Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos _Roberto Juchen.pdf: 4651753 bytes, checksum: 3109cc48a932cf6c73a7ff9fd56302c2 (MD5) Previous issue date: 2014-09-26 / The present study aims to determine trace elements concentration, adsorbed by sediments in waterproofed areas of the city limits as well as sediments that are deposited in the main rivers beds, which are responsible to perform drainage in Toledo city, Paraná. In order to study the sediment enrichment by trace elements, initially, there was some need to know the basal contents of these elements at the researched site. Therefore, and according to the scientific guidelines for this procedure, the chosen soil samples were taken from legal reserve areas located in the nearby rural farms, since these areas meet the requirements of preserving the natural characteristics of the soil in this region. Thus, five (5) sites were selected for sampling sediments on the streets as well as five (5) sites from the main rivers that have received sediments carried from the urban area by natural and anthropogenic processes. There were monthly collections in the studied rivers from April 2012 to March 2013 as well as fortnightly monitoring concerning the main physical parameters of river water (pH, dissolved oxygen, oxide reduction potential, conductivity, total dissolved solids, temperature and turbidity) in order to determine how these conditions can interfere on trace elements adsorbed by sediments deposited in the water environment. The applied analytical techniques were inductively coupled argon plasma-atomic emission spectroscopy (ICP-OES), total organic carbon (COT), laser granulometry and mineralogy by diffraction. The background showed the following concentrations: Fe (105,956), Al (102,372) Mg (2,303.2), Mn (916.4), Na (493.1), Cu (212.3), Zn (82.14 ), Ba (62.51), Cr (52.4), Ni (30.36), Pb (17.46), Sb (4.58) and Cd (0.69) in mg kg-1. The statistical analysis of the main components is summarized in three components that explained 96% variability of the background results, thus, it shows that there is no source of geogenic or anthropogenic contamination on the legal reserves. The sediments were classified as having an average particle size greater than 0.09 mm. The average clay fraction varied from 2 to 6% of the total mass of sediment samples. Mineralogical presences in the urban and aquatic environments were equivalent; they presented the following decreasing sequence number of the following minerals: quartz> hematite> andesite> kaolinite. They were compared to the background levels previously determined, the sediments of streets and rivers were enriched by trace elements in the following percentage rates: Ba (45.4 to 39.3%), Cu (48.6 to 44.3%), Cr (37.2 to 56.3%), Mn (81.6 - 0%), Ni (0 - 18.6%), Pb (40 - 0%), Zn (283.7 to 140.2 %), Mg (34.3 to 18.4%) and Na (250.2 to 295%), while TOC percentages showed an average distribution of 1% in all sites where samples were analyzed. The highest geo-accumulation rates were obtained where there was great enrichment by Zn as a trace element and according to the main guidelines, the maximum values obtained by trace elements such as Cd, Cr, Cu, Ni and Zn can produce adverse effects in this watershed. Finally, the monitoring methodology using control charts associated with the scores of the main components has demonstrated that among the monitored physicochemical parameters, electrical conductivity was retained in all the first components of the analyzed rivers. Thus, this parameter showed the highest correlations that interfere in the processes of adsorption and desorption of trace elements from sediments to water environment. At last, it was concluded that rural and urban anthropogenic contributions are responsible for the enrichment of sediments by trace elements in this area of study and also that scientific data are important for future environmental management processes of this municipality. / Este estudo teve como objetivo determinar a concentração de elementos-traço adsorvidos pelos sedimentos nas