Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-01T13:13:11Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3084545 bytes, checksum: 33431f8c9c202760186ebc3186b36d3e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T13:13:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3084545 bytes, checksum: 33431f8c9c202760186ebc3186b36d3e (MD5) Previous issue date: 2016-07-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O experimento foi realizado para avaliar o efeito combinado da temperatura e velocidade do ar no comportamento, temperatura de superfície corporal e produção de ovos de codornas japonesas (Coturnix coturnix japonica) em câmaras climáticas. O controle da velocidade do ar foi implementado por meio de sistemas independentes de ventilação que foram instalados próximos das gaiolas de criação. Os protótipos de ventilação foram constituídos por dois ventiladores axiais acoplados em cada extremidade de um tubo de PVC com 25 cm de diâmetro, proporcionando distintos valores de velocidade do ar. Foram utilizadas quatro câmaras climáticas, as quais estão localizadas no Núcleo de Pesquisa em Ambiência e Engenharia de Sistemas Agroindustriais (AMBIAGRO), pertencente ao setor de Construções Rurais e Ambiência do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa (UFV) - Viçosa/MG. Nas gaiolas de criação, foram alojadas 216 codornas japonesas na fase inicial de postura (8 semanas). Cada câmara climática permaneceu por um período de 3 dias sob os distintos valores de temperatura a serem avaliados, seguida de dois dias para aclimatação sob condições de termoneutras. Foram avaliadas 4 temperaturas: 17°C, 23°C (conforto térmico), 29°C e 35°C, que foram aplicadas de forma cíclica, sendo as aves submetidas às temperaturas especificadas durante 12 horas do dia (7:00 às 19:00h). Durante o período noturno, todos os tratamentos permaneceram na temperatura de conforto (19:00 às 7:00h). O comportamento das aves foi dividido em 5 padrões estabelecidos em um etograma. Os registros foram do tipo instantâneo durando aproximadamente 5 segundos de observação para cada ave em cada repartição da gaiola, nos horários estabelecidos, sendo registrado o número de aves que estavam realizando determinado padrão comportamental naquele exato momento. Foram ainda avaliados a temperatura superficial média e da cabeça, consumo de ração, produção de ovos e conversão alimentar. O delineamento experimental foi constituído de blocos casualizados com dois fatores (temperatura e velocidade do ar), quatro níveis por fator (velocidade do ar: 0, 1, 2, e 3 m.s -1 e temperatura do ar: 17, 23, 29 e 35°C). Com base nos resultados encontrados, foi constatado que a temperatura, a velocidade do ar e a interação desses fatores possuem significância estatística sobre todos os padrões comportamentais, exceto “beber” e “abrir asas/arrepiar” para a velocidade do ar e “beber” e “outros” para a interação. As variáveis de desempenho zootécnico também foram influenciadas pela temperatura do ar. Com relação à velocidade do ar, apenas a conversão alimentar não foi afetada, enquanto a interação entre os dois fatores avaliados influenciou apenas o consumo de ração. A temperatura e a velocidade do ar têm grande influência sobre a temperatura superficial média do corpo e temperatura superficial da cabeça de codornas japonesas. Considerando-se todas as variáveis avaliadas, as codornas de postura podem apresentar boa resposta produtiva para temperaturas de 17°C a 29°C e velocidade do ar até 2 m.s -1 . Na temperatura de 35°C, a elevação da velocidade do ar pode apresentar efeito benéfico em contraste aos baixos valores. / The experiment was carried out to evaluate the combined effect of temperature and air velocity on behavior, body surface temperature and egg production of Japanese quails (Coturnix coturnix japonica) in climatic chambers. Air velocity control was implemented by means of independent ventilation systems which were installed next to the growth cages. The ventilation prototypes consisted of two axial fans coupled in each extremity of a PVC tube with 25 cm diameter, providing distinct air velocity values. Four climatic chambers were used, which were located in the experimental area of the Center for Research in Environment and Agroindustry Systems Engineering (AMBIAGRO), pertaining to the sector of Rural Buildings and Environment of Department of Agricultural Engineering of Federal University of Viçosa (UFV) - Viçosa/MG. In the growth cages, Japanese quails (216 birds) in the initial laying phase (8 weeks of age) were placed. Each climatic chamber remained for a period of 3 days under distinct temperature values to be evaluated, followed by 2 days of acclimation at thermoneutral conditions. Four temperatures were evaluated: 17°C, 23°C (thermal comfort), 29°C and 35°C, which were applied cyclically, with birds subjected to the specified temperatures for 12 hours per day from 7:00am to 19:00pm). During the night period, all treatments remained in the comfort temperature (19:00pm to 7: 00am). Bird behavior was divided in five patterns established in an ethogram. Records were analyzed from a snapshot lasting about 5 seconds of observation for each bird in each cage partition at set times, and the number of birds that were performing each category of behavior that very moment was recorded. Body and head surface temperatures, food intake, egg production and food conversion efficiency were also assessed. The experimental plan consisted of a randomized block design with two factors (air temperature and velocity), with four levels per factor (air velocity: 0, 1, 2 and 3 m.s -1 ; air temperature: 17, 23, 29 and 35°C). Based on the findings, it appears that the temperature, air velocity and the interaction of these factors have significant influence in all behavioral patterns, except "drinking" and "open wings/raising" for air velocity and "drinking" and "others" for interaction. The production performance variables were influenced by air temperature. As regard to air velocity, only food conversion was unaffected whereas the interaction of the two evaluated factors influenced only food intake. Air temperature and velocity have great influence on the average body surface temperature and head surface temperature of Japanese quails. Considering all evaluated variables, the laying quails can present good productive response to temperatures from 17°C to 29°C and air velocity up to 2 m.s -1 . Under the 35°C temperature, high air velocity may exhibit beneficial effect in contrast to low values.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-08T11:33:28Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1282070 bytes, checksum: 9b7d18281ee43b300f17d649509d3944 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-08T11:33:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1282070 bytes, checksum: 9b7d18281ee43b300f17d649509d3944 (MD5) Previous issue date: 2017-02-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A Zona da Mata de Minas Gerais se destaca na produção de hortaliças. Para alcançar sucesso nessa atividade, é necessária a escolha correta de cultivares e aplicação correta da irrigação, dentre outros fatores de produção. Objetivou-se na presente pesquisa avaliar o desempenho agronômico de cultivares de hortaliças submetidas a diferentes lâminas de irrigação via gotejamento na região de Viçosa, Zona da Mata de Minas Gerais. O experimento foi realizado na Horta de Pesquisa do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Viçosa. Foram cultivadas duas espécies de hortaliças em ambiente protegido durante três ciclos. As espécies cultivadas foram Rabanete (Raphanus sativus L.) e Rúcula (Euruca sativa L.). