Nesta tese investiga-se a sorção de \'SO IND.2\' por um calcário dolomítico brasileiro em duas diferentes configurações experimentais: um analisador termogravimétrico e um combustor de carvão em leito fluidizado atmosférico borbulhante. Os experimentos termogravimétricos foram realizados em condições tão próximas quanto possível àquelas observadas no processo de combustão em leito fluidizado. Coeficientes intrínsecos de taxa de reação, efetividades e conversões foram determinados através de termogravimetria em atmosfera contendo 65% de ar sintético, 15% de \'CO IND.2\' e 20% de \'SO IND.2\', para quatro diferentes granulometrias do calcário dolomítico (385, 545, 725 e 775 µm) em quatro diferentes temperaturas de processo (800, 830, 860 e 890 graus Celsius). Os coeficientes intrínsecos de taxa de reação, na condição de máxima taxa de reação, resultaram entre 3,86 x \'10 POT.-3\' e 7,07 x \'10 POT.-3\' m/s. As efetividades médias para 200 segundos de reação resultaram entre 0,37 e 0,49/s. As conversões após 600 segundos de sulfatação resultaram entre 0,40 e 0,49 kmol(\'SO IND.2\')/kmol(\'CA\'+\'MG\') . Nos experimentos em combustor de leito fluidizado obteveram-se coeficientes globais de taxa de reação, conversões e eficiência de sorção de \'SO IND.2\'. Considerou-se um calcário dolomítico em cinco diferentes granulometrias médias (385, 545, 718, 725 e 775 µm) e um carvão mineral brasileiro (CE4500) com granulometria média de 385 µm. Aplicaram-se temperaturas entre 798,2 e 886,6 graus Celsius, U/Umf entre 5,6 e 10,8 m/s, e relações molares (\'CA\'+\'MG\')/S na alimentação entre 3,7 e 11,9 kmol(\'CA\'+\'MG\')/kmol(s). O coeficiente global de taxa de reação resultou entre 0,009 e 0,072 m/s, a conversão resultou entre 0,020 e 0,064 kmol(\'SO IND.2\')/kmol(\'CA\'+\'MG\'), e a eficiência de sorção de \'SO IND.2\' resultou entre 46,4 e 83,9%. Os coeficientes globais de taxa de sulfatação obtidos em leito fluidizado foram comparados com os coeficientes intrínsecos de taxa de reação obtidos via termogravimetria. Concluiu-se que condições termogravimétricas mais realistas são necessárias para que a composição de coeficientes de taxa de reação intrínsecos e globais permita análises de controle de reação em reatores de leito fluidizado. / This thesis investigates the sorption of \'SO IND.2\' by a brazilian dolomite in two different experimental setups: a thermogravimetric analyzer and an atmospheric bubbling fluidized bed coal combustor. The thermogravimetric experiments were carried out in conditions as close as possible to those observed in the fluidized bed combustion process. Intrinsic coefficient of reaction rate, effectiveness and conversion were determined through thermogravimetry in synthetic atmosphere containing 65% of air 15% of \'CO IND.2\' and 20% of \'SO IND.2\' for four different dolomite particle sizes (385, 545, 725 and 775 µm) and four different temperatures (800, 830, 860 and 890 Celsius degrees). The results of the intrinsic reaction rate coefficient in the maximum reaction rate conditions were between 3.86 x \'10 POT.-3\' and 7.07 x \'10 POT.-3\' m/s, while the resuls of the average effectiveness for 200 seconds of reaction were between 0.37 and 0.49/s. The values of conversion after 600 seconds of sulfation were between 0.40 and 0.49 kmol(\'SO IND.2\')/kmol(\'CA\'+\'MG\') . Global reaction rate coefficient, conversion and \'SO IND.2\' sorption efficiency were obtained from the fluidized bed combustor experiments for five different dolomite particulate sizes (average diameters of 385, 545, 718, 725 and 775 µm) and a brazilian coal (CE4500) with particle size of 383 \'mü\'m. Temperatures between 798.2 and 886.6 Celsius degrees, U/Umf between 5.6 and 10.8 m/s, and (\'CA\'+\'MG\')/S molar feeding ratios between 3.7 and 11.9 kmol(\'CA\'+\'MG\')/kmol(s) were applied. The results of the global reaction rate coefficient were between 0.009 and 0.072 m/s, the ones of the conversion were between 0.020 and 0.064 kmol(\'SO IND.2\')/kmol(\'CA\'+\'MG\'), and those of the \'SO IND.2\' sorption efficiency were between 46.4 and 83.9%. The global sulfation rate coefficients obtained in fluidized bed were compared to the intrinsic reaction rate coefficients obtained through thermogravimetry. It was concluded that more realistic thermogravimetric conditions are required so that the composition of intrinsic and global reaction rate coefficients can allow for the analyses of reaction rate control in fluidized bed reactors.