áreas impermeabilizadas do perímetro urbano e também dos sedimentos que se depositam nos leitos dos principais rios que realizam a drenagem do município de Toledo-PR. Para os estudos de enriquecimento dos sedimentos por elementos-traço, houve inicialmente a necessidade de que se conhecessem os níveis basais desses elementos no local de estudo. Portanto, e conforme as orientações científicas para este procedimento, este estudo optou por amostras de solo retiradas de áreas denominadas de reserva legal, situadas em propriedades rurais próximas do município, uma vez que estas áreas atendem aos requisitos de preservação das características naturais do solo da região. Para amostragens de sedimentos, foram selecionados cinco locais situados em ruas de alto tráfego de automóveis do município e também cinco locais nos principais rios que recebem os sedimentos carreados da área urbana por processos naturais e antrópicos. Nos rios, além das coletas mensais de sedimentos, realizadas entre abril de 2012 e março de 2013, foi realizado quinzenalmente o monitoramento dos principais parâmetros físicos da água (pH, oxigênio dissolvido, potencial de oxido redução, condutividade, sólidos totais dissolvidos, temperatura e turbidez) a fim de verificar como essas condições podem interferir na concentração dos elementos-traço adsorvidos pelos sedimentos que são depositados nesses locais. As técnicas analíticas utilizadas foram as de espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP-OES), carbono orgânico total (COT), granulometria a laser e mineralogia por difração. O background apresentou a seguinte concentração: Fe (105.956), Al (102.372), Mg (2.303,2), Mn (916,4), Na (493,1),Cu (212,3), Zn (82,14), Ba (62,51), Cr (52,4), Ni (30,36), Pb (17,46), Sb (4,58) e Cd (0,69) em mg Kg-1. A análise estatística de componentes principais se resumiu em apenas três componentes que explicaram 96% da variabilidade dos resultados do background, mostrando assim que as reservas legais não possuem qualquer fonte de contaminação geogênica ou antropogênica. Os sedimentos foram classificados com granulometria média superior a 0,09 mm. A fração argila foi determinada entre 2 a 6% em média da massa total das amostras dos sedimentos. As presenças mineralógicas no ambiente urbano e aquático foram equivalentes; apresentaram a seguinte série sequencial decrescente dos seguintes minerais: quartzo > hematita > andesito > caulinita. Comparados aos níveis do background determinado anteriormente, os sedimentos de ruas e de rios foram enriquecidos por elementos-traço nas seguintes proporções percentuais respectivas: Ba (45,4 - 39,3%), Cu (48,6 - 44,3%), Cr (37,2 56,3%), Mn (81,6 - 0%), Ni (0 - 18,6%), Pb (40 - 0%), Zn (283,7 - 140,2%), Mg (34,3 - 18,4%) e Na (250,2 - 295%) e os percentuais de COT apresentaram distribuição média de 1% em todos os locais de amostragens analisados. Os maiores índices de geoacumulação foram atingidos nos locais de amostragens onde ocorreu grande enriquecimento pelo elemento-traço Zn e segundo os principais guidelines, os valores máximos obtidos pelos elementos-traço Cd, Cr, Cu, Ni e Zn são capazes de produzir efeitos adversos nesta bacia hidrográfica. Por fim, a metodologia de monitoramento que utiliza gráficos de controle, associados aos escores das componentes principais, permitiu demonstrar que dentre os parâmetros físico-químicos monitorados, a condutividade elétrica foi retida em todas as primeiras componentes dos rios analisados. Portanto, foi o parâmetro que apresentou maiores correlações que interferem nos processos de adsorção e dessorção de elementos-traços dos sedimentos para o meio hídrico. Concluiu-se que as contribuições antropogênicas rurais e urbanas são responsáveis pelo enriquecimento dos sedimentos por elementos-traço nesta área de estudo e também que os dados científicos obtidos são importantes para futuros processos de gestão ambiental deste município

