A restrição de sal na dieta está associada com resistência à ação da insulina e obesidade. O mecanismo molecular pelo qual a dieta hipossódica (HO) pode induzir resistência à insulina e obesidade não está totalmente compreendido. O objetivo do presente estudo foi avaliar a influência da ingestão crônica de sal sobre o peso corporal (PC), sinalização da insulina no fígado, músculo e tecido adiposo branco (TAB) e sua associação com adiposidade e resistência à insulina. Com esta finalidade, ratos Wistar foram alimentados com dieta HO, normossódica (NR) ou hipersódica (HR) desde o desmame. O PC foi avaliado desde o desmame. Ao completarem 12 semanas de vida, foram avaliados pressão arterial, balanço energético, consumo de ração, glicemia, angiotensina II (ANGIO II) plasmática e perfil hormonal. A atividade motora espontânea foi estudada em ratos com 8 e 12 semanas. A sensibilidade à insulina foi analisada pelo índice de HOMA. A expressão da proteína desacopladora mitocondrial 1 (UPC-1) foi quantificada no tecido adiposo marrom (TAM) e o conteúdo de ANGIO II no TAM, TAB e hipotálamo. As etapas iniciais da sinalização da insulina foram avaliadas por imunoprecipitação e immunoblotting das proteínas envolvidas como o receptor da insulina (IR), substrato 1 e 2 do IR (IRS-1 e IRS-2), enzima fosfatidilinositol 3 – quinase (PI-3q), proteína quinase B (Akt/PKB), ativação da proteína c-jun NH2-terminal quinase (JNK) e fosforilação em serina 307 do IRS-1. O PC no desmame foi semelhante entre os grupos de dieta. No entanto, na idade adulta os ratos em dieta HO apresentaram maior PC, adiposidade visceral, glicemia e insulinemia de jejum, concentração de ANGIO II plasmática e aumento do conteúdo de ANGIO II no TAM. Por outro lado, nestes mesmos animais a dieta HO diminuiu o consumo de ração, o gasto energético, a expressão da proteína UCP-1, adiponectina plasmática e o conteúdo de ANGIO II no TAB. A atividade motora não foi diferente entre os grupos estudados. A dieta HO diminuiu a via IR/PI-3q/Akt/Foxo1 de sinalização da insulina no fígado e músculo. Por outro lado, parte desta via (IRS-2/Akt/Foxo1) mostrou-se aumentada no TAB. No fígado e músculo houve um aumento da fosforilação da proteína JNK associada com maior fosforilação do IRS-1ser307 no grupo HO. Em conclusão, a restrição ou sobrecarga crônica de sal altera a evolução ponderal associada com modificações no balanço energético e no perfil hormonal na idade adulta. A resistência à insulina induzida pela dieta HO é tecido-específico e foi acompanhada por uma ativação da proteína JNK e um aumento da fosforilação dos resíduos de serina 307 do IRS-1. / Restriction of sodium chloride intake has been associated with insulin resistance (INS-R) and obesity. The molecular mechanisms by which the low salt diet (LSD) can induce INS-R and obesity have not yet been established.The aim of the present study was to evaluate the influences of salt intake on body weight (BW) and on insulin signaling in liver, muscle and white adipose tissue (WAT). Wistar rats were fed a LSD, normal (NSD), or high (HSD) salt diet since weaning. At 12 weeks of age, BW, blood pressure(BP),energy balance, food intake, plasma glucose and angiotesin II (ANGIO II), and hormonal profile were evaluated. Afterward, motor activity, HOMA index, uncoupling protein 1 expression (UCP-1) and tissue adipose ANGIO II content was determined. The early steps of insulin signaling (IR: insulin receptor, IRS-1 and IRS-2: IR substrate 1 and 2, PI-3K: phosphatidylinositol 3-kinase), Akt (protein kinase B) phosphorylation, JNK (c-jun NH2-terminal kinase) activation and IRS-1ser307 (serine 307 of IRS-1) phosphorylation were evaluated by immunoprecipitation and immunoblotting. LSD increased BW, visceral adiposity, blood glucose, insulin, leptin, plasma ANGIO II and its content in BAT. Otherwise, LSD decreased food intake, energy expenditure, UCP-1 expression, adiponectin and ANGIO II content in WAT. Motor activity was not influenced by the dietary salt content. In LSD, a decreasing in IR/PI-3K/Akt/Foxo1 was observed in liver and muscle and an increase in this pathway was showed in adipose tissue. JNK activity and IRS-1ser307 phosphorylation were higher in liver and muscle. In conclusion, LSD induced obesity and insulin resistance due to changes in energy expenditure, SRA and insulin signaling. The INS-R is tissuespecific and is accompanied by JNK activation and IRS-1ser307 phosphorylation.