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso em esquema de parcelas subdivididas, com cinco repetições, tendo nas parcelas cinco lâminas de irrigação (50, 75, 100, 125 e 150% da evapotranspiração da cultura-ETc), nas subparcelas três cultivar de cada hortaliça, com cinco repetições. As cultivares de rabanete foram: Híbrido nº 25 (Sakata); Crunchy Royale (Sakata) e Vip Crimson (Feltrin); e da rúcula foram: Antonella (Isla); Cultivada (Isla) e Folha Larga (Feltrin). A ETc foi por meio do método GESAI, onde a evapotranspiração de referência foi obtida pela equação de Penman-Monteith-FAO56 alimentada por dados coletados da estação meteorológica terrestre. Os dados foram submetidos às análises de variância, regressão e correlação simples. Para a cultura do rabanete, foi observado no Híbrido 25 Sakata apresentou maiores valores de profundidade de raízes, massa de folhas por planta, número e massa de raízes tuberosas não-comerciais. Na Vip Crimson observou-se maiores valores de diâmetro e comprimento de raiz tuberosa. A cultivar Crunchy Royale atingiu maiores valores de eficiência do uso da água e número e massa de raízes tuberosas comerciais. Para a cultura da rúcula, as cultivares comportaram semelhantemente quantos aos aspectos agronômicos e produtivos avaliados. Os aumentos das lâminas de irrigação proporcionaram aumento do potencial de água na planta e reduções na temperatura foliar e eficiência do uso da água das hortaliças. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que as lâminas de irrigação aplicadas não influenciaram nas produtividades das culturas de rabanete e rúcula. Devido a alta capacidade de retenção de água no solo, pode-se pensar que a lâmina de água utilizada pela planta teve relevância na experimentação. Sendo o solo do presente experimento de alta capacidade de retenção de água no solo, recomenda-se irrigar com lâmina de 50% da ETc, desde que, no início do ciclo o solo esteja na capacidade de campo. A cultivar Crunchy Royale deve ser recomendada no cultivo de rabanete na região de Viçosa Minas Gerais. As cultivares de rúcula não apresentaram diferenças em suas características agronômicas. / The region of Zona da Mata, State of Minas Gerais, in Southeastern Brazil is prolific for the production of vegetables. To achieve success in this activity, the right choice of vegetables and proper irrigation techniques are necessary as well as others factors of production. The aim of this research was to evaluate the agronomic performance of vegetable cultivars submitted to different irrigation depth by way of drip irrigation on the above mentioned region. The experiment was installed in the Field Research Center at the Agronomy Department of Viçosa University in Viçosa, Brazil. Two vegetables were grown in a protected environment for three cycles. The species cultivated were radish (Raphanus sativus) and Rocket (Euruca sativa). The experimental design was randomly blocks, with five replicates, each taking five irrigation depth (50, 75, 100, 125 and 150% of crop evapotranspiration-ETc). On the split plots three cultivars from each vegetable with five repetition were used. The radish cultivars were: Híbrido nº 25 (Sakata); Crunchy Royale (Sakata) and Vip Crimson (Feltrin); and Rocket cultivars were: Antonella (Isla); Cultivada (Isla) and Folha Larga (Feltrin). The control of the same system in the treatment of the complete ETc experiment was by means of GESAI method, in which the reference for the evapotranspiration was obtained from Penman- Monteith-FAO56 equation and fed by data collected from weather station. To the radish culture, it has been verified that in general, the Híbrido 25 Sakata showed the highest values to depth of roots, mass of leaves per plants, number and mass of non-commercial tuberous root. The Vip Crimson showed the highest values of diameter and length of tuberous root. The variety Crunchy Royale showed the highest values of water use efficiency, number and mass of commercial tuberous root. For the rocket crops, the varieties behaved in the same way with respect to agronomic aspects and yield aspects evaluated. The increases of the irrigation depth provided the rise of plant water potential, a decrease in leave temperature and water use efficiency for the subjected vegetables. The results obtained in this work indicate that the applied irrigation depths did not influence the yield of the radish and arugula cultures. Due to the high capacity of water retention in the soil, one can think that the water depth used by the plant had relevance in the experimentation. As the soil of the present experiment with high water retention capacity in the soil, it is recommended to irrigate depth with a 50% ETc, provided that at the beginning of the cycle the soil is in the field capacity. The cultivar Crunchy Royale must be recommended for the radish farming in the region of Viçosa, Minas Gerais State, Brazil. The cultivars of arugula did not present differences in their agronomic characteristics.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-07-04T13:03:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 11336124 bytes, checksum: b2c97d117602dc59484aee1d78cb63de (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-04T13:03:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 11336124 bytes, checksum: b2c97d117602dc59484aee1d78cb63de (MD5) Previous issue date: 2016-11-07 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A modelagem hidrológica tem-se tornado ferramenta expressiva para a Engenharia de Recursos Hídricos – por ser utilizada na gestão de reservatórios, elaboração do programa de operação de usinas hidrelétricas, elaboração de cenários de planejamento e gestão dos recursos hídricos – e para a previsão e mitigação de eventos hidrológicos extremos. Devido a essa importância, objetivou-se neste trabalho modelar o regime diário de vazões em uma bacia hidrográfica por meio de modelos conceituais chuva- vazão e por método de inteligência artificial. O trabalho foi dividido em três artigos, em que no Artigo I o objetivou foi avaliar o desempenho dos modelos conceituais chuva-vazão Soil Moisture Accounting (SAC-SMA) e IPH II para a estimativa das vazões diárias na Bacia Hidrográfica do Rio Piracicaba, MG. O estudo foi realizado em três seções de monitoramento de vazão da bacia hidrográfica, sendo a calibração do modelo realizada com o algoritmo Shuffled Complex Evolution (SCE-UA), em que se utilizou como função objetivo o índice de eficiência de Nash-Sutcliffe (ENS). Com a análise estatística dos resíduos, foi possível constatar, de maneira geral, concordância entre os valores de vazões estimados pelos modelos SAC- SMA e IPH II e os observados nas seções de medição, destacando-se que em ambos os modelos houve dificuldade na simulação de valores de pico. Concluiu-se, portanto, que os modelos SAC-SMA e IPH II são adequados para a estimativa das vazões diárias de cursos de água da Bacia do Rio Piracicaba, demonstrando potencial para serem utilizados em estudos relacionados com simulação hidrológica e gestão de recursos hídricos em bacias hidrográficas brasileiras. No artigo II, o objetivo foi utilizar métodos de análise de sensibilidade global (ASG) para verificar a sensibilidade dos parâmetros do modelo hidrológico SAC-SMA e identificar quais parâmetros são responsáveis pelas maiores variações nas vazões simuladas pelo modelo. Para análise de sensibilidade global, utilizaram-se os métodos de Morris e de Sobol. O método de Morris requer pequeno esforço computacional, é simples de ser implementado e de fácil interpretação. Devido a essas características e por permitir avaliação qualitativa da sensibilidade dos parâmetros, esse método pode ser utilizado como análise preliminar dos métodos ASG baseados em variância, como é o caso do método de Sobol. Este método é considerado mais robusto que o de Morris e permite quantificar os efeitos dos parâmetros e de suas interações, de forma individual, nos dados de saída do modelo. Os parâmetros do modelo SAC-SMA que apresentaram alta sensibilidade foram LZPK, LZSK, LZFPM, LZFSM, UZFWM e ADIMP. O parâmetro UZFWM representa a lâmina de água livre na zona superior do solo e interfere no escoamento subsuperficial e na recarga do aquífero freático. Já o parâmetro ADIMP representa a área impermeável adicional da bacia e interfere na geração do escoamento superficial direto. Os demais parâmetros citados estão relacionados ao escoamento de base da bacia. Com base nos resultados, concluiu-se que a maior parte dos parâmetros do modelo SAC-SMA não proporciona variações expressivas nas vazões estimadas e os métodos de Morris e Sobol possibilitam a potencial simplificação do modelo hidrológico SAC-SMA, visto que viabilizaram a identificação dos parâmetros que não possuem sensibilidade. Por fim, no