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thaisa_completo.pdf: 1943772 bytes, checksum: 49f263fa58be1371be70d72b064285d2 (MD5) Previous issue date: 2011-02-07 / The effluent from pig farming has been applied to the soil in order to promote greater availability of nutrients such as nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K), in several cultures and as an alternative for disposing of these effluents in water bodies. However, this practice generates concerns regarding to the possibility of generating diffuse pollution in the environment. The crop of oil radish is used as a green manure in sequential cropping and may be promising for the production of biodiesel, requiring considerable amounts of nutrients for its development. Thus, this study aimed to evaluate the effect of effluent coming from the anaerobic digestion of swine (EBS) in the cultivation of oil radish. The experiment was installed in an area of 0.162 ha in the Experimental Center of Agricultural Engineering (NEAA) of Western University of Paraná UNIOESTE, in the city of Cascavel, PR. The treatments were based on the type of irrigation: not irrigated, irrigated and fertigated with EBS at doses of 370 m3 ha-1 cycle-1. After each rainfall event, the water materials were collected from drainage lysimeters previously installed in the area and analyzed for macro and micronutrients losses. The soil of the experimental area was also analyzed for possible changes in physical and chemical characteristics. In the plant, agronomic rates and nutrients in dry matter were evaluated. Subsequently, the grains were tested for post-harvest. The results showed that the application of EBS at a rate of 370 m3 ha-1, under the conditions in which this experiment was conducted, did not change the soil characteristics and the fertigation and irrigation allowed higher productivity of grains and agronomical parameters for the crop. Furthermore, the application of EBS provided nutrient losses in runoff and leachate, which could influence the quality of surface water and groundwater, but in general, not to higher levels than the ones accepted by the legislation. / O efluente proveniente da suinocultura tem sido aplicado no solo com o intuito de promover uma maior disponibilidade de nutrientes, como nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K), a diversas culturas e como uma saída à disposição final desses efluentes em corpos hídricos. Entretanto, esta prática preocupa com relação à possibilidade de geração de poluição difusa no ambiente. O nabo forrageiro é utilizado como adubo verde de inverno no plantio direito e pode ser promissor para a produção de biodiesel, demandando valores consideráveis de nutrientes para o seu desenvolvimento. Desse modo, objetivou-se nesse trabalho avaliar o efeito da aplicação de efluente oriundo da biodigestão anaeróbia da suinocultura (EBS) no cultivo de nabo forrageiro. O experimento foi instalado em uma área de 0,162 ha no Núcleo Experimental de Engenharia Agrícola (NEAA) da Universidade Estadual do Oeste do Paraná UNIOESTE, na cidade de Cascavel, PR. Os tratamentos utilizados foram baseados no tipo de irrigação: sequeiro, irrigado e fertigado com EBS, nas doses de 370 m3 ha-1 ciclo-1. Após cada evento de precipitação, foram coletados os materiais de drenagem dos lisímetros previamente instalados na área e analisados quanto à perda dos principais macro e micronutrientes. O solo da área experimental também foi analisado quanto às possíveis alterações das características físicas e químicas. No vegetal, avaliaram-se os índices agronômicos e nutrientes presentes na fitomassa seca. Posteriormente, os grãos foram submetidos aos testes de pós-colheita. Os resultados obtidos demonstraram que a aplicação de EBS em uma taxa de 370 m3 ha-1, nas condições em que este experimento foi realizado, pouco modificou as características do solo, e que a fertigação e a irrigação possibilitaram maior produtividade dos grãos e maior rendimento agronômico. Além disso, a aplicação de EBS proporcionou perdas de nutrientes no material escoado e percolado, que podem influenciar na qualidade das águas superficiais e subterrâneas, porém, no geral, não a níveis superiores à legislação.