Estudos realizados em nosso laboratório encontraram que o aumento do conteúdo corporal de ácidos graxos N3, pela produção endógena via modificação genética, protege camundongos do ganho de peso corporal e obesidade induzida por dieta hiperlipídica. Objetivo: Investigar os mecanismos pelos quais o óleo de peixecontrola o balanço energético de camundongos C57BL6/J e UCP1selvagens e Knockout (KO) protegendo do desenvolvimento da obesidade induzida por dieta, com ênfase nos processos termogênicos dependentes e independentes da UCP1. Materiais e Métodos: Protocolo 1- Camundongos C57BL6/J alimentados por 8 semanas com dieta normal (DN) contendo 10% de lipídeos oriundos do óleo de soja e banha de porco, dieta normal N3 (DNN3) contendo 10% de lipídeos oriundos do óleo de soja e óleo de peixe, dieta hiperlipídica (HFD) contendo 60% de lipídeos oriundos do óleo de soja e banha de porco e dieta hiperlipídica (HFDN3) contendo 60% de lipídeos oriundos do óleo de soja e óleo de peixe foram avaliados para o peso corporal, a eficiência energética, a ingestão alimentar, a calorimetria indireta, a adiposidade, a tolerância à glicose e à insulina, o consumo de oxigênio tecidual e a análise lipidômica do tecido adiposo inguinal (TAI) e marrom (TAM). Protocolo 2- Camundongos selvagens e Knockout para a UCP1 alimentados por 8 semanas com dieta (HFD) e (HFDN3) foram avaliados para o peso corporal, a eficiência energética, a ingestão alimentar, a calorimetria indireta, a adiposidade, a tolerância à glicose, e o consumo de oxigênio tecidual. Resultados: Protocolo 1- Não houve diferenças significativas no ganho de peso, adiposidade, ingestão alimentar, consumo de oxigênio e tolerância à glicose entre camundongos C57BL6/J alimentados com as dietas DN e DNN3. Entretanto, aqueles alimentados com dieta HFDN3, apresentaram reduzido ganho de peso corporal, massa dos tecidos adiposos e eficiência energética quando comparados a camundongos alimentados com dieta HFD. Esses efeitos aconteceram na ausência de alterações significativas na ingestão alimentar medida tanto em gramas quanto em Kcal entre esses grupos. Corroborando a menor eficiência energética, camundongos C57BL6/J alimentados com dieta HFDN3 apresentaram maior consumo de oxigênio e similar atividade locomotora espontânea que camundongos alimentados com dieta HFD. Demonstramos que o consumo de oxigênio do TAI foi maior no grupo HFDN3 quando comparado ao grupo HFD. Por fim, a análise lipidômica do TAI e TAM revelou que a principal modificação ocorreu no enriquecimento dos triacilgliceróis (TAG) desses tecidos, sobretudo um aumento de ácidos graxos altamente insaturados (HUFA) nos TAG de camundongos alimentados com dieta HFDN3. Protocolo 2- Demonstramos que a dieta HFDN3 protege os camundongos UCP1 KO contra o ganho de peso corporal, aumenta o gasto energético e melhora à tolerância à glicose de maneira independente da UCP1. Além disso, observamos que o grupo UCP1 KO HFD aumentou a massa do TAM quando comparado aos outros grupos. Conclusão: A substituição da banha de porco pelo óleo de peixe na dieta aumenta o gasto energético de camundongos reduzindo o ganho de peso corporal e a adiposidade de maneira independente da UCP1. Digno de nota, o enriquecimento dos TAG com HUFA, pode ser um importante fenótipo para respostas observadas no balanço energético do grupo HFDN3 de ambos os protocolos. Acreditamos, em parte, que uma alta mobilização dos HUFA para a beta-oxidação possa estar acontecendo em paralelo com a ativação de vias alternativas de gasto energético. Os mecanismos responsáveis por estas ações serão investigados futuramente. / We have previously shown that diet-induced obesity is prevented by increasing N3 fatty acids content in the body of mice through genetic modification. Aim: In the present study, we investigated the mechanisms by which the fish oil control the energy balance protecting mice from diet-induced obesity, with emphasis at shivering and non-shivering thermogenesis. Materials and Methods: Protocol 1- C57BL6/J mice were fed during 8 weeks with normal diet (DN) containing 10% of lipids from soy oil and lard, normal diet N3 (DNN3) containing 10% of lipids from soy and fish oils, high fat diet (HFD) 60% of lipids from soy oil and lard and high fat diet (HFDN3) containing 60% of lipids from soy and fish oils. The evaluated parameters were body weight, energy efficiency, food intake, indirect calorimetry, adiposity, glucose and insulin tolerance, tissue oxygen consumption and lipidomic analysis of the white adipose tissue (WAT) and brown adipose tissue (BAT). Protocol 2- Wild type (WT) and UCP1 knockout (KO) mice were fed during 8 weeks with HFD and HFDN3. In Protocol 2, body weight, energy efficiency, food intake, indirect calorimetry, adiposity, glucose tolerance and tissue oxygen consumption were evaluated. Results: Protocol 1- No significant differences were observed in body weight, adiposity, food intake, oxygen consumption and glucose tolerance between mice fed with DN and DNN3. Mice fed with HFDN3, however, displayed reduced body weight gain, epididimal, inguinal and retroperitoneal adipose tissue masses, and energy efficiency when compared to mice fed with HFD. These effects occurred in the absence of significant alterations in food intake measured in grams and Kcal. Corroborating the decrease in energy efficiency, C57BL6/J mice fed with HFDN3 have increased oxygen consumption, but similar spontaneous locomotor activity when compared to mice fed with HFD. We show that oxygen consumption in the WAT in mice fed with HFDN3 was higher than in mice fed with HFD. Finally, the lipidomics analysis in both WAT and BAT revealed an enrichment of the triacylglycerol (TAG) linked to highly unsaturated fatty acids (HUFA, 46 double bonds) in mice fed with HFDN3. Protocol 2- The HFDN3 protects both WT and UCP1 KO groups from body weight gain, increases energy expenditure, and improves glucose tolerance. Moreover, we observe that UCP1 KO HFD group increased the weight of the TAM relative to the other groups. Conclusion: Our results indicate that replacement of lard by fish oil in the diet of mice increases energy expenditure independently of UCP1, decreasing the gain in body weight and adiposity in both protocols. To account for these findings, a model based on the higher mobilization of TAG linked to HUFA for beta-oxidation (relative to less unsaturated moieties) and activation of alternative mechanisms of energy expenditure are proposed to explain the lean phenotype of mice fed with HFDN3. This and other mechanisms of energy expenditure, however, require further investigations.