A geração de energia em larga escala a partir da combustão de carvões minerais impõe pesados ônus ao meio ambiente devido às emissões de poluentes. O processo de combustão em leito fluidizado destaca-se neste contexto, permitindo reduções de emissões de gases \'SO IND.X\' e \'NO IND.X\' acima de de 90%. O projeto, otimização e escalonamento de reatores de leito fluidizado são realizados de forma quase completamente empírica, através de desenvolvimentos em plantas de demonstração de escalas reduzidas. Os custos e tempos de implementação envolvidos são elevadíssimos, tornando ferramentas teóricas de apoio altamente desejáveis. Neste trabalho, desenvolve-se a modelagem e simulação da combustão em leito fluidizado atmosférico borbulhante de carvão mineral com altos teores de cinzas e enxofre com dessulfuração por calcário, através de uma abordagem fenomenológica. Comparações das predições do modelo são realizadas com dados experimentais gerados na planta piloto do NETeF, e estudos paramétricos são realizados para avaliação das performances do reator. As comparações mostram concordâncias e discrepâncias qualitativas e quantitativas entre perfis simulados e medidos das concentrações de gases e distribuições granulométricas do particulado. Isso indica a necessidade de aperfeiçoamentos na modelagem fenomenológica, notadamente com relação às correlações e dados empíricos utilizados. Apesar das discrepâncias, o modelo apresenta bons resultados quantitativos de eficiência de absorção de enxofre em comparação com os dados experimentais. / Energy generation through coal combustion imposes heavy environmental impacts due to pollutant emissions. The process of fluidized bed combustion distinguishes in this context allowing for emission reductions of \'SO IND.X\' and \'NO IND.X\' above 90%. The design, scaling-up, and optimization of fluidized bed reactors are mostly empirical, through small-scale demonstration plant developments. The costs and times of implementation involved in those developments are huge, making theoretical tools of analysis highly desirable. In this work modeling and simulation are performed for atmospheric bubbling fluidized bed combustion of high ash high sulfur coals, including desulfurization by limestone. A phenomenological approach to modeling is applied. Comparison of predictions are made against empirical measurements performed in the NETF pilot plant, and parametric studies are developed to evaluate reactor performances. The comparisons show both agreements and disagreements, qualitative as well as quantitative, between predictions and measured gas concentrations and particulate size distributions. This points to the necessity for improvements on the phenomenological modeling procedure that was applied, notably regarding the empirical correlations and data that were considered. Despite the discrepancies, the model produces good quantitative results of sulfur absorption efficiency in comparison to the empirical data.