Dissertação apresentada para obtenção parcial do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Vladimiro H. Miranda

Esta tesis doctoral presenta la investigación del desarrollo de un prototipo de laboratorio de un sistema de captación, pretratamiento y tratamiento (SCPT) de la escorrentía proveniente de aparcamientos con firmes impermeables. El prototipo de SCPT fue estudiado en condiciones de funcionamiento inicial y a largo plazo. Las respuestas analizadas son las concentraciones de aceites y sólidos en el efluente y las eficiencias de depuración de dichos contaminantes. Finalmente, se analizó la capacidad del sistema de filtrado del SCPT para albergar colonias de microorganismos depuradores de hidrocarburos. Los niveles de depuración alcanzados por el prototipo de SCPT son superiores al 80% para el caso de los sólidos y al 90 % para los aceites, tanto en condiciones de inicio de operación, como a largo plazo tras catorce eventos de lluvia consecutivos. Además, se demostró que el sistema de filtrado es capaz de albergar colonias de microorganismos degradadores de hidrocarburo

Aquesta memòria s'ha escrit amb l'ànim d'exposar els punts de vista i els resultats nous que l'autor ha pogut obtenir. No s'hi troba, per tant, una descripció detallada de tots els temes que conformen la teoria dels operadors de T-indistingibilitat, el Raonament Aproximat ni, per descomptat, la Lògica Difusa. S'ha glossat només els aspectes necessaris per fer la memòria autocontinguda, i s'ha reforçat l'exposició amb un conjunt ampli de referències bibliogràfiques. L'excel·lència de moltes d'elles fa absolutament innecesari i pretenciós l'intent de l'autor de reescriure sobre els mateixos temes amb l'ànim de fer-los entenedors. La memòria està dividida en dues parts: 1) Operadors de T-indistingibilitat (Capítols 1, 2 i 3) 2) Aplicacions al Raonament Aproximat (Capítols 4 i 5) En la primera part s'estudia qüestions relatives a l'estructura dels operadors de T-indistingibilitat. El Capítol 1 tracta dels aspectes previs: les t-normes i, sobre tot, les seves quasi-inverses. Són les operacions bàsiques sobre les que es construeixen els operadors de T-indistingibilitat. En el Capítol 2 s'estudia l'estructura del conjunt HE dels generadors d'una T-indistingibilitat E1, des del punt de vista reticular i dimensional. Finalment, el Capítol 3 està dedicat als morfismes entre operadors de T-indistingibilitat i a l'estructura dual. A la segona part es proposa un principi general de Raonament Aproximat que es basa en els operadors de T-indistingibilitat. En el Capítol 4, s'analitza les diferents formes de CRI a través d'aquest principi, i es proposa nous mecanismes d'inferència diferents de CRI (Operador Natural d'Inferència), mentre que en el Capítol 5 s'estudia l'estructura dels nous mecanismes introduïts i el seu comportament en interpolació, en presència de múltiples regles.Cada capítol s'encapçala amb una introducció en forma de sumari i amb un llistat de les aportacions de la memòria (resultats nous).

Desde su aparición a mediados de los años 60, la Teoría de Conjuntos Difusos se ha venido aplicando con éxito a la resolución de problemas en ámbitos muy diversos, que resultan difíciles de tratar con los métodos clásicos, principalmente por la presencia de incertidumbres no aleatorias en su descripción. En estos casos, el problema no tiene una solución cerrada en forma de expresión matemática, pero sí suele tenerla en forma de un conjunto de reglas expresadas en lenguaje natural y, por consiguiente, impreciso. Un ejemplo típico es el problema de conducir un automóvil.En el ámbito de la ingeniería, el núcleo de cualquier solución difusa actual es un sistema lógico difuso, encargado de obtener las salidas a partir de las entradas en un proceso de tres etapas: füzzificación, inferencia y desfuzzifícación. Hasta la fecha, la totalidad de sistemas difusos efectúan sus razonamientos basándose solamente en los valores actuales de las entradas. Ello ha dado como resultado que los sistemas de inferencia difusa sean, desde el punto de vista matemático, sistemas no lineales algebraicos. Este hecho contrasta fuertemente con el entorno en que dichos sistemas suelen emplearse. En efecto, la mayoría de aplicaciones se construyen y utilizan en entornos dinámicos, los cuales son capaces de presentar comportamientos mucho más complejos que los sistemas estáticos. Cabe entonces preguntarse si el uso de sistemas difusos dinámicos -es decir, aquellos en que sus salidas dependan no sólo de los valores presentes de las entradas sino también de los pasados-, aportaría mejoras respecto a las soluciones difusas actuales.En esta tesis se ha desarrollado una metodología para incorporar conceptos temporales difusos a los sistemas de inferencia difusa tradicionales. Para ello se ha propuesto una forma simple y eficaz de representar los citados conceptos en un entorno de ingeniería. Posteriormente se ha mostrado cómo introducirlos en las reglas difusas tradicionales, y