[pt] Com a assinatura da Lei 11.097 de 13 de Janeiro de 2005, o Biodiesel fica introduzido na matriz energética brasileira. Até o fim de 2007, a mistura deste biocombustível ao diesel mineral, derivado do petróleo, é voluntária pelas distribuidoras de combustíveis. A partir de Janeiro de 2008, todo o óleo diesel será comercializado obrigatoriamente com 2% de Biodiesel misturado e, a partir de 2013 a mistura deverá conter 5% de Biodiesel. O mercado potencial de Biodiesel para esta meta de 2008 é de aproximadamente 800 mil toneladas anuais. Revela-se, portanto, um enorme esforço de todas as esferas interessadas neste mercado: instituições de ensino e pesquisa, agro-indústrias, indústrias ligadas ao setor energético, entre outras, com objetivo de se atingir a meta estipulada pela Lei. Como parte deste esforço, no presente trabalho foram levantados aspectos técnicos, econômicos, sociais e ambientais sobre a implementação do programa de implementação do Biodiesel na matriz energética brasileira, visando identificar os prós e contras da utilização deste biocombustível. Um modelo de análise termodinâmica de uma usina termelétrica foi desenvolvido para descrever o comportamento de motores ciclo diesel de grande porte operando com 4 tipos diferentes de Óleo Combustível e 5 tipos de Biodiesel. / [en] With the Federal Act number 11.097, from January 13, 2005, Biodiesel is introduced in the Brazilian energy matrix. To the end of 2007, a voluntary mixture of this fuel to mineral diesel oil can be prepared by fuel distributors. From January 2008, diesel oil will have to be commercialized with 2% of Biodiesel. This percentage is to be increased to 5% by 2013. The goal for 2008 means, approximately, 800 thousand ton of Biodiesel annually. All parts involved, universities, research institutes, agro business and energy industries, among others, have been putting a great deal of effort to meet the target set by Federal Government. The present work is a small contribution to this effort. Technical, economical, social and environmental aspects of the problem have been taking into account in the present study, in order to identify pros and cons of the utilization of Biodiesel. A simple thermodynamic model of a thermal-electric power plant was developed to predict the behavior of a large capacity diesel engine operating with conventional fuel (four different types of fuel oil) and with Biodiesel.

Die Implementierung und Anwendung von Soil-Vegetation-Atmosphere-Transport-Modellen (SVAT) in der Landwirtschaft erfordert die Kenntnis der aerodynamischen Eigenschaften der Unterlage. Diese sind die Verschiebungslänge d, die Rauhigkeitslänge z0 und weitere Parameter welche den Effekt der Rauhigkeitsschicht unmittelbar über dem Pflanzenbestand beschreiben, wie die Schichthöhen für den Transfer von Impuls Zm* und Skalaren Zs*. Umfangreiche Literaturangaben über einen weiten Bereich von Bestandsmerkmalen wurden zur Entwicklung und Ableitung neuer Schätzfunktionen der genannten Parameter genutzt. Ein neues Modell wird für d als Funktion der Bestandeshöhe hc und dem Plant Area Index PAI vorgeschlagen. Ein semi¬empirisches Vorhersagemodell wird für die Längenskale Ls in Abhängigkeit von hc, PAI, der relativen Kronenhöhe und dem mittleren Abstand zwischen Rauhigkeitselementen entwickelt. Mit Schätzwerten für d, Ls, Zm* und anderen Inputs wurde eine Gleichung für z0 entwickelt und geprüft. Unter Berücksichtigung der Rauhigkeitsschicht werden geschlossene analytische Lösungen für die Schubspannungsgeschwindigkeit, das Windprofil und den aerodynamischen Widerstand präsentiert. Es wird ein Energiebilanzmodell für teilweise mit Folien bedeckten Erddämmen vorgestellt. Bekannte Vorgehensweisen aus der Literatur wurden hinsichtlich der Effekte des peripheren Strahlungsanteils der Sonne, der Modifizierung des kurzwelligen und langwelligen Strahlungstransfers durch den Damm selbst und der winkelabhängigen Transmission und Reflexion von Folien erweitert. Nur 3 Parameter mussten aus stündlichen Messwerten der Bodentemperatur über einen Monat bestimmt werden. Beim Gesamttest des Modells zeigte sich eine mittlere quadratische Abweichung zwischen Simulationen und Messungen der Dammtemperatur von 1.5-1.9 K in Abhängigkeit vom Standort. Testsimulationen zeigten, dass für strahlungsundurchlässige Folien eine präzise Darstellung der winkelabhängigen Reflexion nicht notwendig ist. Für transparente Folien sind zur Beschreibung von Transmission und Reflexion auch einfache Ansätze ausreichend. Nur wenige Inputs sind zur Simulation erforderlich wie die Gehalte an Humus, Sand und Ton, die Dammgeometrie und die Transmissions- und Reflexionsgrade der eingesetzten Folien. / Implementation and application of Soil Vegetation Atmosphere Transport Models (SVAT) in agriculture require knowledge of aerodynamic properties of the exchanging surface. These are the zero plane displacement d, the roughness length for momentum z0, and additional parameters describing the roughness layer just above the canopy as the height of the roughness layer for momentum and scalars (Zm*, Zs*), and parameters of the modified diffusivity profile functions. Several data summaries from the literature on aerodynamic properties over a broad range of plant canopies are used to develop and test predictive models for a number of needed aerodynamic parameters. A new model for d is presented as a function of canopy height hc and Plant Area Index PAI. A semi-empirical equation for the canopy length scale Ls is derived from hc, PAI, fractional crown height, and inter-element spacing of roughness elements. Having estimates of d, Ls, Zm* and other inputs one can derive predictive