O carvão mineral apresenta-se como uma importante alternativa para geração termoelétrica no Brasil. Os carvões brasileiros, porém, são caracterizados por elevados teores de enxofre, e na sua combustão libera-se consideráveis de quantidades dióxido de enxofre. O processo de combustão em leito fluidizado apresenta-se particularmente adequado para a queima destes carvões, notadamente devido à possibilidade da utilização de absorventes calcários para remoção in loco do dióxido de enxofre produzido na combustão. Neste trabalho estudou-se a combustão em leito fluidizado atmosférico borbulhante de um carvão mineral beneficiado para uso termoelétrico denominado CE4500, procedente de Criciúma-SC. Para absorção de enxofre utilizou-se um calcário dolomítico procedente de Ipeúna-SP. Utilizou-se a planta piloto para combustão em leito fluidizado do Laboratório de Engenharia Térmica e Fluidos da EESC-USP, com câmara de combustão de 0,5 x 0,5 m de seção transversal e 3 m de altura. Ensaios foram realizados para diferentes velocidades de fluidização e relações (Ca+Mg)/S de alimentação. Concentrações de gases foram medidas ao longo da altura e da seção transversal do reator, permitindo verificar a homogeneidade do processo, além do efeito dos pontos de alimentação de carvão e calcário sobre esta homogeneidade. Determinou-se conversões e coeficientes globais de taxa de reação para a combustão do carvão e para a sulfatação do calcário. Avalia-se que os resultados obtidos representam uma significativa contribuição para auxílio ao projeto de reatores, e para a validação de modelos matemáticos de simulação. / Mineral coal stands as an important alternative for thermoelectric power generation in Brazil. Brazilian coals, however, are characterized by high sulfur contents, and significant amounts of sulfur dioxide are produced in its combustion. The fluidized bed combustion process is particularly suitable for burning those coals, notably due to the possibility of using limestone absorbents to in loco remove the sulfur dioxide produced in the combustion. In this work the atmospheric bubbling fluidized bed combustion of a mineral coal was studied, which is a benefited coal for thermoelectric use named CE4500, from Criciúma-SC. A dolomitic limestone from Ipeúna-SP was used for sulfur absorption. The pilot scale fludized bed combustion plant of the Laboratory of Thermal and Fluids Engineering of EESC-USP was used, which has a combustion chamber of 0.5 x 0.5 m of cross section and is 3 m high. Tests were performed for different fluidization velocities and (Ca+Mg)/S feed ratios. Gas concentrations were measured along the height and the cross section of the reactor, allowing to verify the process homogeneity, besides the effect of the coal and limestone feeding points over this homogeneity. Conversions and global reaction rates were determined for both coal combustion and absorption by limestone. It is evaluated that the results that were obtained represent a significant contribution regarding reactor design as well as modeling validation.

Os processos envolvidos no beneficiamento do carvão produzem efeitos nocivos para o meio ambiente, principalmente pela quantidade e natureza dos rejeitos que são gerados. Estes rejeitos comumente denominados piritosos, mesmo não apresentando altos conteúdos de pirita, constituem um material ácido que causa efeitos nocivos ao meio ambiente, principalmente aos corpos dágua. Estes rejeitos geralmente são depositados em barragens de rejeitos. Operações de beneficiamento como a flotação, consagrada na recuperação de finos, podem desempenhar um importante papel no processo de recuperação destes rejeitos de partículas ultrafinas. O rejeito carbonoso estudado nesta pesquisa provém da barragem de rejeitos El Cantor, localizada na Colômbia, na mina El Cerrejón. O processo de beneficiamento envolve ciclones de meio denso e espirais. A caracterização revelou que o material possuim teor de cinzas de 56% e poder calorífico de 5.800 BTU/lb, o teor de enxofre é 1,2%. Em termos de granulometria o material é considerado ultrafino já que 63% é menor que 0,014 mm. O conteúdo de matéria carbonosa deste rejeito é facilmente recuperado por flotação, como se demonstra neste trabalho. É possível recuperar 74% da matéria carbonosa e obter um produto com 7,3% de cinzas e poder calorífico de 14.225 BTU/lb em base seca. / The processes involved in coal preparation generate harmful effects to the environment, mainly due to the quantity and nature of the wastes that are generated. These tailings generally called pyritic, not even showing high content of pyrite are an acid material, harmful to the environment. These tailings are usually disposed of in tailings dams. Froth flotation will be important as a coal preparation process to recover these ultrafine particles. The tailings, studied in this work come from a process involving dense medium cyclones and spirals. They have an ash content of 56% and a calorific value of 5,800 BTU / lb, the sulfur content is 1.2%. In terms of size the material is considered as ultrafine as 63% is less than 0.014 mm. The coal matter content of these tails is easily recovered by froth flotation, as evidenced in this work. It is possible to recover 74% of the coal matter and to obtain a product with 7.3% ash and calorific value of 14,225 BTU / lb in dry basis.