se ha desarrollado un algoritmo para efectuar la inferencia en esta nueva situación. Se obtienen finalmente dos algoritmos distintos para dos casos diferenciados, pero ambas expresiones presentan la interesante propiedad de poder interpretarse como una convolución, tradicional en uno de los casos y una nueva forma que hemos denominado convolution difusa para el otro caso. Estas expresiones se pueden realizar por tanto de una forma muy elegante mediante circuitos analógicos o digitales.La metodología desarrollada requiere que los conceptos temporales difusos que se manejan deban realizarse mediante la respuesta impulsional de un circuito lineal. Ello remite al problema del diseño de filtros desde el punto de vista temporal, mucho menos estudiado que desde el punto de vista frecuencial. A resultas de ello se dedica una parte de la presente tesis a establecer las pautas a seguir en el proceso de diseño de dichos filtros, valiéndose de técnicas de aproximación y de optimización. Finalmente se presentan un ejemplo de aplicación, de interés tanto teórico como práctico. En él se presenta un sistema de reconocimiento simple de comandos verbales, basado en las técnicas propuestas en la presente tesis. Los resultados obtenidos han mostrado que con una estructura muy simple es posible obtener una discriminación más que suficiente entre las órdenes programadas, con la ventaja que presenta el realizar el sistema de forma totalmente analógica.

Esta dissertação de mestrado apresenta um novo algoritmo de seleção de relays utilizando lógica fuzzy. O algoritmo proposto é distribuído, ao ser processado independentemente em cada nó dispensando a necessidade de uma entidade central, e multiobjetivo, visto que ele busca maximizar tanto o tempo de vida da rede como a vazão fim-a-fim. O novo método leva em conta o estado do canal instantâneo do canal relay-destino e a energia residual da bateria do nó. Como resultado, o algoritmo atribui um grau de relevância a cada candidato a relay, de forma que o nó com maior relevância é escolhido para retransmitir a mensagem proveniente da fonte. Os resultados mostram que um aumento considerável no tempo de vida de rede pode ser obtido sem comprometer a vazão fim-a-fim. / In this master thesis we present a new relay selection algorithm using fuzzy logic. The proposed algorithm is distributed, runs independently at each node, not requiring a central entity for coordination, and is multi-objective, since it aims to maximize both network lifetime and end-to-end throughput. The new method takes into account the instantaneous channel state of the relay-destination link and the residual energy of the node battery. As a result, the algorithm assigns a degree of relevance to each relay, such that the with a higher relevance is chosen to forward the source message. Results show that a considerable increase in the network lifetime can be obtained without compromising the end-to-end throughput.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Knowledge of the main diffuse sources of sediment can enhance efficiency in the use of public resources invested in soil conservation management strategies. Conventional fingerprinting methods based on geochemical composition are time-consuming and require critical preliminary sample preparation. In this context, spectroscopic methods can be less labor-intensive, cheap, and viable alternative for this purpose. The present study aimed to quantify the sediment sources supplied to rivers in agricultural catchments of Rio Grande do Sul State, Brazil, and to evaluate the potential use of spectroscopy measurements as a low cost and easy alternative to fingerprint sediment sources. Five study areas with increased size (Arvorezinha, Júlio de Castilhos 1, Júlio de Castilhos 2, Conceição, and Guaporé, with areas of 1.19, 0.80, 1.43, 804.3, and 2,027.2 km2, respectively) were evaluated. Sediment sources evaluated were crop fields, grasslands, unpaved roads, and stream channels. Sediment sampling strategies included time-integrated samplers, fine-bed sediments, and storm-event sediments. The total concentrations of several geochemical tracers were measured in both sediment and source samples. Spectral measurements were made for ultraviolet-visible, near-infrared, and mid-infrared ranges only for the Arvorezinha catchment. Source ascriptions obtained by alternative methods based on spectroscopy analysis were in agreement with ascriptions from classical fingerprinting method based on geochemical composition. Spectral information can provide as relevant information as the geochemical tracers. Furthermore, combining visible-based-colour with geochemical tracers was a rapid and cheap way to enhance discrimination between source types and to improve the precision of sediment sources apportionment. Results of sediment source apportionment demonstrate that other factors than proportion of land use, such as distribution of croplands, forests, and unpaved roads across the