equations for z0. Closed form analytical expressions are given for the friction velocity, the horizontal wind speed profile and the aerodynamic resistance, which account for both stability and roughness layer effects. An energy balance model for a two-dimensional ridge surface partly covered by a plastic mulch is presented. Previous approaches are modified and extended to include (1) the circumsolar part of diffuse radiation and (2) the altered interception of diffuse short- and long-wave radiation due to horizon obstructions and surface slope and (3) the directional dependence of transmissivity and reflectivity of plastic mulches. Only three parameters had to be estimated from data taken over one month at one site. Overall, simulated data fitted with the whole data set on soil temperatures, with root mean square errors of 1.5 K and 1.9 K for both sites, respectively. Test simulations established that for opaque plastics, detailed analysis of directional radiative properties is not necessary, and for transparent plastics, rather simpler approaches are sufficient. Only a few inputs have to be provided to apply the model: the soil humus content and texture, the shape of the ridge, and the transmissivities and reflectivities of the used plastic mulches in the short-wave and long-wave range.

In this dissertation, certain problems of stochastic optimal control and relevant analysis of random vibrations are considered. Dynamic Programming approach is used to find an optimal control law for a linear single-degree-of-freedom system subjected to Gaussian white-noise excitation. To minimize a system's mean response energy, a bounded in magnitude control force is applied. This approach reduces the problem of finding the optimal control law to a problem of finding a solution to the Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) partial differential equation. A solution to this partial differential equation (PDE) is obtained by developed 'hybrid' solution method. The application of bounded in magnitude control law will always introduce a certain type of nonlinearity into the system's stochastic equation of motion. These systems may be analyzed by the Energy Balance method, which introduced and developed in this dissertation. Comparison of analytical results obtained by the Energy Balance method and by stochastic averaging method with numerical results is provided. The comparison of results indicates that the Energy Balance method is more accurate than the well-known stochastic averaging method.

O Brasil possui atualmente o maior rebanho comercial bovino do mundo com aproximadamente 205 milhões de animais, o setor apresenta grande importância econômica no Brasil, representando 6,73% do PIB, além da sua importância nas exportações e na geração de empregos. Entretanto, uma das dificuldades enfrentadas são a sazonalidade das forrageiras, devido à fenologia das plantas e as condições de clima no decorrer do ano, a produção de forragens nas áreas de pastagens é estacional, tal fato leva a necessidade de se conservar alimento para suprir a demanda do rebanho. A silagem é uma das alternativas na conservação de forrageiras e sua qualidade depende, entre outros fatores, do processo de colheita, onde eficiência e agilidade são proporcionadas pela mecanização. Nesse aspecto, o planejamento e conhecimento do sistema de colheita das culturas destinadas à silagem ou fornecimento in natura tornam-se indispensável para o sistema de pecuária bovina. Esta busca por menores custos e obtenção de melhorias ao sistema produtivo, pode ser alcançada pela de gestão e à administração empresarial. A avaliação no âmbito econômico e energética se torna importante, para o sucesso da atividade. Devido aos altos custos dos sistemas produtivos agrícolas, as operações mecanizadas representam um ponto estratégico para o desenvolvimento de técnicas de otimização econômica e redução do gasto energético. O presente estudo foi conduzido nos municípios de Piracicaba-SP e Castro-PR em áreas de produção de milho e cana-de-açúcar, com o objetivo de: avaliar o desempenho econômico e energético de quatro conjuntos mecanizados; o primeiro conjunto mecanizado avaliado foi um trator com potência de 55,2 kW e uma colhedora de forragens de arrasto com capacidade de colher uma fileira, o segundo avaliou um trator com potência de 62,5 kW e uma colhedora com capacidade de colher duas fileiras, o terceiro cenário foi avaliado uma colhedora autopropelida com potência de 334,6 kW e plataforma com 6 metros de comprimento o quarto conjunto avaliado para a colheita de cana-de-açúcar e utilizou-se um trator com potência de 91,4 kW e uma colhedora com capacidade de colher 1 fileira da cultura. Calcularam-se parâmetros de ordem econômica como; o custo horário, operacional e o custo de biomassa colhida, assim como determinaram-se a demanda energética para a colheita dessas forrageiras. Em relação à composição do custo para as máquinas tracionadas, o combustível foi o componente com maior participação, seguido pela mão-de-obra, já para a máquina autopropelida houve uma inversão, pois a depreciação foi o maior componente do custo horário. O custo da tonelada de biomassa colhida pela colhedora autopropelida apresentou menor custo em relação a todas as outras. O componente com maior participação na demanda energética, para os quatro conjuntos mecânicos avaliados foram em ordem; combustível seguido pela depreciação e mão de obra. / Brazil has currently the largest commercial cattle herd in the world with approximately 205 million animals. This sector has great economic importance in Brazil, representing 6.73% of GDP, besides its importance in exports and