of Life Cycle Assessment (LCA). As a case study, taken with reference to the system of Jalles Machado industrial plant. To obtain the expected results, followed the steps of an LCA methodology as standardized by ISO 14040. Among these steps the preparation of Life Cycle Inventory (LCI) was the most demanded effort because it is the phase of data collection in the field and later for further structuring LCA. With the inventory complete, the LCI information included in the GaBi 6 Education software and then analyzing the energy and mass balances. First, all of the current standard environmental characterization of the plant was conducted by analyzing carbon emissions and depletion of abiotic resources, then assessed the results obtained for seven other scenarios arbitrated according to the power plant projects considering only CO2 emissions. The results show that cogeneration power stage is most striking in virtually all questions studied over industrial production, such as water consumption, use of steam, electricity consumption and generation of emissions. In comparison scenarios, it was concluded that the use of straw contribute considerably with the rise of emissions and the amount of electricity sold to the grid, a fact that strategic disagreements. At the end of the study made a comparison between productivity and CO2 balance amount of electricity sold to the scenarios evaluated. The study contributed to make it possible to identify new solutions and future projects, combining financial returns and reduced emissions, besides identifying the contribution regarding environmental impacts of all links in the production chain of the industrial phase of the plant.

Tese (Doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2009. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-04-16T22:19:56Z No. of bitstreams: 1 2009_KilviaInesChavesCraveiro.pdf: 2516341 bytes, checksum: a4ffdc7dbe2c94fef6df5d516eb9e9ac (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-04-16T22:21:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_KilviaInesChavesCraveiro.pdf: 2516341 bytes, checksum: a4ffdc7dbe2c94fef6df5d516eb9e9ac (MD5) / Made available in DSpace on 2011-04-16T22:21:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_KilviaInesChavesCraveiro.pdf: 2516341 bytes, checksum: a4ffdc7dbe2c94fef6df5d516eb9e9ac (MD5) / A cultura da cana-de-açúcar desde sempre reteve destacada relevância para a economia brasileira decorrente dos produtos que gera e pela demanda premente da utilização de biocombustíveis renováveis na matriz energética atual. Todavia, inúmeras doenças e pragas persistem e precisam ser continuamente estudadas de forma a se obter variedades geneticamente melhoradas e resistentes. O potencial biotecnológico das d-endotoxinas produzidas em inclusões cristalinas provenientes de bactérias formadoras de esporos, a exemplo do Bacillus thuringiensis, é amplamente estabelecido. Nesta assertiva, buscou-se construir uma biblioteca de variantes do gene cry1Ia12synth e selecionar variantes codificadoras de toxina Cry1Ia12synth com atividade entomotóxica diferenciada contra larvas de broca gigante (Telchin licus licus) da cana-de-açúcar, por meio da estratégia de utilização combinada das técnicas de DNA shuffling (evolução molecular in vitro) e Phage display (apresentação em superfície de fagos). Novas toxinas foram selecionadas por varredura de moléculas afins das proteínas presentes nas vesículas de membrana do intestino médio de larvas de T.l.licus. Centenas de variantes foram analisadas e 30 delas foram escolhidas para serem expressas em fagos e avaliadas por bioensaios de atividade entomotóxica. Os resultados mostraram que 4 variantes apresentaram atividade entomotóxica específica aumentada em mais de 2 vezes quando comparadas a toxina original. Os genes codantes destas proteínas mutantes foram seqüenciados e as proteínas correspondentes tiveram a estrutura simulada por meio de técnicas de modelagem molecular por homologia, para estudar possíveis implicações das mutações sobre a atividade tóxica. Os estudos moleculares revelaram pequenas variações no contato e distância entre alguns átomos das proteínas mutantes em relação à proteína original. No entanto, tais modificações foram insuficientes para determinar a causa da atividade diferenciada entre mutantes e original, indicando a necessidade de estudos adicionais de interação entre a proteína Cry e o receptor. Portanto, os resultados obtidos validam a estratégia utilizada e disponibilizam novas moléculas candidatas ao controle desta praga em futuros eventos de geração de cana-de-açúcar geneticamente modificada. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Sugarcane crop has always been important for the Brazilian economy due to its subproducts and the imminent demand in its use as a source of renewable biofuels. However, many diseases and insect-pests persist and need to be continuously investigated to result in the development of genetically improved varieties. The biotechnological potential of d-endotoxins produced in crystalline inclusions from Bacillus thuringiensis spore-forming bacteria is widely established. In this context, we built a library of cry1Ia12synth variant genes coding Cry1Ia12synth toxin with improved entomotoxic activity against sugarcane giant borer (Telchin licus licus), through the combined use of DNA shuffling and phage display techniques. Novel toxins were selected by screening for binding protein present within brush border membrane vesicles from T. l. licus midgut. Hundreds of variant toxins were analyzed and 30 were chosen to be expressed in phages and evaluated by bioassays of entomotóxica activity. The results showed that 4 variant toxins had specific entomotoxic activity increased by more than two times compared to original toxin. The genes coding these mutant proteins were sequenced and the structures of the corresponding proteins were solved by homology molecular modeling, to evaluate possible implications of mutations on the entomotoxic activity. The molecular studies revealed minor variations in relation to the contact and distance among certain atoms within the mutant proteins as compared to the original one. Nevertheless, these variations were insufficient to determine the cause of the differential activities among mutants and original protein, indicating the need additional studies of interactions between Cry protein and receptor. Therefore, the results validate the strategy used and provide novel candidate molecules to control this pest in transforming events of genetically modified sugarcane.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-11-12T12:04:48Z No. of bitstreams: 1 2013_LeonoraRiosSouzaMoreira.pdf: 10075027 bytes, checksum: 407d5c6accc483b01597be10dc3f3ebf (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-11-19T10:34:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_LeonoraRiosSouzaMoreira.pdf: 10075027 bytes, checksum: 407d5c6accc483b01597be10dc3f3ebf (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-19T10:34:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_LeonoraRiosSouzaMoreira.pdf: 10075027 bytes, checksum: 407d5c6accc483b01597be10dc3f3ebf (MD5) / Bagaço de cana de açúcar, piolho de algodão sujo e casca de soja são resíduos agroindustriais com elevado teor de holocelulose. O fungo filamentoso Aspergillus terreus fui cultivado por 6, 9, e 5 dias, nos meios contendo bagaço, piolho e casca de soja, respectivamente, como fontes de carbono. Quatro xilanases de baixas massas moleculares foram purificadas, com rendimentos variando entre 5,70 e 74,70% e maiores atividades no intervalo de pH 5,0-6,0 e temperaturas entre 45 e 60ºC. Os valores de Km para xilana de bétula solúvel variaram entre 0,42 e 15,33 mg/mL e para xilana insolúvel 0,47 e 10,90 mg/mL. As variações dos valores de Vmax para xilanas solúvel e insolúvel foram 0,15 e 5,37 UI/mL e 0,08 e 2,46 UI/mL, respectivamente. As 2+ 2+ +quatro enzimas foram ativadas pelo íon Mn (10 mM) e inibidas pelos íons Hg e K (1 e 10 mM). MFA mostrou uma distribuição bimodal de partículas globulares, indicando que Xyl T1 é maior que Xyl T2. Xyl T1 e Xyl T2 foram específicas para xilana como substrato. A espectrometria de massa dos digestos trípticos de Xyl T1 e Xyl T2 mostrou dois espectros diferentes. Xyl T1 e Xyl T3 foram inibidas em maior ou menor grau por todos os compostos fenólicos enquanto que Xyl T2 e Xyl T4 foram bastante resistentes a todos os compostos fenólicos testados. Para Xyl T1, houve um aumento ou diminuição do Km aparente com xilana de bétula, dependendo do tipo de composto fenólico utilizado, entretanto houve uma diminuição do Km aparente de Xyl T2 para xilana de bétula, após a incubação desta enzima com todos os compostos fenólicos. A análise do hidrolisado de três tipos de polpas kraft e de xilana de bétula solúvel e insolúvel por Xyl T1 e Xyl T2 mostrou uma predominância na liberação de xilobiose indicando um mecanismo de ação do tipo endo. A ausência de atividade celulolítica demonstra que essas enzimas têm potencial para o uso no branqueamento de papel. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The filamentous fungus Aspergillus terreus was cultivated for 6, 9, and 5 days in media containing bagasse, dirty cotton residue and soybean residue, respectively, as the carbon sources. Low-molecular-weight xilanases, named Xyl T1, Xyl T2, Xyl T3 and Xyl T4, were purified with purification yields ranging between 5.70 and 74.70% and higher activities in the pH range 5.0-6.0 and temperatures between 45 and 60ºC. Km values for soluble and insoluble birchwood xylans were at the interval ranges of 0.42-15.33 mg/mL and 0.47-10.90 mg /mL, respectively. Vmax values for soluble and insoluble birchwood xylans ranged from 0.15 to 5.37 IU/mL and 0.08 to 2.46 IU/mL, 2+ respectively. All the above enzymes were activated by Mn (10 mM) and inhibited by 2+ +Hg and K (1 and 10 mM). AFM showed a bimodal distribution of globular particles, indicating that Xyl T1 is larger than Xyl T2. Xyl T1 and Xyl T2 were specific for xylan as substrate. Mass spectrometry showed two different fingerprinting spectra for Xyl T1 and Xyl T2, indicating that they are distinct enzymes. Xyl T1 and Xyl T3 were inhibited in a greater or lesser degree by all phenolic compounds, while Xyl T2 and Xyl T4 were very resistant to the inhibitory effect of all phenolic compounds tested. The apparent Km for Xyl T1 over birchwood xylan increased or decreased depending on the type of phenolic compound used, however, the apparent Km values of Xyl T2, using birchwood xylan as substrate, decreased in the presence of all phenolic compounds. The hydrolysis of cellulose pulps and soluble and insoluble birchwood xylan by Xyl T1 and Xyl T2 showed predominance in the release of xylobiose indicating an endo-type mechanism. The absence of cellulolytic activity indicates that these enzymes have a potential for use in the pulp bleaching process.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-graduação em Agronegócios, 2009. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-06T23:34:23Z No. of bitstreams: 1 2009_SilviaReginaSAdeAvila.pdf: 3906190 bytes, checksum: 3bc06a281fbc08c7896bdf87fa45c766 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-06T23:38:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_SilviaReginaSAdeAvila.pdf: 3906190 bytes, checksum: 3bc06a281fbc08c7896bdf87fa45c766 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-06T23:38:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_SilviaReginaSAdeAvila.pdf: 3906190 bytes, checksum: 3bc06a281fbc08c7896bdf87fa45c766 (MD5) / Esta dissertação teve por objetivo analisar os impactos da expansão da cana de açúcar no Vale do São Patrício – região localizada no centro norte do estado de Goiás. Principal área goiana produtora de cana de açúcar destinada à produção de álcool combustível, o Vale do São Patrício sofreu diversas transformações nos últimos anos, como na dinâmica econômica na estrutura do tecido social e na configuração ambiental. O estudo foi realizado a partir da coleta e análise de dados secundários sobre os 22 municípios que formam o Vale, e a partir de entrevistas e observações em 4 municípios que sediam usinas sucroalcooleiras. Entre os resultados obtidos, está a constatação de que 70% da área de culturas temporárias estão ocupadas pela cana de açúcar, que domina as paisagens e tem levado a um processo de êxodo rural. Indicam ainda que, apesar do crescimento econômico verificado nos últimos anos, a riqueza gerada não tem resultado em benefícios para a população rural. Ao contrário, tem levado à ruptura de suas estratégias produtivas e ao enfraquecimento de suas redes locais de inserção no desenvolvimento. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This study aimed at analyzing social and economic impacts of sugarcane expansion in the Vale do São Patrício, located in the central northern area of the Goiás state, Brazil. In the last years, Vale do São Patrício, the main state producer of sugarcane ethanol-derived fuel, has undergone several transformations regarding economic dynamics, social structure and environmental configuration. In order to investigate the reasons for these transformations, secondary information on the 22 municipal districts that compose the Vale was gathered. Interviews and observations of four cities that host sugarcane industries were also performed. Analyses of these data indicated that 70% of the temporary crops areas were progressively occupied by sugarcane plantations that dominated the landscape and caused rural exodus. Data also showed that, despite the economic growth registered in the area during the recent years, it did not result in benefits to the rural population. On the contrary, sugarcane expansion has led to disruption of their productive strategies and weakening their local network for integrating the region development.