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.

A arte de dimensionar pilares em minas subterrâneas de carvão tem sido objeto de pesquisa há mais de 100 anos no mundo inteiro. A maioria dos métodos de dimensionamento de pilares para a lavra segundo o método \"câmara e pilares\" se vale de parâmetros de resistência e geométricos das camadas de carvão. A resistência in situ da camada de carvão (S1) é um desses parâmetros. No Brasil, na Bacia Carbonífera Sul-Catarinense, uma nova camada de carvão, a Bonito, passou a ser minerada em volume considerável a partir da década de 1990. A sua resistência in situ ainda hoje é uma incógnita. Tendo como campo experimental a camada de carvão Bonito presente na mina Fontanella, no município de Treviso - SC, foram desenvolvidos diferentes estudos de laboratório e em subsolo, visando à caracterização mecânica, estrutural e geofísica dessa camada. Adicionalmente, foram realizadas investigações sobre uma segunda camada de carvão, a Irapuá, já relativamente conhecida, presente em outras duas minas na mesma bacia carbonífera. Os estudos realizados serviram de base para a proposição de uma nova metodologia para a estimativa da resistência à compressão uniaxial in situ de camadas de carvão (S1), levando em consideração a resistência de laboratório e informações geofísicas de laboratório e in situ. Com o uso da nova metodologia, são propostos valores de resistência à compressão uniaxial in situ da camada de carvão Bonito, para diferentes condições geológico-estruturais observadas na mina Fontanella, e para a camada Irapuá, nas minas Morozini Norte e Santa Augusta Norte. / Researchers in all over the world have spent a lot of time in developing techniques for pillar design in coal underground mines that use room and pillar method. Almost all the available methods are based on strength and geometric parameters of the coal seam. One of the most important is the coal seam in situ strength (S1). In Brazil, at Sul-Catarinense Carboniferous basin, a new coal seam (Bonito seam) is being mined since the last decade. Many instability problems have occured during mining. The coal seam strength is not very well known so far. Using the Bonito seam present at Fontanella mine in Treviso - SC, different studies were performed in laboratory and in situ. In adition, another coal seam, Irapuá, was also studied. The compilation of data at different sites was used to propose a new approach to estimates of the in situ uniaxial compressive strength of coal seams (S1) using three parameters. The uniaxial compressive strength and compressional wave ultra sonic velocity are determined in laboratory using small samples, while seismic velocity is measured in large scale conditions directly at the coal seam in situ. Using the new approach, values for in situ strength at Fontanella mine are proposed and also for two mines at Irapuá coal seam, Morozini Norte and Santa Augusta Norte.

A ferrugem e o carvão estão entre as principais doenças da cana-de-açúcar, visto que são consideradas em todos os Programas de Melhoramento Genético (PMG), tanto na seleção de genitores resistentes quanto no comportamento das progênies. Quando a cultura está distribuída em grandes extensões tornam-se importante conhecer a amplitude da variação patogênica na população dos agentes causais. Diante a importância de obter variedades com resistência efetiva e duradoura, o objetivo do presente estudo foi verificar a ocorrência e caracterizar, no Estado de São Paulo, a variabilidade patogênica de Puccinia melanocephala e Ustilago scitaminea. Coletaram-se 12 populações de cada patógeno em 3 regiões canavieiras, Piracicaba, Jaú e Ribeirão Preto. Para os experimentos de ferrugem usaram-se 3 variedades de comportamento conhecido frente à doença, SP70-1143, SP91-1397 e R570, suscetível, intermediária e resistente, respectivamente. Plantas com 20 dias de desenvolvimento foram inoculadas com suspensões de 104 esporos viáveis/mL de cada população, e colocadas em câmara de crescimento a 20 ºC e 12 h de fotoperiodo. Após 14 dias foram avaliados os sintomas na folha +1, quantificando severidade medida em porcentagem de área foliar afetada e incidência, medida em número de pústulas/cm2. Para carvão utilizaram-se 3 variedades de reação