job creation. However, the forage presents seasonal behavior due to its phenology and climate conditions, during the year. Thus, its production in pasturelands is concentrated in the rainy period, and this fact leads to the necessity of forage conservation in order to supply the herd consumption demand. Silage is an alternative for the forage preservation and its quality depends, among other factors, on the harvesting process, for which field efficiency and work speed are provided by mechanization. So, planning and knowing about harvesting system either for silage or for supplying it in natura are essential for meat production. The search for lower costs and for improvements in the production system can be fulfilled through management. The assessment in the economic and energy terms becomes important for the success of the activity, due to the high costs of agricultural production systems; mechanized operations, representing a strategic point for adopting optimization techniques to reduce the economic and energy expenditure. This study was conducted in areas of maize and sugarcane, in order to: assess the economic and energy performance of four mechanized sets, the first mechanized set was assessed 1) tractor with power of 55.2 kW and a forage harvester trawl ability to harvest a row, 2) tractor with a rated power of 62.5 kW and a harvester capable of harvesting two rows, 3) self-harvester propelled with an output of 334.6 kW and platform with 6 feet long rated,and 4) tractor with a power of 91.4 kW and a harvester for one row of sugarcane. Economical parameters such as: the hourly and operational costs and cost of biomass harvested; besides the energy demand for harvesting forage. Regarding the composition of the cost of the tensile machine, fuel is the component with higher contribution, followed by maintenance, except for self-propelled machine, which presented depreciation as the main cost component. The cost per harvested biomass of self-propelled harvester was lowest one. For energy demand, the main demanding items were fuel, depreciation and labor, for all evaluated sets.

L'objectif de la thèse est d'étudier la valorisation des chars de biomasse. Dans ce contexte de transition énergétique, les biomasses sélectionnées sont les écales de sarrasin et de millet, assez pu étudiées jusqu'à maintenant, produites localement pour contribuer au développement de l'économie circulaire et qui ne compromettent pas une filière de valorisation connue. Dans ce travail, la valorisation matière est abordée à travers la réutilisation de ces résidus dans des procédés d'épuration catalytique de syngaz ou dépuration de biogaz pour lesquels les polluants sont respectivement les goudrons et le sulfure d'hydrogène. Des bilans énergétiques relatifs à la production de ces chars ont été établis et des indicateurs d'efficacité énergétiques ont été calculés. Pour ce faire, les chars ont été produits à 500 °C puis caractérisés par des analyses chimiques et physiques. Afin de leur conférer de meilleures propriétés poreuses nécessaires pour les applications d'épuration de gaz en lit fixe, des activations ont été réalisées à 850 °C avec du CO₂ ou de la vapeur d'eau. Les écales de sarrasin se révèlent être une biomasse assez classique et la particularité des écales de millet est de présenter des taux élevés en silicium. Si les chars de pyrolyse ont montré une efficacité faible dans l'épuration des gaz, l'activation leur ouvre de nouvelles potentialités, notamment pour les écales de sarrasin qui s'apparentent alors à des charbons actifs. Les chars des écales de sarrasin démontrent leur intérêt lorsqu'ils sont activés à la vapeur d'eau pour la purification du syngaz et ils conservent leur pouvoir calorifique (PCI) que permet d'envisager une valorisation énergétique par gazéification. Ces résultats montrent également qu'en fonction de la nature de la biomasse et du type d'activation, les objectifs de valorisation matière et énergie sont parfois incompatibles. / The aim of the thesis is to study the valorization of chars prepared from biomass wastes. In this context of energy transition, the selected biomasses are the buckwheat and millet husks since they are barely studied until now. In addition these wastes are produced locally, contribute to the developement of the circular economy and to not compromise a known value chain. In this word, material recovery is approcached through the reuse of these residues in syngaz and biogas cleaning processus in order to remove key pollutants such as tars and hydrogen sulfide, respectively. Energy balances form the prodution fo these chars have been established and energy efficiency indicators have been calculated. The chars were produced at 500 °C and then characterized by chemical and physical analysis. In order to provide them porous properties necessary for fixed-bed gas cleaning applications, activations were carried out at 850 °C with CO₂ or steam. Buckwheat husks turn out to be a fairly conventional biomass and the particularity of millet husks is to have high levels of silicon. If pyrolysis chars have shown a low efficiency in the purification of gases, activation opens up new potential for them, especially for materials from buckwheat husks, which are similar to activated carbons. When activated with steam these chars show interesting efficiency for the purification of syngas and they conserve their calorific value (LHV) which makes it possible to consider an energy recovery through gasification. Results from this study also show that depending on the nature of biomass and type of activation, the material valorization and energy recovery are sometimes incompatible.