landscape play an important role in sediment production. Riparian forests seems to be a key factor to control stream channel erosion. The sediment yielded from unpaved roads seems to be strongly scale-related and it depends on the number of intersections between roads the stream network. Crop fields, even when cultivated with no-tillage, are still the main source of sediment to rivers in agricultural catchments in Southern Brazil. The amount of cropland specific sediment yield ranged from 0.06 to 3.95 ton ha 1 yr 1. These variations are partly attributed to the relief and slope, but land use and soil management are also important control factors. The cropland specific sediment yield remains too high for areas with low sensitivity to erosion where no-tillage is applied, as in Conceição catchment (1.30 ton ha 1 of cropland yr 1), indicating that additional efforts are necessary to further reduce soil erosion. Therefore, there is an urgent need to better plan land use and cover in these catchments, inasmuch as the soil management systems used by farmers proved to be inefficient to reduce runoff and erosion in cultivated areas of Southern Brazil. / Knowledge of the main diffuse sources of sediment can enhance efficiency in the use of public resources invested in soil conservation management strategies. Conventional fingerprinting methods based on geochemical composition are time-consuming and require critical preliminary sample preparation. In this context, spectroscopic methods can be less labor-intensive, cheap, and viable alternative for this purpose. The present study aimed to quantify the sediment sources supplied to rivers in agricultural catchments of Rio Grande do Sul State, Brazil, and to evaluate the potential use of spectroscopy measurements as a low cost and easy alternative to fingerprint sediment sources. Five study areas with increased size (Arvorezinha, Júlio de Castilhos 1, Júlio de Castilhos 2, Conceição, and Guaporé, with areas of 1.19, 0.80, 1.43, 804.3, and 2,027.2 km2, respectively) were evaluated. Sediment sources evaluated were crop fields, grasslands, unpaved roads, and stream channels. Sediment sampling strategies included time-integrated samplers, fine-bed sediments, and storm-event sediments. The total concentrations of several geochemical tracers were measured in both sediment and source samples. Spectral measurements were made for ultraviolet-visible, near-infrared, and mid-infrared ranges only for the Arvorezinha catchment. Source ascriptions obtained by alternative methods based on spectroscopy analysis were in agreement with ascriptions from classical fingerprinting method based on geochemical composition. Spectral information can provide as relevant information as the geochemical tracers. Furthermore, combining visible-based-colour with geochemical tracers was a rapid and cheap way to enhance discrimination between source types and to improve the precision of sediment sources apportionment. Results of sediment source apportionment demonstrate that other factors than proportion of land use, such as distribution of croplands, forests, and unpaved roads across the landscape play an important role in sediment production. Riparian forests seems to be a key factor to control stream channel erosion. The sediment yielded from unpaved roads seems to be strongly scale-related and it depends on the number of intersections between roads the stream network. Crop fields, even when cultivated with no-tillage, are still the main source of sediment to rivers in agricultural catchments in Southern Brazil. The amount of cropland specific sediment yield ranged from 0.06 to 3.95 ton ha 1 yr 1. These variations are partly attributed to the relief and slope, but land use and soil management are also important control factors. The cropland specific sediment yield remains too high for areas with low sensitivity to erosion where no-tillage is applied, as in Conceição catchment (1.30 ton ha 1 of cropland yr 1), indicating that additional efforts are necessary to further reduce soil erosion. Therefore, there is an urgent need to better plan land use and cover in these catchments, inasmuch as the soil management systems used by farmers proved to be inefficient to reduce runoff and erosion in cultivated areas of Southern Brazil.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-17T00:27:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T21:24:04Z : No. of bitstreams: 1 106549.pdf: 11541153 bytes, checksum: 7575f2206b683c6693ce7160231badbb (MD5) / Esta dissertação trata da descrição, projeto e implementação de metodologias da inteligência computacional em identificação e controle de processos, em escala laboratorial, com propósito ao tratamento adequado das restrições e dos requisitos exigidos no projeto de sistemas. As metodologias da inteligência computacional utilizados são: lógica nebulosa, computação evolucionária, redes neurais artificiais, "simulated annealing" e sistemas híbridos inteligentes.