Artigo III foram desenvolvidas Redes Neurais Artificiais (RNAs) para estimar vazões diárias da Bacia Hidrográfica do Rio Piracicaba. Além disso, foi avaliada a utilização das RNAs associadas aos modelos hidrológicos conceituais IPH II e SAC-SMA, de forma a obter um modelo híbrido para estimativa de vazões que representem, ao mesmo tempo, os processos conceituais e não lineares relacionados ao escoamento. No desenvolvimento das redes neurais para estimativa da vazão diária, foram adotados os seguintes passos: coleta e seleção de dados; definição da arquitetura da rede; treinamento; e validação dos resultados. Assim, concluiu-se que as RNAs são adequadas para a estimativa das vazões diárias na Bacia do Rio Piracicaba; que as variáveis de entrada das RNAs que proporcionam os melhores resultados para estimava das vazões são precipitação, evapotranspiração de referência e vazões do próprio curso de água defasadas no tempo; que para o bom desempenho das RNAs para estimativa das vazões é preciso considerar como variável de entrada a vazão do curso de água defasada no tempo; e que a associação das RNAs com o modelo hidrológico IPH II, caracterizando uma conformação híbrida, permite melhorar as estimativas das vazões diárias. / Hydrologic modeling has become a significant tool for water resources engineering since it can be used in reservoir management, scheduling of hydroelectric plant operation, water resources planning and management, and forecasting and mitigation of extreme hydrologic events. Given this importance, this study aimed to model the daily flow regime of a river basin by means of rainfall-flow conceptual models and the application of artificial intelligence. The research results were divided into three papers. The first one showed the performance of two conceptual models, the Sacramento - Soil Moisture Accounting (SAC-SMA) and the IPH II, in estimating the daily flows of the Piracicaba river basin (MG). Three sections were outlined to monitor the river basin flow. The model calibration was carried out by Shuffled Complex Evolution (SCE-UA) algorithm, whose objective function was the Nash-Sutcliffe (ENS) efficiency index. By the statistical analysis of the residues, we could broadly observe that the flows estimated by SAC- SMA and by IPH II correlated with the values measured in the monitoring sections. It is noteworthy mention that peak values were hard to identify in both models. Therefore, we concluded that the SAC-SMA and IPH II models are suitable to estimate daily flows of watercourses in the Piracicaba river basin. Thus, these models can be used in studies of hydrological simulation and management of water resources for Brazilian river basins. In the second paper, we tested the methods of global sensitivity analysis (ASG) for the sensitivity of parameters from the SAC-SMA hydrological model. In addition, we identified the parameters providing the largest variations in flows simulated by the model. For global sensitivity analysis, we use the methods of Morris and Sobol. The Morris method requires little computational effort, being of easy implementation and interpretation. Added to this, it allows a qualitative evaluation of parameter sensitivity; therefore, this method can be used as a preliminary analysis to the ASG methods based on variance, such as the Sobol one. This is considered method stronger than the Morris' one, enabling the quantification of the effects of parameters and their interactions, individually, in the model output data. The parameters of the SAC-SMA model showing high sensibility were LZPK, LZSK, LZFPM, LZFSM, UZFWM, and ADIMP. UZFWM is the parameter representing the free water depth in the upper soil, which interferes with subsurface runoff and groundwater recharge. Yet ADIMP stands for an additional waterproof area in the river basin that interferes with direct surface runoff. The other above-mentioned parameters are related to the river basin baseflow. Based on the results, we concluded that most of the parameters from SAC-SMA model had no significant variations in estimated flows; and the Morris and Sobol methods were able to simplify the SAC-SMA hydrological model since non-sensitive parameters were identified. Lastly, the third paper shows the development of artificial neural networks (ANNs) to estimate daily flows in the studied river basin. Likewise, we evaluated the application of these RNAs together with the conceptual hydrological models IPH II and SAC-SMA, with the purpose of generating a hybrid model for flow estimation, which would represent, at the same time, runoff conceptual and non-linear processes. We followed a set of steps while developing the ANNs, which were data collection and selection, network architecture definition, training, and validation of results. Based on the results, we concluded that the ANNs are adequate to estimate daily flows in the Piracicaba river basin. Also, the input variables with the best results were rainfall, reference evapotranspiration, and time-lagged stream flows. Interestingly, a good performance of the ANNs was reached by taking into account these time-lagged flows as input variables. Furthermore, we may infer that the hybrid model, generated from ANN association to the IPH II hydrological model, improved the estimates of daily flows.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-03-23T18:46:34Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2267287 bytes, checksum: d6a69aabcf4d2dec60468e71f342b263 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-23T18:46:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2267287 bytes, checksum: d6a69aabcf4d2dec60468e71f342b263 (MD5) Previous issue date: 2017-04-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O uso indiscriminado de agrotóxicos e a não observância dos períodos de carência faz com que alguns ingredientes ativos sejam detectados em concentrações acima do limite máximo de resíduo (LMR) em diversos alimentos. Neste contexto, há uma necessidade de se estudar a dissipação de resíduos de agrotóxicos em alimentos, bem como desenvolver estratégias para remoção ou redução destes resíduos nos alimentos, após a colheita. Os tratamentos utilizando ozônio (O 3 ) vêm sendo estudados como alternativa para descontaminação de alimentos por apresentar uma série de vantagens como, por exemplo, seu alto potencial de oxidação mesmo em baixas concentrações. A presente pesquisa foi realizada em três etapas, as quais foram relatadas nos artigos que compõem esta tese. Na primeira etapa, investigou-se a dissipação de dois agrotóxicos, difenoconazol (fungicida) e linurom (herbicida) aplicados em culuturas de cenouras. Para tal, seguiu-se uma abordagem experimental de campo como cenário de exposição de cenouras a uma, duas e cinco vezes a dose recomendada destes agrotóxicos, e a formação de seus produtos de degradação natural. As tendências de degradação para as diferentes doses de difenoconazol e linurom na cenoura seguiram um modelo de pseudo- primeira ordem, porém com diferentes taxas de degradação. O difenoconazol foi o agrotóxico menos persistente, contudo os dois produtos mostraram persistência dependente da dose. Os tempos de degradação de cinquenta porcento dos resíduos (TD 50 ) dos agrotóxicos nas diferentes doses aplicadas variaram de 1,7 a 2,7 dias para difenoconazol e de 7,6 a 10,5 dias para linurom. Ao fim do período de carência, as cenouras tratadas com altas doses dos agrotóxicos foram consideradas impróprias para o consumo. Não foram encontrados produtos de degradação dos pesticidas estudados nas cenouras. Os resultados reforçam que o cumprimento das instruções de dosagem e período de carências estabelecidos para os agrotóxicos estudados na cultura da cenoura asseguram que os limites máximos de resíduos sejam respeitados. Na segunda etapa deste trabalho utilizou-se um planejamento fatorial do tipo composto central para estudar três variáveis que regem a eficácia dos tratamentos com ozônio: concentração de O 3 , temperatura e tempo de tratamento. Este é o primeiro trabalho demonstrando a remoção de difenoconazol e linurom em cenoura pelos tratamentos com ozônio. A remoção dos agrotóxicos aumentou com a concentração de ozônio e com o tempo de tratamento. Porém a temperatura