O Brasil possui atualmente o maior rebanho comercial bovino do mundo com aproximadamente 205 milhões de animais, o setor apresenta grande importância econômica no Brasil, representando 6,73% do PIB, além da sua importância nas exportações e na geração de empregos. Entretanto, uma das dificuldades enfrentadas são a sazonalidade das forrageiras, devido à fenologia das plantas e as condições de clima no decorrer do ano, a produção de forragens nas áreas de pastagens é estacional, tal fato leva a necessidade de se conservar alimento para suprir a demanda do rebanho. A silagem é uma das alternativas na conservação de forrageiras e sua qualidade depende, entre outros fatores, do processo de colheita, onde eficiência e agilidade são proporcionadas pela mecanização. Nesse aspecto, o planejamento e conhecimento do sistema de colheita das culturas destinadas à silagem ou fornecimento in natura tornam-se indispensável para o sistema de pecuária bovina. Esta busca por menores custos e obtenção de melhorias ao sistema produtivo, pode ser alcançada pela de gestão e à administração empresarial. A avaliação no âmbito econômico e energética se torna importante, para o sucesso da atividade. Devido aos altos custos dos sistemas produtivos agrícolas, as operações mecanizadas representam um ponto estratégico para o desenvolvimento de técnicas de otimização econômica e redução do gasto energético. O presente estudo foi conduzido nos municípios de Piracicaba-SP e Castro-PR em áreas de produção de milho e cana-de-açúcar, com o objetivo de: avaliar o desempenho econômico e energético de quatro conjuntos mecanizados; o primeiro conjunto mecanizado avaliado foi um trator com potência de 55,2 kW e uma colhedora de forragens de arrasto com capacidade de colher uma fileira, o segundo avaliou um trator com potência de 62,5 kW e uma colhedora com capacidade de colher duas fileiras, o terceiro cenário foi avaliado uma colhedora autopropelida com potência de 334,6 kW e plataforma com 6 metros de comprimento o quarto conjunto avaliado para a colheita de cana-de-açúcar e utilizou-se um trator com potência de 91,4 kW e uma colhedora com capacidade de colher 1 fileira da cultura. Calcularam-se parâmetros de ordem econômica como; o custo horário, operacional e o custo de biomassa colhida, assim como determinaram-se a demanda energética para a colheita dessas forrageiras. Em relação à composição do custo para as máquinas tracionadas, o combustível foi o componente com maior participação, seguido pela mão-de-obra, já para a máquina autopropelida houve uma inversão, pois a depreciação foi o maior componente do custo horário. O custo da tonelada de biomassa colhida pela colhedora autopropelida apresentou menor custo em relação a todas as outras. O componente com maior participação na demanda energética, para os quatro conjuntos mecânicos avaliados foram em ordem; combustível seguido pela depreciação e mão de obra. / Brazil has currently the largest commercial cattle herd in the world with approximately 205 million animals. This sector has great economic importance in Brazil, representing 6.73% of GDP, besides its importance in exports and job creation. However, the forage presents seasonal behavior due to its phenology and climate conditions, during the year. Thus, its production in pasturelands is concentrated in the rainy period, and this fact leads to the necessity of forage conservation in order to supply the herd consumption demand. Silage is an alternative for the forage preservation and its quality depends, among other factors, on the harvesting process, for which field efficiency and work speed are provided by mechanization. So, planning and knowing about harvesting system either for silage or for supplying it in natura are essential for meat production. The search for lower costs and for improvements in the production system can be fulfilled through management. The assessment in the economic and energy terms becomes important for the success of the activity, due to the high costs of agricultural production systems; mechanized operations, representing a strategic point for adopting optimization techniques to reduce the economic and energy expenditure. This study was conducted in areas of maize and sugarcane, in order to: assess the economic and energy performance of four mechanized sets, the first mechanized set was assessed 1) tractor with power of 55.2 kW and a forage harvester trawl ability to harvest a row, 2) tractor with a rated power of 62.5 kW and a harvester capable of harvesting two rows, 3) self-harvester propelled with an output of 334.6 kW and platform with 6 feet long rated,and 4) tractor with a power of 91.4 kW and a harvester for one row of sugarcane. Economical parameters such as: the hourly and operational costs and cost of biomass harvested; besides the energy demand for harvesting forage. Regarding the composition of the cost of the tensile machine, fuel is the component with higher contribution, followed by maintenance, except for self-propelled machine, which presented depreciation as the main cost component. The cost per harvested biomass of self-propelled harvester was lowest one. For energy demand, the main demanding items were fuel, depreciation and labor, for all evaluated sets.