conhecida, SP84-2066, suscetível, Co421 intermediária e SP71-8210 resistente. Inocularam-se gemas de cada variedade com suspensões de 1,7 x 106 esporos viáveis/mL das populações. Após do desenvolvimento em casa de vegetação, as plantas foram transplantadas no campo instalando-se um ensaio em delineamento de blocos casualizados com 4 repetições. As avaliações foram realizadas a cada 14 dias durante o ciclo de cana-planta, determinando-se a incidência da doença segundo as porcentagens acumuladas de touceiras doentes por parcelas, obtendo-se também a área abaixo da curva de progresso da doença. Para ferrugem verificou-se que houve diferenças significativas de agressividade entre as populações estudadas. Duas populações de Jaú, J3 e J4, destacaram-se pela maior agressividade em todas as variedades. Além disso, as populações de Jaú mostraram também virulência diferenciada em relação às demais populações. As populações de U. scitaminea apresentaram diferentes níveis de agressividade, porém não houve alterações de virulência entre as populações estudadas. Segundo os parâmetros observados, uma população de Piracicaba e duas de Jaú comportaram-se como as mais agressivas. Dessa forma, ficou comprovada que, tanto para P. melanocephala como para U. scitaminea, existe uma considerável variabilidade patogênica entre as populações destes agentes causais no Estado de São Paulo, Brasil. Os PMG que submetem os materiais a inoculações artificiais com esporos de ferrugem e carvão em alguma etapa do programa necessitam considerar a variação na agressividade dos patógenos determinada neste estudo. / Rust and smut are among the most important diseases of sugarcane, being considered in every breeding program both in parent selection as well as in evaluating progeny behavior. When the crop is distributed to large extensions, it becomes very important to know the amplitude of the pathogenic variation in the population of the causal agent. Considering the importance of obtaining varieties with effective and long lasting resistance, the objective of the present study was to verify the occurrence, in the state of São Paulo, of pathogenic variability in Puccinia melanocephala and Ustilago scitaminea. Twelve populations of each pathogen were collected from three sugarcane producing regions: Piracicaba, Jaú and Ribeirão Preto. For the rust experiments three varieties of known behavior to the disease were used, SP70-1143, SP91-1397 and R570, susceptible, intermediate, and resistant, respectively. Twenty day-old plants were inoculated with 104 viable spores/mL suspensions of each population, and incubated at 20 ºC with 12 h photoperiod. Fourteen days later, symptoms were evaluated in the leaf +1, quantifying severity as the percentage of the leaf area affected and incidence as the number of pustules/cm2. For smut, three varieties with know response to the disease were used, SP84-2066, susceptible, Co421, intermediate and SP71-8210, resistant. Buds of each variety were inoculated with 1,7 x 106 viable spores/mL of each population. After growth in the greenhouse the plants were transplanted to the field in a random block trial with 4 repetitions. Disease was monitored every fourteen days during the plant cane cycle, determining the incidence according to the accumulated percentage of diseased stools per plot, also obtaining the area below the disease progression curve. For rust, it was observed that the populations showed different levels of aggressiveness. Two populations from Jaú, named J3 and J4, behaved as the most aggressive in the three varieties. Moreover, populations from Jaú showed different virulence among studied populations. The populations of U. scitaminea showed distinct aggressiveness levels, however it was not observed changes in the virulence among tested populations. According to the evaluated parameters, one population from Piracicaba and two from Jaú behaved as the most aggressive ones. Thus, it was showed that a considerable pathogenic variability exists among Brazilian populations of both pathogens. The sugarcane breeding programs that perform artificial inoculations with rust and smut spores at some stage in the program must take into consideration the variability in the aggressiveness of the pathogens determined in this study.