não teve influência na remoção dos resíduos. Os maiores percentuais de remoção foram atingidos quando as raízes foram expostas durante 120 min a 5 e 10 mg L -1 de ozônio, respectivamente, nos tratamentos com O 3 em gás e dissolvido em água. Após cinco dias de armazenamento das cenouras, os valores máximos de remoção dos agrotóxicos pela exposição ao gás ozônio foram superiores a 98% para o difenoconazol e 95% para o linurom. Nos tratamentos com O 3 dissolvido em água, as remoções de difenoconazol e linurom atingiram valores de até 96,0 e 79,8%, respectivamente. Os produtos de degradação dos agrotóxicos pelo O 3 não foram encontrados. Na terceira etapa do estudo avaliou-se o efeito de tratamentos com ozônio em gás e dissolvidos em água na qualidade de cenouras. A exposição de cenouras ao ozônio em gás e dissolvido em água não alterou a porcentagem de perda de massa, firmeza e cor das cenouras. Os tratamentos com O 3 em gás também não afetaram o pH e os sólidos solúveis das cenouras. No entanto, em tratamentos com O 3 dissolvido em água, as concentrações de ozônio e sua interação com a temperatura afetaram temporariamente o pH das cenouras. Além disso, o O 3 em gás impediu o aumento acentuado do teor de sólidos solúveis durante o armazenamento, aumentando assim a vida de prateleira das cenouras. Portanto, pode-se concluir que o cumprimento das instruções de dosagem e período de carência estabelecidos para os agrotóxicos estudados na cultura da cenoura asseguram que os limites máximos de resíduos sejam respeitados e que o ozônio em gás e dissolvido em água pode ser utilizado para remoção de resíduos de difenoconazol e linurom em cenouras sem prejudicar a qualidade dos vegetais. / The indiscriminate use of pesticides and non-compliance with the pre-harvest period causes some active ingredients are detected at concentrations above the maximum residue limit (MRL) in various foods. In this context, there is a need to study the dissipation of pesticide residues in food, as well as to develop strategies to remove or reduce these residues from food after harvesting. The treatments using ozone (O 3 ) have been studied as an alternative for food decontamination because it presents many advantages such as its high oxidation potential even at low concentrations. The present research was carried out in three stages, to which were reported in the articles that compose this thesis. In the first stage we had investigated the dissipation of two pesticides, difenoconazole (fungicide) and linuron (herbicide) applied in culuturas carrots. For this purpose, it was followed a field experimental approach as a scenario of carrots exposure to one, two and fivetimes the recommended dosage of the pesticides and the formation of their main natural degradation products. The degradation trends for differents doses of both difenoconazole and linuron in carrot followed a first-order model, but at different degradation rates. Difenoconazole was the least persistent pesticide, but for both pesticides the persistence dependedon the dosage. The degradation times of fifty percent of the waste (DT 50 ) of the pesticides at the different applied doses ranged from 1.7 to 2.7 days for difenoconazole and from 7.6 to 10.5 days for linuron. At the end of the pre- harvest period carrots treated with high doses of pesticides were considered unfit for consumption. No degradation products of the pesticides studied were found in the carrots. The results reinforce that comply with the dosing instructions and pre-harvest period established for the pesticides studied in the carrot field ensuring that maximum residue levels are respected. In the second stage of this work we employing a central composite design to study three important variables governing the efficacy of gas phase as well as liquid phase ozone treatments: O 3 concentration, temperature and treatment time. This is the first report demonstrating the difenoconazole and linuron removal from carrots by ozone treatment. The pesticides percentage of removal increases with the ozone concentration and treatment time. However, the temperature had no influence on the removal of residues. The highest percentages of pesticide removal were achieved when the roots were exposed for approximately 120 min at 5 and 10 mg L -1 ozone, respectively in treatments with O 3 in gas and dissolved in water. After five days of carrots storage the maximum removal values of the pesticides by ozone in gas were greater than 98% for difenoconazole and 95% for linuron. In the treatments with O 3 dissolved in water, the removal percentages of difenoconazole and linuron reached values of up to 96.0 and 79.8%, respectively. The degradation products from the pesticides by O 3 were not found. In the third stage we evaluated the effect of treatments with ozone in gas and dissolved in water in carrots quality. The exposure of carrots to ozone in gas and dissolved in water did not alter the weight loss percentage, firmness and color of the carrots. The O 3 treatments in gas also did not affect the pH and soluble solids content of the carrots. However, in treatments with O 3 dissolved in water, the ozone concentrations and it interaction with temperature temporarily affected pH of carrots. In addition, O 3 in gas prevented the sharp increase of soluble solids content during storage, thus increasing the shelf-life of carrots. Therefore, it can be concluded that compliance with the dosage instructions and pre-harvest period established for the pesticides studied in the carrot crop ensure that maximum residue limits are respected and that ozone in gas is dissolved in water can be used for the removal of difenoconazole and linuron residues in carrots without impairing plant quality.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-03-26T11:00:28Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3298057 bytes, checksum: bdd181d073f1a85e3749db82a19aa1e5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-26T11:00:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3298057 bytes, checksum: bdd181d073f1a85e3749db82a19aa1e5 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente estudo foi desenvolvido com intuito de analisar economicamente a produção do maracujazeiro Pérola do Cerrado, irrigado por gotejamento, em Viçosa, MG, bem como avaliar a influência de lâminas de irrigação e doses de nitrogênio no teor de flavonoides nas folhas e em características da produção. O experimento foi conduzido na Área Experimental de Hidráulica, Irrigação e Drenagem, pertencente ao Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa (UFV). O experimento foi instalado em um esquema de parcelas sub-divididas; tendo, nas parcelas, as lâminas de irrigação (L 1 = 40 % da ETc; L 2 = 70 % da ETc; L 3 = 100 % da ETc; e L 4 = 130 % da ETc) e, nas subparcelas, as doses de nitrogênio (D 0 = 0 kg ha -1 ; D 1 = 150 kg ha -1 ; D 2 = 250 kg ha -1 ; e D 3 = 350 kg ha -1 ), no delineamento inteiramente casualizado, com nove repetições. Além do teor de flavonoides totais e produtividade de frutos, foram avaliados os seguintes componentes e características da produção: número de frutos por planta, massa média do fruto, comprimento médio do fruto, diâmetro equatorial do fruto e diâmetro caulinar. O maior teor de flavonoides totais nas folhas do maracujazeiro – 27,83 mg g -1 – foi estimado com aplicação da lâmina de irrigação de 40 %ETc e da dose de 350 kg ha -1 de N. Os teores de flavonoides obtidos nas folhas do maracujazeiro Pérola do Cerrado, em todos os tratamentos, evidenciam o potencial terapêutico dessa cultivar. O número de frutos por planta e o diâmetro caulinar foram influenciados somente pelas lâminas de irrigação. As variáveis massa média do fruto, comprimento médio do fruto e diâmetro equatorial do fruto não foram influenciadas pelas lâminas de irrigação e doses de nitrogênio. A produtividade máxima – aproximadamente 25 ton ha -1 – foi estimada com aplicação da lâmina de irrigação de 90,6 %ETc e dose de 211,76 kg ha -1 de N. O investimento na produção do maracujazeiro Pérola do Cerrado, irrigado por gotejamento, foi viável para todos os tratamentos testados. A maior rentabilidade foi obtida no tratamento L2D2 – correspondente à aplicação da lâmina de irrigação de 70 %ETc e da dose de 250 kg ha -1 de N. / The present study was carried out aiming the economic analyze of production of the passion fruit Pérola do Cerrado, irrigated by drip irrigation, in Viçosa, MG, as well as to evaluate the influence of irrigation depths and nitrogen doses on the content of flavonoids in the leaves and on the characteristics of the production. The experiment was conducted in the Experimental Area of Hydraulics, Irrigation and Drainage, in the Department of Agricultural Engineering of the Federal University of Viçosa (UFV). The experiment was set up in a split-plot design. The plots consisted on the irrigation depths (L1 = 40% of the ETc, L2 = 70% ETc, L3 = 100% ETc, and L4 = 130% ETc), and the nitrogen doses (D0 = 0 kg ha -1 , D1 = 150 kg ha -1 , D2 = 250 kg ha -1 and D3 = 350 kg ha -1 ) were allocated to the subplots. The experiment was conducted in a completely randomized design with nine replicates. Besides the total content of flavonoids and fruit productivity, the following components and production characteristics were also evaluated: the number of fruits per plant, fruit average mass, fruit average length, the equatorial diameter of fruit and the diameter of stem. The highest content of total flavonoids in the leaves (27.83 mg g -1 ) was achieved with the irrigation depth of 40% ETc and the nitrogen dose of 350 kg ha -1 . The content of flavonoids found in the leaves of all treatments evidences the therapeutic potential of the cultivar Pérola do Cerrado. The number of fruits per plant and the diameter of stem were influenced only by the irrigation depths. The average mass of fruits, the length and the equatorial diameter of fruits were not influenced by the irrigations depths and doses of nitrogen. The maximum yield (approximately 25 ton ha -1 ), was achieved with the irrigation depth 90.6 % ETc and the nitrogen dose of 211.76 kg ha -1 de N. The investment in the production of the passion fruit Pérola do Cerrado, irrigated by drip irrigation, was feasible for all the treatments. The highest income was obtained in the treatment L2D2, corresponding to the irrigation depth of 70% ETc and the nitrogen dose of 250 kg ha -1 .

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-03-26T13:11:31Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3239134 bytes, checksum: 10a5a61963fbb613ef8a32bc017f543a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-26T13:11:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3239134 bytes, checksum: 10a5a61963fbb613ef8a32bc017f543a (MD5) Previous issue date: 2016-11-04 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / No presente trabalho, procurou-se avaliar a eficiência de sistemas alagados construídos de escoamento horizontal subsuperficial (SACs-EHSS), cultivados com capim-elefante cv. Napier (Pennisetumpurpureum Schum.) e capim-tifton 85 (Cynodon spp.), de forma consorciada, utilizando garrafas PET amassadas ou brita # 0 como meio suporte, no tratamento de água residuária de tanque comunitário de resfriamento de leite (ARTL). A infraestrutura experimental foi constituída por seis SACs-EHSS, nas dimensões de 0,6 m de altura x 1,0 m de largura x 2,5 m de comprimento, posicionados sobre o solo, tendo o fundo (em nível) e as laterais impermeabilizadas com lona de PVC de 0,5 mm de espessura, montados paralelamente e delimitados por muretas de alvenaria. Os SACs-EHSS 1, 2 e 3 (SAC-BSV, SAC-BET e SAC-BTE) foram preenchidos com brita # 0 (D 60 = 9,1 mm, coeficiente de uniformidade – CU D 60 /D 10 = 3,1 e volume de vazios inicial, n = 0,398 m 3 m -3 ), enquanto os SACs-EHSS 4, 5 e 6 (SAC-PET, SAC-PTE e SAC-PSV) foram preenchidos com garrafas PET (250 e 500 mL) amassadas (n = 0,642 m 3 m -3 ). Nos SAC-BET (2) e SAC-PET (4), cultivou-se o capim-elefante na primeira metade e capim-tifton 85 na segunda metade. Os SAC-BTE (3) e SAC-PTE (5), por sua vez, foram plantados com disposição inversa das espécies vegetais, tendo o capim-tifton 85 na primeira metade e o capim-elefante na segunda metade. Nessas unidades, realizou-se o plantio de cada espécie vegetal com densidade de 19 propágulos por metro quadrado. Já os SAC-BSV (1) e SAC-PSV (6) foram mantidos não cultivados. Cada leito foi alimentado com vazão média de 0,18 m 3 d -1 e taxa de carga orgânica (TCO) média de 318 kg ha -1 d -1 de DBO 5 . Essas condições de operação proporcionaram tempo de detenção hidráulica de 1,84 dias nos SACs-EHSS preenchidos com a brita (SACs-B) e 2,97 dias nos preenchidos com as garrafas PET amassadas (SACs-P). Para avaliar o desempenho dos sistemas, foram efetuadas 12 amostragens da água residuária afluente e efluente de cada SAC-EHSS, no decorrer do período de monitoramento experimental, de 01/04/2015 a 15/12/2015, medindo-se a condutividade elétrica, turbidez e o pH e quantificando-se as concentrações de DBO 5 , DQO, SST, N-total, P-total, K e Na. Para a quantificação da produtividade de matéria verde, matéria seca e dos teores de N, P, K e Na no tecido vegetal, foram efetuados quatro cortes da biomassa aérea das espécies vegetais cultivadas nos SACs-EHSS. Durante a avaliação, observou-se que de uma maneira geral, as espécies avaliadas se adaptaram bem ao cultivo em SACs-EHSS utilizados no tratamento ARTL, considerando-se a TCOs aplicada. O capim-tifton 85 foi a espécie vegetal que apresentou maior teor e capacidade extratora de Na, enquanto no capim- elefante, observou-se os maiores teores de N, PB e capacidade extratora de N, K e P, quando observados os valores médios das espécies em todos os tratamentos. O capim-tifton 85 apresentou maior média do teor de Na e da capacidade extratora em sua parte aérea, quando cultivado nos SACs-P. O capim-elefante, quando cultivado na primeira metade dos SACs-EHSS, apresentou maiores médias de produtividades de matéria seca da parte aérea e de capacidades de extração de N. O capim-elefante apresentou produtividade média de matéria seca superior à do capim-tifton 85, quando cultivado na primeira metade dos SACs-EHSS. O cultivo, de ambos os capins, na segunda metade dos SACs-B, proporcionou maiores extrações médias de N em comparação a quando cultivados nos SACs-P, na mesma posição de cultivo. O material suporte constituído por garrafas PET amassadas foi tão eficiente quanto a brita na remoção de algumas variáveis (DBO 5 , DQO, P-Total e K-Total) sendo, em algumas situações, até mais efetivo (turbidez, ST, SST e Na). A brita, por outro lado, proporcionou maiores remoções de N-Total da ARTL. Diante dos resultados obtidos, verificou-se que garrafas PET amassadas podem constituir alternativa viável de meio suporte em SACs-EHSS, tendo em vista que propiciam eficiente remoção de poluentes da ARTL e que a técnica de monocultivo ou policultivo dependerá do objetivo do tratamento. / In the present work, the efficiency of horizontal subsurface flow constructed wetlands (HSSF-CWs) for treating wastewater from a bulk milk cooling tank (MTWW) was evaluated when grasslands were cultivated with elephant grass cv. Napier (Pennisetum purpureum Schum.) and Tifton 85 bermudagrass (Cynodon spp.) in intercropping, using crushed PET bottles or gneiss gravel # zero as substrate. The experimental setting consisted of six HSSF-CWs with dimensions 0.6 m height x 1.0 m width x 2.5 m length placed aboveground, having their leveled bottoms and theirs sides all waterproofed with a 0.5-mm thick PVC canvas, mounted in parallel and delimited by brick walls. HSSF-CWs 1, 2, and 3 (CW-BSV, CW-BET, and CW- BTE) were filled with gravel 0 (D 60 = 9.1 mm; uniformity coefficient – UCD 60 /D 10 = 3.1; initial void volume, n = 0.398 m 3 m -3 ), while HSSF-CWs 4, 5, and 6 (CW-PET, CW-PTE, and CW-PSV) were filled with crushed (n = 0.642 m 3 m -3 ) PET bottles (250 and 500 mL). In CW-BET (2) and CW-PET (4), elephant grass was cultivated in the first half while Tifton 85 bermudagrass was cultivated in the second half. In SAC-BTE (3) and SAC-PTE (5), on the other hand, grasses were planted in the inverse arrangement: Tifton 85 bermudagrass in the first half and elephant grass in the second half. I all those four units, each plant species was cultivated at a density of 19 propagules per square meter. CW-BSV (1) and CW-PSV (6) were kept non- cultivated. Each bed was fed at a mean flow rate of 