Submitted by TIAGO AUGUSTO CATELANI null (catelani@iq.unesp.br) on 2017-04-11T23:37:42Z No. of bitstreams: 1 Tese Tiago A Catelani.pdf: 3138334 bytes, checksum: 87665ace47983c66933596b1b65257de (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-17T19:52:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 catelani_ta_dr_araiq_par.pdf: 755424 bytes, checksum: 59bc8c4da5b9a089434438453fb79596 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-17T19:52:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 catelani_ta_dr_araiq_par.pdf: 755424 bytes, checksum: 59bc8c4da5b9a089434438453fb79596 (MD5) Previous issue date: 2017-03-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho tem por objetivo apresentar as metodologias desenvolvidas para a determinação de taninos hidrolisáveis, teor de compostos antioxidantes e conteúdo de aminoácidos totais em mel, café e suplementos de academia, respectivamente, empregando reflectância difusa, infravermelho próximo e análise por imagens como técnicas analíticas. Os métodos reflectométricos foram baseados em reações clássicas descritas na literatura, realizadas utilizando papel de filtro com barreiras hidrofóbicas como suporte sólido. Os modelos para determinação de compostos antioxidantes em amostras de café foram construídos a partir de medidas realizadas em espectrofotômetro NIR, aplicando modelos quimiométricos para quantificação. Para a determinação de aminoácidos totais em suplementos de academia, a determinação foi realizada utilizando duas técnicas: reflectância difusa e análise por imagens, a primeira seguiu o mesmo procedimento que os demais métodos reflectométricos, com o adicional do uso de um dispositivo USB, utilizado como fonte de aquecimento para a promoção da reação entre o analito e o reagente cromogênico, e a segunda baseou-se na análise de fotografias tiradas a partir de um aparelho celular com flash automático, e no uso do software ImageJ para a obtenção dos valores de absorbância. Em todos os métodos desenvolvidos foram realizados planejamentos experimentais para a otimização das variáveis. A determinação de taninos hidrolisáveis em amostras de mel foi realizada através da reação entre o analito (tanino hidrolisável) e o reagente cromogênico KIO3 (iodato de potássio), em meio de tampão acetato (pH 4,75), papel de filtro com barreiras hidrofóbicas, formando um produto colorido mensurável por reflectância difusa em 525 nm. O planejamento experimental empregado forneceu como volume ótimo para cada reagente 10 µL e as concentrações otimizadas de 3,1 x 104 mg L-1 de KIO3 e pH 4,75. Os limites de detecção (LOD) e quantificação (LOQ) obtidos foram respectivamente 12,2 e 40,8 mg L-1. A determinação de compostos antioxidantes em café foi realizada em funçao da quantificação de compostos fenólicos e flavonóides totais, além da determinação direta da capacidade antioxidante total, utilizando espectros de infravermelho próximo (NIR) para a construção de modelos quimiométricos capazes de predizer o comportamento de cada variável dentro do sistema. Os modelos construídos foram confrontados com valores de concentrações reais obtidos através da aplicação de um método espectrofotométrico comparativo para cada propriedade. A principal vantagem da utilização da técnica NIR aplicando a quimiometria é a não necessidade de etapas de tratamento das amostras e também por se tratar de uma técnica não invasiva, preservando a integridade final da amostra. Foram obtidos bons resultados na separação das amostras através de modelos quimiométricos utilizando PCA (Principal Component Analysis) e quantificação dos analitos através de modelos PLS (Partial Least Squares). O método na determinação do conteúdo de aminoácidos em amostras de suplementos de academia mostrou-se rápido para a determinação, através do uso da reação entre os analitos (aminoácidos) e o reagente cromogênico ninidrina. Foram desenvolvidas duas metodologias para a determinação: reflectância difusa associada com spot test com barreiras hidrofóbicas e análise por imagem, formando, em ambos os casos, um produto colorido (púrpura de Ruhmann) mensurado em 570 nm. O método de análise por imagem digital apresentou maior sensibilidade, porém esse não é um parâmetro importante para a comparação de metodologias, nesse caso, pois o teor de aminoácido nas amostras analisadas era elevado. O uso das barreiras hidrofóbicas permitiu a obtenção