O carvão é uma das doenças mais importantes da cana-de-açúcar. Grande parte dos Programas de Melhoramento Genético dessa cultura utiliza inoculações artificiais para selecionar e caracterizar as variedades quanto a sua resistência a doenças. Assim o conhecimento das condições favoráveis para infecção torna-se indispensável. Neste trabalho foram estudadas as condições que afetam a infecção de gemas pelo fungo Sporisorium scitamineum. Do ponto de vista do hospedeiro foi avaliada a incidência de chicotes para diferentes idades das gemas e das brotações das variedades NA56-79, SP71-1406 e SP84-2066. As gemas mais novas mostraram-se mais suscetíveis que as medianas e velhas, porém na variedade mais suscetível, a SP84-2066, não houve diferenças na taxa de infecção das gemas mais novas e velhas. Gemas sem prébrotação e com pré-brotação de 1 dia foram infectadas pelo fungo enquanto que gemas pré-brotadas com 4, 6, 8 e 10 dias não foram infectadas. Para o patógeno, foi avaliada a concentração de teliósporos para a inoculação. As concentrações de 1x106 e 1x 108 foram as únicas que produziram sintomas e sinais, não diferindo a incidência da doença entre elas. Como condições de pós inoculação foram testadas as variáveis temperatura de 25, 28 e 32 °C, umidade de 65, 80 e 95% e períod o de incubação de 24, 48 e 96 horas. Foram realizados dois experimentos em tempos diferentes, sendo que no primeiro foram utilizadas as variedades NA56-79, SP71-1406 e SP84-2066 e no segundo, além das citadas, foram acrescentadas as variedades SP79-2312 e IAC66-6. O tratamento de 28°C, 65% de umidade por um período de 24 horas foi o que promoveu maior índice de infecção, para todas as variedades, exceto a SP84-2066 que foi favorecida por umidade de 95%. Além desses parâmetros foi avaliado o método de inoculação por aspersão de teliósporos e do ferimento seguido por aspersão de teliósporos. A inoculação por ferimento proporcionou maior índice de infecção para as variedades NA56-79, RB72-454, IAC66-6, SP70-1143, mas não teve interferência nas variedades SP79-1011, SP80-185 e SP86-155. Um segundo objetivo do trabalho foi validar um método de diagnose precoce para o carvão. Para isto foram desenvolvidos iniciadores específicos para a detecção de S. scitamineum. Esses iniciadores foram avaliados quanto a sua especificidade e sensibilidade e demonstraram bons resultados. Para a validação prática, plantas de 12 variedades inoculadas tiveram suas folhas amostradas aos 20, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135 e 150 dias após o plantio. Todas as plantas que apresentaram o chicote puderam ser diagnosticadas precocemente com o método criado. As datas de diagnóstico precoce foram de no mínimo 30 dias e no máximo 120 dias antes do aparecimento do sintoma/sinal. Este é um método que pode ser incorporado para os testes de quarentena reduzindo a permanência de plantas na casa de vegetação e reduzindo os custos de manutenção dessas plantas. / Smut is one of the most important diseases of sugarcane. Most part of genetic breeding programs from this culture use artificial inoculation in order to select and characterize the varieties regarding their resistance to diseases. Therefore knowledge of favorable conditions for infection becomes indispensable. This work studied conditions that affect bud infection by the fungus Sporisorium scitamineum. From the standpoint of the host it was assessed the whip incidence for different bud ages and shoot of the varieties NA56-79, SP71-1406 and SP84-2066. The younger buds were more susceptible than median and older ones, but in the susceptible variety, SP84-2066, there were no differences in the younger and older bud infection rates. Buds with and without shoots of 1 day were infected with the fungus while pre-sprouting buds with 4, 6, 8 and 10 days were not infected. For the pathogen it was evaluated teliospore concentration for inoculation. The concentrations 1x106 and 1x 108 were the only ones that produced symptoms and signs, not differing disease incidence among them. As pos-inoculation conditions the variables tested were temperature of 25, 28 and 32 °C, humidity of 65, 80 and 95% and incubation period of 24, 48 and 96 hours. Two experiments were performed at different times, the first one were used NA56-79, SP71- 1406 and SP84-2066 varieties and the second one, besides those mentioned, it was added SP79-2312 and IAC66-6 varieties. The treatment of 28 °C, 65% humidity and for a period of 24 hours was the one that promoted the highest infection rate, for all varieties, except for SP84-2066 that was favored by 95% of humidity. Besides these parameters, it was evaluated the inoculation method by teliospore spraying and wound followed by teliospore spraying. Inoculation by wounding provided higher infection rate for the NA56-79, RB72-454, IAC66-6, SP70-1143 varieties, however it had no interference in SP79-1011, SP80-185 and SP86-155 varieties. A second objective was to validate a method of early diagnosis of smut. Thus, it was developed specific primers to detect S. scitamineum. These primers were evaluated for their specificity and sensibility and showed good results. To practice validation, plants of 12 varieties inoculated had their leaves sampled at 20, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135 and 150 days after planting. All the plants that presented whip could be early diagnosed by the created method. The dates of premature diagnosis were of at least 30 days and a maximum of 120 days before symptom/sign onset. This method can be incorporated for quarantine tests, reducing permanence of plant in greenhouse and reducing maintenance costs of these plants and varieties selection.