0.18 m 3 d -1 and mean organic loading rate (OLR) of 318 kg ha -1 d -1 BOD 5 . These operating conditions provided a hydraulic retention time of 1.84 day in the gravel-filled HSSF-CWs (CWs-B) and 2.97 days in the crushed-PET-filled HSSF-CWs (CWs-P). In order to evaluate wetland performance, 12 samplings of inflow and outflow wastewater were performed at each HSSF-CW along the experimental period, from 04/01/2015 through 12/15/2015, by measuring electrical conductivity, turbidity, and pH, and by quantifying BOD 5 , COD, TSS, N total , P total , K, and Na. For quantification of shoot fresh and dry weight, and of N, P, K, and Na contents in plant tissues, shoots were cut four times. During the evaluation period, both studied species overall adapted well to cultivation in HSSF-CWs used for treating MTWW, considering the OLR xiused. Tifton 85 bermudagrass showed the highest Na amounts as well as Na removal capacity, while the elephant grass showed the highest amounts of N and CP as well as removal capacity of N, K, and P, regarding the mean values observed for the species at all treatments. Tifton 85 bermudagrass showed the highest mean Na amount and removal capacity when cultivated in the CW-P’s. When cultivated in the first half of the HSSF-CWs, elephant grass showed the highest means for shoot dry matter productivity and N removal capacity, as well as a higher mean shoot dry matter productivity than Tifton 85 bermudagrass. Cultivation of both grasses in the second half of the CW-B’s showed higher means for N removal capacity than cultivation in the same half of CW-P’s. Crushed-PET substrate was as efficient as the gravel one in the removal of some variables (BOD 5 , COD, P total , and K total ). For some other variables, crushed-PET substrate was even more efficient than the gravel one (turbidity, TS, TSS, and Na). Gravel, on the other hand, showed higher N total removal from the MTWW. The results showed that crushed PET bottles might constitute a viable alternative as substrate in HSSF-CWs, as they provide an efficient pollutant removal from MTWW and in view of the fact that the adoption of either monoculture or polyculture will depend on the aim of the treatment.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-03-27T11:17:30Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5090130 bytes, checksum: d98bf49620b68489c4e52a9c9c7bfc08 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-27T11:17:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5090130 bytes, checksum: d98bf49620b68489c4e52a9c9c7bfc08 (MD5) Previous issue date: 2017-08-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Objetivou-se neste trabalho aprofundar os estudos de biodegradação da água residuária pro- veniente da produção do biodiesel (ARIB) em AnSBR operando sob condições otimizadas tanto com valor constante quanto com aumento progressivo de carga orgânica volumétrica aplicada (COV A ). Para otimização do processo os fatores avaliados foram pH, temperatura, agitação, concentração do substrato no afluente, massa de inóculo e tempo de reação. O AnSBR utilizado no experimento era cilindrico, tinha volume reacional de 5 L, foi construído em acrílico com banho termostático para controle de temperatura, regulador para velocidade de agitação e registro de descarte de lodo instalado na base do reator. A ARIB utilizada duran- te todo o experimento foi formulada com base nas caracteristicas encontradas na ARIB gerada no processo industrial com glicerol comercial como única fonte de matéria orgânica, bicarbo- nato de sódio como agente alcalinizante, e sais como fontes de macro e micronutrientes, todos dissolvidos em água destilada. Os resultados obtidos indicaram que os fatores agitação, tem- peratura, massa de inoculação e tempo de reação possuiam influência direta na eficiência de remoção de DQO da ARIB. O fator massa de inóculo influenciou em maior peso a eficiência de remoção de DQO e os fatores temperatura e tempo de reação mostraram possuir maior influência sobre o tamponamento do meio. Ao avaliar o AnSBR operando sob COV A cons- tante de 11,3 g L -1 d -1 em termos de DQO, os valores de eficiência de remoção de DQO dimi- nuíram de 51 para 10% após o período de operação estudado e foi observado azedamento do reator com acúmulo de AVT após o 8° ciclo de operação com concentrações máximas acima de 4500 mg L -1 . Ao avaliar o AnSBR operando sob condições de aumento progressivo de COV A de 1,3 a 9,3 g L -1 d -1 em termos de DQO, observaram-se eficiências médias para remo- ção de DQO de 52 a 11%. O coeficiente cinético aparente, referente à velocidade de degrada- ção da matéria orgânica, esteve entre 0,102 e 1,040 h -1 , sendo que o modelo cinético que con- sidera a concentração residual de substrato foi o que melhor se ajustou aos dados obtidos. Conclui-se que os modelos matemáticos gerados neste trabalho podem ser utilizados para previsão, controle de processos e escalonamento do reator. O aumento progressivo da COV A por meio do aumento da concentração de substrato modificou a diversidade microbiana da biomassa o que influenciou na cinética de degradação da matéria orgânica. / The objective of the presente study was to deepen the studies of biodegradation of biodiesel industry wastewater (BIW) in an AnSBR operating under optimized conditions with both constant value and progressive increase of applied organic volumetric load (OLR). The fac- tors analyzed in the optimization of the process were pH, temperature, agitation, non-tributant substrate concentration, inoculum mass and reaction time. The AnSBR used in the experiment was cylindrical, with a reaction volume of 5 L, built in acrylic with thermostatic bath for tem- perature control, regulator for agitation speed and had a log of sludge discard installed in the base of the reactor. The BIW used throughout the experiment was formulated based on the characteristics found in the BIW generated in the industrial process and it was composed by commercial glycerol as sole source of organic matter, sodium bicarbonate as alkalizing agent, and salts as sources of macro and micronutrients, all dissolved in distilled water. The results indicated that the factors agitation, temperature, inoculation mass and reaction time, directly influence the COD removal efficiency of the BIW. The mass factor of inoculum influenced in greater weight the efficiency of removal of COD and the factors temperature and time of reac- tion showing the greater influence on the buffering of the medium. When evaluating the AnSBR operating under constant OLR of 11.3 g L -1 d -1 in terms of COD, the COD removal efficiency values decreased from 51 to 10% after the period of operation and it was observed the souring of the reactor with TVA accumulation after the 8th cycle of operation with maxi- mum concentrations above 4500 mg L -1 . When evaluating the AnSBR operating under condi- tions of progressive OLR increase of 1.3 to 9.3 g L -1 d -1 in terms of COD, it was observed average COD removal efficiencies of 52 to 11%. The apparent kinetic coefficient, which is related to the degradation rate of organic matter, was between 0.102 and 1.040 h -1 , and the kinetic model considering a residual substrate concentration was the one that adjusted to the data obtained the best. It was possible to conclude that the mathematical models generated in the present study can be used for the forecasting, process control and staggering of the reactor. The progressive increase of OLR by increasing the substrate concentration modified the mi- crobial diversity of the biomass and influenced the kinetics of degradation of the organic mat- ter.