de um produto final mais homogêneo e com baixos valores de desvios nas triplicatas, aumentando a sensibilidade quando comparada com determinações por reflectância difusa na ausência das barreiras. A utilização do dispositivo USB na técnica de reflectância difusa proporcionou uma maior portabilidade ao método desenvolvido e uma maior rapidez na obtenção dos resultados. Os resultados obtidos foram satisfatórios para os dois métodos desenvolvidos e com relação aos resíduos finais, todos os quatro métodos desenvolvidos no decorrer do trabalho apresentaram valores negligenciáveis de formação de resíduos, característica de métodos ambientalmente amigáveis. / This study aims to present methodologies developed for the determination of hydrolysable tannin content of antioxidant compounds and content of total amino acids in honey, coffee and health supplements, in that order, using diffuse reflectance near infrared and analysis images as analytical techniques. The reflectométricos methods are based on classical reactions described in the literature conducted using filter paper as barriers hydrophobic solid support. The method for the determination of antioxidant compounds in coffee samples was constructed from measurements NIR spectrophotometer, applying chemometric models for quantification. For the determination of total amino acids in health supplements, the determination was carried out using two techniques: diffuse reflectance and analysis of images, the first followed the same procedure as the other reflectometric methods and the second was based on analysis of photographs taken from a mobile device with automatic flash, by using the ImageJ software for obtaining absorbance data. For all the methods developed experimental design for the optimization of the variables were performed. Determination of hydrolyzable tannins in honey samples was performed by reaction between the analyte (hydrolyzable tannin) and KIO3 chromogenic reagent (potassium iodate), among acetate buffer (pH 4.75) in barrier filter paper hydrophobic, forming a colorful measurable product by diffuse reflectance at 525 nm. The experimental design provided as great volume for each reagent 10 L and concentrations optimized 3.1 x 104 mg L-1 KIO3 and pH 4.75. The Limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) were obtained respectively 12,2 and 40,8 mg L-1. The determination of antioxidant compounds in coffee was performed by quantification of phenolic and flavonoids, as well as direct determination of total antioxidant capacity using infrared spectra close (NIR) to build chemometric models capable of predicting the behavior of each variable within of the system. The models developed were compared with actual concentration values obtained by applying a comparative spectrophotometric method for each composition. The main advantage of the use of techniques such as NIR applying chemometrics is the need for treatment steps of the samples and also because it is a non-invasive technique, preserving the final integrity of the sample. Good results were obtained for the separation of samples through chemometric models using PCA (Principal Component Analysis) and quantification of analytes through PLS (Partial Least Squares) models. The method for the determination of amino acid content in samples of gymnasium supplements was shown to be rapid for the determination through the use of the reaction between the analytes (amino acids) and the chromogenic reagent ninhydrin. Two methodologies were used for the determination: diffuse reflectance associated with spot test with hydrophobic barriers and image analysis, in both cases, a color product (Ruhmann purple) measured at 570 nm. The digital image analysis method presented higher sensitivity, but this is not an important parameter for the comparison of methodologies, in this case, since the amino acid content in the samples analyzed was high. The use of the hydrophobic barriers allowed the obtaining of a more homogeneous final product with low values of deviations in the triplicates, increasing the sensitivity when compared with determinations by diffuse reflectance in the absence of the barriers. The results obtained were satisfactory for the two methods developed and in relation to the final residues, all four methods developed in the course of the work presented negligible residue formation values. / CNPq: 140980/2013-0