O objetivo deste trabalho é estudar a dinâmica do nitrogênio das fontes uréia e aquamônia no solo na cultura de cana-de-açúcar (Saccharum spp), por meio da técnica isotópica com 15N), visando a esclarecer quais os destinos do nitrogênio com relação à lixiviação, volatilização, extração pela cultura e resíduo nitrogenado dos adubos no solo. Experimento foi realizado em área pertencente à Usina São José, situada no município de Macatuba-SP. Utilizou-se a variedade de cana de açúcar SP 70-1143 de 3ª soca em solo Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA), textura arenosa, característico de 45% da região. O delineamento experimental constou de 2 tratamentos com fertilizantes nitrogenados na forma de uréia e aquamônia e um terceiro tratamento testemunha sem nitrogênio. A área de cada tratamento constou de 15 sulcos de 10 metros de comprimento, com espaçamento entre sulcos de 1,40m. Nos tratamentos com fertilizantes foram demarcadas 3 parcelas para aplicação do adubo -15N, sendo cada parcela constituída de 3 linhas contíguas de 1,5 metros lineares. Nessas mesmas parcelas foram instalados tensiômetros, extratores de solução do solo e amostradores para coletar o nitrogênio volatilizado do solo. A adubação nitrogenada foi de 100kg de N/ha aplicados em sulcos com 20 cm de profundidade e localizados a 15 cm de cada lado da linha de soqueira. Como fertilizantes marcados com 15N foram utilizados uréia -15 (3,413 átornos% 15N) e aquamônia (3,181 átomos% 15N). Os resultados obtidos mostraram valores de eficiência de utilização do fertilizante (EUF) de 18,4 e 14,4% para aquamônia e uréia respectivamente, sendo que 25 e 21% do nitrogênio absorvido foram encontrados nos rizomas e raízes (parte subterrânea) e o restante na parte aérea. A quantidade média estimada de N-NH3 volatilizado do solo em 47 dias foi de 0,15kg de N/ha sendo apenas 2% proveniente dos fertilizantes uréia e aquamônia. A quantidade residual dos fertilizantes no solo, considerada a profundidade de 1,25m foi de 22,8 e 13,5kg de N/ha para o nitrogênio da aquamônia e uréia respectivamente. Considerando que o arraste do nitrogênio à profundidade de 1m representa perda do nutriente para fora do volume de solo explorado pelo |sistema radicular da cana-de-açúcar, as perdas por lixiviação foram de 28,2 e 7,5kg de N/ha para uréia e aquamônia respectivamente, ou seja, urna perda 4 vezes maior para o nitrogênio da uréia do que o nitrogênio da aquamônia nas condições experimentais. / The objective of this work is to study the dynamic of nitrogen from urea and aqua ammonia sources in soil cropped with sugarcane (Saccharum spp) by means of isotopic 15N techniques to determine the fate of the nitrogen in terms of leaching, volatilization, plant uptake and nitrogen residues in the soil. The field studies were conducted at a site in Usina São José, Macatuba-SP. The SP 70- 1143 sugarcane cultivar (3rd ratoon) was used in Latossolo Vermelho-Arnarelo (LVA - sandy soil), which is representative of 45% of the region. The experimental design consisted of two nitrogen fertilizer treatments: one with urea the other with aqua ammonia and a third without nitrogen fertilization. Each treatment consisted of a plot with 15 rows, ten meters long with spacing of 1.40 rneters. Three subplots in each of the two nitrogen fertilizer plots were delimitated for 15 N applications. Each of these subplots were represented by 3 lines 1.5m long. Tensiometers, soil solution extractors and soil air collectors were installed on these subplots. The nitrogen fertilizer was applied at a dose of 100kg of N/ha 20cm deep and 15cm from the plant row. The labelled 15N nitrogen fertilizer consisted of urea -15N (3.413 atoms % 15N) and aqua ammonia (3.181 atms % 15N). The results obtained showed the following values for the nitrogen utilization efficiency aqua ammonia: 18.4% and urea: 14.4%. It was also observed that 25% (aqua ammonia) and 21% (urea) of nitrogen taken up by plants was found in the buried rhizospheres and roots. The mean value of the amount of N-NH3 volatilization from the soil was 0.15kg of N/ha during a period of 47 days. Only 2% was from the urea and aqua ammonia fertilizers. The residual nitrogen in the soil, until the depth of 1.25m was 22.8kg N/ha for urea and 13.5kg for aqua ammonia. The nitrogen leaching bellow the depth of 1.0m for the urea treatment was for times greater than that of the ammonia one.