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-03-27T17:11:54Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1627204 bytes, checksum: 022ec518803afe3f68823466776bef7d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-27T17:11:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1627204 bytes, checksum: 022ec518803afe3f68823466776bef7d (MD5) Previous issue date: 2017-07-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho foi realizado com o objetivo de determinar as isotermas de dessorção e adsorção em grãos de arroz em casca em diferentes condições de temperatura e umidade relativa, além de analisar o fenômeno de histerese e investigar o comportamento termodinâmico dos processos de sorção nos grãos de arroz em casca. Para tanto, foram utilizados grãos de arroz irrigado, variedade Urucuia, processado em casca, provenientes da Fazenda Experimental da EPAMIG, região do sul de Minas Gerais. Os grãos foram colhidos manualmente com teor de água inicial de 0,28 (b.s.), sendo estes utilizados para análise do processo de dessorção. Para o processo de adsorção, os grãos de arroz em casca foram desidratados em estufa de circulação forçada de ar à temperatura de 80 °C até atingirem teor de água em torno de 0,02 (b.s.). Foi empregado o método estático para obtenção do teor de água de equilíbrio dos grãos de arroz em casca, em diferentes condições de temperatura (10, 20, 30, 40, 50 °C ± 1°C) e umidade relativa (entre 11 e 76% ± 2%). Para todos os testes, foram utilizadas amostras contendo 20 g, em três repetições por temperatura. As amostras foram pesadas periodicamente até que a variação de sua massa fosse menor ou igual a 0,001 g em três pesagens consecutivas. No final de cada processo, o teor de água de equilíbrio de cada amostra foi determinado pelo método gravimétrico. Aos dados observados do equilíbrio higroscópico dos grãos de arroz em casca, foram ajustados oito modelos matemáticos, utilizando o software Statistica 7.0 ® . O modelo mais adequado foi escolhido considerando o coeficiente de determinação (R 2 ), magnitude do erro médio relativo (MRE), desvio padrão da estimativa (SDE) e análise de distribuição de resíduos. Também foram determinadas as seguintes propriedades termodinâmicas da sorção de água nos grãos de arroz em casca: calor isostérico integral, entropia diferencial, energia livre de Gibbs, temperatura isocinética e teoria da compensação entalpia-entropia. De acordo com os resultados obtidos, pôde-se concluir que: (a) o teor de água de equilíbrio dos grãos de arroz em casca é diretamente proporcional à umidade relativa e decresce com o aumento da temperatura para um mesmo valor de atividade de água; (b) o modelo de Chung Pfost foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais dos grãos de arroz em casca; (c) as isotermas de dessorção e adsorção, representadas pelo modelo de Chung Pfost, exibiram um formato sigmoidal, característico de curva do tipo II; (d) os valores do teor de água de equilíbrio obtidos por dessorção foram maiores do que aqueles obtidos por adsorção, evidenciando o fenômeno de histerese; (e) com a redução do teor de água de equilíbrio, ocorre aumento da energia necessária para retirar água do produto, representada pelos valores do calor isostérico integral de dessorção, e aumento da energia liberada pela adsorção da água no produto, representada pelos valores do calor isostérico integral de adsorção; (f) para um mesmo valor de teor de água, os valores do calor isostérico integral de dessorção são maiores que os de adsorção; (g) com a redução do teor de água, ocorre aumento dos valores da entropia diferencial de dessorção e adsorção, sendo que, para um mesmo teor de água de equilíbrio, a entropia diferencial de dessorção é maior que a de adsorção; (h) a energia livre de Gibbs diminuiu com o aumento da temperatura, em ambos os processos, sendo que seus valores foram positivos para dessorção (processo endotérmico), e negativos para adsorção (processo exotérmico); (i) a teoria da compensação entalpia-entropia é aplicada ao fenômeno de sorção dos grãos de arroz em casca, onde os processos de dessorção e adsorção são controlados pela entalpia. / The present work was conducted in order to determine the desorption and adsorption isotherms in paddy rice grains, in different temperature and relative humidity conditions, besides to analyze the hysteresis phenomenon and investigate the thermodynamic behavior of the sorption processes in paddy rice grains. Rice grain irrigated of variety Urucuia, processed in paddy, from the experimental farm of EPAMIG, southern region of Minas Gerais, was used. The grains were harvested manually with initial moisture content of 0.28 (b.s.) and used for desorption process analysis. For the adsorption process, grains were dehydrated in a forced air circulation oven at 80 °C until reaching 0.02 (b.s.). Static method was used to obtain the equilibrium moisture content of rough rice grains, in different temperature conditions (10, 20, 30, 40 e 50 ± 1°C) and relative humidity (11 to 76% ± 2%). Samples containing 20 g of product in three replicates per temperature were used for all tests. Samples were periodically weighed until the mass variation was less or equal to 0,001 g in three consecutive weighings. Gravimetric method was used to determine the equilibrium moisture content of each sample. To observed data of equilibrium moisture content of paddy rice grain, were adjusted eight mathematical models, using Statistica 7.0 ® software. The best model was chosen considering the determination coefficient (R 2 ), magnitude of mean relative error (MRE), standard deviation of the estimate (SDE) and residual plots. Thermodynamic properties of paddy rice grain were also determined, such as: integral isosteric heat, differential entropy, Gibbs free energy, isokinetic temperature and enthalpy-entropy compensation theory. Based on the obtained results, it can be concluded that: (a) the equilibrium moisture content of paddy rice grains is directly proportional of relative humidity and decreases as temperature increases for the same water activity; (b) Chung Pfost model fitted best for the experimental data of paddy rice grains; (c) desorption and adsorption isotherms, represented by Chung Pfost model, showed a sigmoidal shape, characteristic of II curve type; (d) equilibrium moisture content values obtained by desorption were higher than those obtained by adsorption, evidencing the hysteresis phenomenon; (e) with reduction of moisture content, the energy needed to remove water from the product increases, represented by the total values of esoteric heat of desorption, and increase energy released by adsorption of water in the product, represented by the values of the total esoteric heat of adsorption; (f) for the same amount of water content, values of total isoteric heat of desorption are higher than those of adsorption; (g) with reduction of moisture content, there is an increase in values of differential entropy of desorption and adsorption, and, for the same equilibrium moisture content, the desorption differential entropy is higher than adsorption; (h) Gibbs free energy decreased with increasing temperature, in both processes, and their values were positive for desorption, indicating an endothermic process, and negative for adsorption, showing to be an exothermic process; (i) the enthalpy-entropy compensation theory is applied to the sorption phenomenon of paddy rice grains, where the desorption and adsorption processes are controlled by enthalpy.

ROCHA NETO, Odílio Coimbra da. Rede Neural artificial aplicado ao manejo de irrigação. 2012. 109 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-24T19:56:17Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_ocrochaneto.pdf: 14801715 bytes, checksum: 5e6bcfd60a98a12d43eaa5c1e659d6db (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-06-30T22:52:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_ocrochaneto.pdf: 14801715 bytes, checksum: 5e6bcfd60a98a12d43eaa5c1e659d6db (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-30T22:52:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_ocrochaneto.pdf: 14801715 bytes, checksum: 5e6bcfd60a98a12d43eaa5c1e659d6db (MD5) Previous issue date: 2012 / Irrigation is an agricultural practice that leads to high crop production, however the success of this practice depends largely on correct computation of the timing of the application to avoid excessive or deficit application. Thus, the use of moisture sensors, such as capacitive sensors for determining soil moisture combined with artificial neural networks (ANNs) to calculate irrigation time can be a promising tool for automation of irrigation systems. The objective of this work was to develop an ANN that estimate the irrigation time and to contrast the results with the management based on a volume balance method on a