Um dos fatores que ainda retarda o uso do palhiço remanescente da colheita mecanizada para cogeração de energia é a falta de conhecimento de processos ou sistemas que viabilizem a retirada e transporte desse material até as unidades de cogeração. O objetivo desse trabalho foi estudar os desempenhos técnico, econômico e energético de uma enfardadora, em diferentes condições de distribuição de palhiço na superfície, buscando viabilizar o recolhimento do palhiço remanescente da colheita mecanizada. O ensaio foi realizado na Usina Iracema, município de Iracemápolis-SP, em área de cana-de-açúcar, colhida mecanicamente. A área foi dividida em três subáreas., com cinco repetições de 15 fardos cada. Os tratamentos utilizados foram: T1- palhiço in natura, sem enleiramento; T2- palhiço com enleiramento simples; T3- palhiço com enleiramento duplo. As principais avaliações foram: força na barra de tração, potência, velocidade efetiva, consumo de combustível, capacidades de produção e de campo efetivas, custos efetivos para o enfardamento, eficiência energética do enfardamento e potencial energético do palhiço recolhido. Os resultados mostraram que a demanda de força na barra para tracionar a enfardadora não mostrou diferenças entre os tratamentos e variou de 344,21 a 369,43 kgf, a demanda de potência exigida para o deslocamento do conjunto foi baixa podendo, dessa forma, reservar a maior parcela para o acionamento da TDP. Houve diferenças significativas nas velocidades operacionais, com valor de 4,9 km.h-1 no enfardamento sem enleiramento, 2,45 km.h-1 no enfardamento com leiras simples e 1,73 km.h-1 no enfardamento com enleiramento duplo. A capacidade de produção efetiva no tratamento T1 foi de 6,55 t.h-1, 8,1 t.h-1 no T2 e 5,81 t.h-1 no T3. A capacidade de campo efetiva foi de 7,75 t.ha-1 no T1; 9,2 t.ha-1 no T2 e 7,54 t.ha-1. O consumo horário de combustível no T1 foi de 7,86 l.h-1, no T2 foi de 7,48 l.h-1 e no T3 de 6,54 l.h-1. O consumo por tonelada de palhiço recolhido foi menor no tratamento T2 (0,92 l.t-1), seguido do T3 (1,13 l.t-1) e do T1 (1,20 l.t-1). O Tratamento T2 apresentou menor custo por tonelada de palhiço recolhido (7,45 R$.t-1), o custo no T1 foi de 9,33 R$.t-1 e no T3 foi de 10,49 R$.t-1. A eficiência energética da operação de enfardamento no T1 foi de 99,62%, no T2 foi de 99,71% e no T3 foi 99,64%. O potencial energético do palhiço recolhido no T1 foi 9,92 EBP.ha-1, no T2 foi 11,77 EBP.ha-1 e no T3 foi de 9,65 EBP.ha- 1. Diante dos resultados, pode concluir que: o enleiramento reduziu o teor de umidade do palhiço; a demanda de força de tração e de potência para tracionar a enfardadora foram pequenas; o sistema de recolhimento de palhiço em leiras simples apresentou melhor desempenho econômico e energético; por se tratar de uma enfardadora de baixa capacidade efetiva é inapropriada para operação em grandes áreas; considerando-se as inúmeras variáveis, intervenientes nos 3 tratamentos, entende-se que a melhor opção para o uso desta enfardadora é operação em área com enleiramento simples do palhiço. / One of the factors that still delay the use of the residue of sugar cane mechanical harvest for energy cogeneration is the lack of knowledge of processes or systems that allow the materials removal and transportation to the cogenerations place. The objective of this research was study the performances technical, economic and energetic of a bailing, in different conditions of distribution of sugar cane residue on the surface, trying to make viable the collection of the remaining mechanized harvest. The test was realized at sugar cane mill Iracema, located in Iracemápolis-SP, in an area of sugar cane, mechanically harvested. The area was divided into three sub-areas, with five replicates of 15 bales each. The treatments were: T1-sugar cane residue \"in natura\", without row; T2-sugar cane residue with simple row; T3-sugar cane residue with double row. The main evaluations were: force on traction bar, power, effective speed, fuel consumption, capacitys production and effectives field, bailings effectives costs, bailings energetic efficiency and energetic potential of the sugar cane residue bailed. The results showed that the force demand on traction bar to pull the baler showed no differences between the treatments and ranged from 344.21 to 369.43 kgf, the power demand required for the displacement the tractor and the baler was low and, thus, reserve the largest portion to operate the PTO. There were significant differences in operating speeds, with a value of 4.9 km.h-1 on baling without row, 2.45 km.h-1 on baling with simple row and 1.73 km.h-1 on baling with double row. The effective production capacity in the T1 was 6.55 t.h-1, 8.1 t.h-1 in T2 and 5.81 t.h-1 in T3. The effective field capacity was 7.75 t.ha-1 in T1, 9.2 t.ha-1 in T2 and 7.54 t.ha-1. The hourly consumption of fuel at T1 was 7.86 l.h-1 in T2 was 7.48 l.h-1 and T3 of 6.54 l.h-1. The consumption per ton of sugar cane residue collected was lower in treatment T2 (0.92 l.t-1), followed by T3 (1.13 l.t-1) and T1 (1.20 l.t-1). The treatment T2 had lower cost per ton of sugar cane residue baled (7.45.R$.t-1), the cost in T1 was 9.33 R$.t-1 and T3 was 10.49 R$.t-1. The energetic efficiency of the baling operation in T1 was 99.62% at T2 was 99.71% and 99.64% in T3. The energetic potential of the sugar cane residue baled at T1 was 9.92 EBP.ha-1 in T2 was 11.77 EBP.ha-1 and T3 was 9.65 EBP.ha-1. The results may conclude that: the rows operation reduced the sugar cane residue humidity, the demand of the traction force and power to pull the baler were small, the simple rows was the system that showed better performance and energy economic; the baler had a small effective capacity for this is inappropriate for large areas; considering the many variables that affects the treatments, understood that the best option for the use of this baler is operating in sugar cane residues areas with simple rows.