O presente trabalho reúne elementos para projeto de precipitadores eletrostáticos, com dados levantados de cinzas volantes provenientes da combustão de gases em caldeiras de carvão mineral. Os objetivos desta pesquisa são construir um dispositivo padronizado para medição da resistividade ôhmica de materiais, levantar dados de resistividade ôhmica das cinza volantes de carvão mineral utilizado no Brasil e, com estes dados, listar recomendações sobre cuidados no dimensionamento de precipitadores (cálculo da área de captação), quando este equipamento é posicionado após uma caldeira que queima o carvão mineral nacional. A metodologia utilizada foi baseada em norma americana ASME, em que o pó (material a ser testado) é colocado sobre eletrodos de descarga e de coleta, uma alta tensão elétrica é aplicada até atingir a tensão de ruptura elétrica e neste instante é medida a resistividade. A construção do experimento e procedimento de execução foram seguidos conforme esta norma. O material de teste foi coletado de precipitadores eletrostáticos existentes na região Sul do Brasil, onde o carvão mineral tem seu uso freqüente. Os resultados apresentaram baixos valores para resistividade da cinza volante nacional, se comparados com resultados de carvões de outros países. Sua variação em função da temperatura segue a tendência de cinza volantes de outros países, ou seja, aumento da resistividade ôhmica com o aumento da temperatura. Foram realizados também experimentos com material retirado de precipitadores eletrostáticos acoplados a caldeiras de biomassa, que forneceram valores de resistividade ainda menores do que os do carvão mineral nacional. O material de teste, composição química e processo de coleta foram totalmente caracterizados, disponibilizados e uma análise completa pôde ser realizada, fato inédito no Brasil. Esses resultados permitiram listar recomendações visando o projeto de precipitadores eletrostáticos acoplados a caldeiras que queimam carvão mineral nacional. / This report is a collection of elements to be used in the design of Electrostatic Precipitators, with experimental data of fly ashes from combustion gases of Mineral Coal Fired Boilers. The aims of this research are to construct a standard device to measure the ohmic resistivity of materials, to get data of ohmic resistivity of fly ashes from mineral coals used in Brazil and with this data, to list recommendations about the key points to size electrostatic precipitators (calculation of specific collection area), when this equipment is arranged after one boiler that burns Brazilian mineral coals. The method used was based on the ASME Standard, in which the fly ash (material to be tested) is put between the discharge and the collecting electrodes, a high electrical tension is applied until the electrical break down tension to be reached; at this moment, the resistivity is measured. The construction of this device and the experimental procedure were conducted according to this standard. The tested materials were collected from existing Electrostatic Precipitator of South of Brazil, where the mineral coal is commonly used. The results indicated low values of ohmic resistivity of the Brazilian fly ashes, if compared to results of coals from other countries. Its variation with the temperature has the same behavior of fly ashes from other countries, i.e., the ohmic resistivity increases when the temperature increases. It was also executed tests with particulate materials from electrostatic precipitator of biomass boiler whose ohmic resistivity is lower than the Brazilian mineral coal. The tested material, chemical composition, and collecting process were totally described, available and a full analysis can be executed; these data are inedita in Brazil. These results allow to list the recommendations to design Electrostatic Precipitators for Brazil Mineral Coal Fired Boilers.