A necessidade em se produzir alimentos para atender a demanda crescente, vem se constituindo em um dos principais problemas da humanidade. Desde o primeiro choque do petróleo, em 1973, há preocupação com o consumo de energia, devido à escassez dos recursos energéticos, que ameaça a sustentabilidade dos sistemas de produção atuais. O balanço energético é de fundamental importância para a determinação da eficiência no aproveitamento da energia de um sistema de produção agrícola sendo determinado através da quantificação dos fluxos de entrada e saída de energia no sistema. O Brasil é o segundo maior produtor mundial de carne bovina e o sexto de leite. Devido à importância econômica da pecuária no país, há uma grande preocupação com a produção de alimentação suplementar para ser fornecida aos animais durante o período seco, sendo um dos métodos mais utilizados para esse fim, a silagem de milho. Além dos métodos tradicionais de produção de alimentação suplementar como a ensilagem e a fenação, surgiram técnicas mais modernas como a silagem emurchecida, utilizada principalmente com gramíneas, que tem o seu sistema de produção muito similar ao do feno,porém apresenta menor tempo de secagem, prevenindo perdas quali e quantitativas no material a ser recolhido.O trabalho proposto avaliou a eficiência energética de dois diferentes sistemas de produção de alimentos suplementares para bovinos, identificando as variáveis críticas e propondo cenários alternativos. A silagem de milho apresentou balanço energético bruto de 14,08, ou seja produziu 15,08 vezes o que consumiu, já a silagem emurchecida de Tifton 85 apresentou balanço energético bruto de – 0,98, consumindo 1,98 vezes o que produziu. Considerando a energia de saída efetivamente disponível ao gado, devido ao teor de NDT da cultura, o balanço energético é de 9,12 e –0,99, respectivamente. A maior demanda da produção da silagem de milho foram a adubação de cobertura e a semeadura-adubação, com 49,34 e 24,06%, respectivamente. Na produção da silagem emurchecida a irrigação demandou 99,72% do total da energia de entrada. O balanço energético diário, que visa considerar a ocupação do solo pelo sistema de produção, foi de 0,087 e – 0,022 para o milho e o Tifton 85, respectivamente. Os mesmos parâmetros considerando a energia de saída disponível ao rebanho, via teor de NDT, são 0,057 e –0,022, respectivamente. / The need in producing food to supply the increasing demand has been one of the most important problems of mankind. Since the first oil chock, in 1973, there is worry about the energy consumption, because of the lack of energy sources, which threatens the sustainability of the present-day production systems. The energy balance has a important role to evaluate how efficient the energy use by a production system is. And it is determined through the quantification of the income and outcome energy flows. Brazil is the second biggest cattle meat producer and the sixth milk producer. Because of the economic importance of cattle raising in Brazil, there is a great worry about supplementary food to be supplied to cattle during the dry season. To reach this goal, maize silage is one of the most used methods. In addition to the traditional methods, like silage and hay, more modern techniques were created such as haylage, which is used mainly with grasses and has its production system too similar to the hay’s. But haylage requires shorter time to dry, avoiding losses in quantity and quality in the vegetal material that will be collected. The present work evaluated the energetic efficiency in two different production systems of supplementary food to cattle, identifying critical variables and suggesting alternative scenarios. Maize silage presented a gross energybalance of 14.08, what means a outcome energy 15.08 times higher than the income one. haylage presented a gross energy balance of – 0.98, what means a income energy 1.98 times higher than the outcome one. When the really available energy to cattle was considered through the TDN levels, maize silage and haylage presented energy balances of 9.12 and –0.99, respectively. The highest energy demand in the maize silage production was the fertilizer spreading during the seeding and field cultivation, responsible for 49.34% and 24.06%, respectively. In the haylage production system irrigation was the most demanding operation since it was responsible for 99.72% of the total demanded energy. The daily energy balance, which aims to consider the soil occupation period, was 0.087 to maize silage, and –0.022 to haylage (Tifton 85). The same parameters regarding the effective energy available to cattle, via TDN, were 0.057 and –0.022, respectively.