watermelon field. Multilayer perceptron types of ANNs were tested. For ANNs training, data obtained in previous harvest were used. The watermelon field was located in Baixo Acaraú Irrigation District in Ceará State – Brazil, where soil moisture was determined using capacitive sensors developed at the Universidade Federal do Ceará (UFC). Networks were tested for two growing stages. The first stage spanning from 0 to the 30th day after seeding (DAS) and the second stage from the 31st to 60th DAS at harvesting. Networks were tested with 2 and 4 inputs, with 5, 10 and 20 neurons in the intermediate layer (NIL) and 1,000, 5,000 and 10,000 epochs. Upon training, the artificial neural networks were field-tested for validation by comparing their responses to the volumetric water balance method (VWBM) for the second stage an succeeding crop cycle. It was found that networks with four entries presented the largest mean square error, converging rapidly to values close to zero, compared the networks with two entries. For the NIL, it was not found significant difference in the mean square error between all 3 tested architectures, therefore it was not necessary to test networks larger than 5 NIL for this application. For the number of training epochs, the one with the best fit values were networks with 10,000 epochs for the first stage of the crop cycle, and 5,000 epochs for the second stage of the crop cycle. It was found no statistical difference in watermelon yield between the two irrigation timing strategies tested (ANN and VWBM). Therefore the artificial neural network was efficient in irrigation management in the field even though the network was presented to some values not occurring during the training process. Thus, one can conclude that the ANN for best performance was a 4-5-1 with learning rate 0.9, and 10000 and 5000 training epochs, respectively in the first and second crop stage. In addition, it was found that the network successfully scheduled the irrigation during the validation process. / A irrigação é uma das práticas culturais que mais influencia o aumento da produção. No entanto, para o sucesso desta prática necessita-se determinar o tempo certo da aplicação de água para evitar desperdícios. Com isso, o emprego de sensores de umidade, como os sensores capacitivos, para níveis reais de umidade do solo aliados a redes neurais artificiais (RNAs) que calculam tempo de irrigação, podem ser uma aquisição promissora para a automação de sistemas de irrigação. Desta forma, objetivou-se com o presente trabalho desenvolver uma RNA que estime o tempo de irrigação e comparando-o com o tempo estimado pelo método do balanço volumétrico para a cultura da melancia. Foram utilizadas RNAs do tipo perceptron de múltiplas camadas. Para o treinamento foram usados dados de manejos em área do PERÍMETRO IRRIGADO BAIXO ACARAÚ no estado do Ceará onde a umidade do solo é determinada por sensores capacitivos desenvolvidos pela Universidade Federal do Ceará (UFC). Foram testadas redes para as fases da cultura. A primeira fase determinada entre 0 e 30 dias após a semeadura (DAS) e a segunda fase sendo de 31 à 60 DAS. Foram testadas redes com 2 e 4 entradas; com 5, 10 e 20 neurônios na camada intermediária (NCI) e 1.000, 5.000 e 10.000 iterações. Após os treinamentos, as redes neurais artificiais foram testadas em campo para a sua validação, comparando as suas respostas em relação ao método do balanço hídrico volumétrico (BHV) para a segunda fase da cultura. Avaliando as redes com 2 e 4 entradas, observou-se que as redes de 4 entradas obtiveram menor erro quadrático médio, convergindo mais rapidamente para valores próximos a zero, quando comparadas às redes de 2 entradas. Quanto ao NCI, não houve mudanças entre as redes, dispensando a necessidade de programar redes maiores que 5 NCI para essa aplicação. Para o número de épocas de treinamento, a que obteve o melhor ajuste aos valores foram as redes com 10.000 iterações para a primeira fase da cultura e 5.000 iterações para a segunda fase da cultura. Com a etapa de campo pode-se constatar que não houve diferença estatística entre os dois manejos adotados. Assim, a rede neural artificial mostrou-se eficiente para o manejo da irrigação, mesmo tendo no experimento valores inéditos ao treinamento. Neste trabalho pode-se concluir que a RNA de melhores respostas para a primeira fase da cultura apresentou a MLP 4-5-1 com 10.000 épocas de treinamento e taxa de aprendizagem de 0,9 e para a segunda fase, MLP 4-5-1, com 10.000 épocas de treinamento e taxa de aprendizagem de 0,9. Conclui-se também, com a etapa de campo, que a rede foi bem sucedida em calcular o tempo de irrigação.

PEIXOTO, Francisca Socorro. Análise da relação espaço-temporal do uso e ocupação do solo com a qualidade da água na Bacia do Açude Acarape do Meio. 2015. 120 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-21T19:37:45Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_fspeixoto.pdf: 4449547 bytes, checksum: d4b71e8faf3affe56d5993f182bf8c52 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-04T23:30:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_fspeixoto.pdf: 4449547 bytes, checksum: d4b71e8faf3affe56d5993f182bf8c52 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-04T23:30:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_fspeixoto.pdf: 4449547 bytes, checksum: d4b71e8faf3affe56d5993f182bf8c52 (MD5) Previous issue date: 2015 / The contamination of water bodies by human activities is increasing and with this action the waters are more vulnerable to degradability. Then, the main goal of this work is to analyze the spatial-temporal relationship between land use and water quality in the watershed of the Acarape do Meio Reservoir, located in State of Ceará, Brazil. Water quality was monitored in the Acarape do Meio Reservoir and in eight river sections located at its tributaries. The Acarape do Meio Reservoir has catchment area of about 215 km². Water quality data sampled during eight years and provided by the Water Resources Management Company (COGERH) were used in this work. Multivariate techniques were used: principal component analysis and cluster analysis. Laboratory analyzes were performed in water sampled in eight river sections that contribute to this reservoir from March/2014 to June/2014. A land use map was made from satellite images: Landsat-5 image of 2004 and Landsat-8 image of 2013. The results showed that the water quality of the Acarape do Meio Reservoir is quite variable. To consolidate these data four principal components were formed to explain 83% of the total variability of the data. Calcium, potassium, total nitrogen and chlorophyll-a were the parameters that present highest explicability. The other technic showed that the water quality was separated into four groups, with group one being represented by the years 2004, 2005 and 2006. This shows that the water quality in those years presented similar characteristics, as they are quite distinct from the others. The second group was formed only by the months of September and October 2012, due to an intensification of the values of the variables, which can be attributed to the dry season and also a precipitation below the average in that year insufficient to increasing the storage in the reservoir and thus the water became more concentrated. The third group was formed by the years 2006, 2007, 2008 and 2010. The last group isolated the month of October 2004. The analysis made in the eight monitoring river sections also show quite high variability in all samples. Phosphorus and organic matter are the most worrisome pollutants. The monitoring section that receives the highest concentrations of nutrients is Pacoti and Canabrava. Both are very close to urban areas, the first one is located close to the town of Pacoti and the second is close to Palmácia. The section that receives the largest loads of organic matter is the Canada section, there the maximum value was 1,154.12 kg-1 day. With respect to maps of land use, it was observed that changes occurred in the six evaluated classes, especially with regard to disturbed vegetation and agricultural crops. A significant decrease in the undisturbed vegetation was also observed. / A contaminação dos corpos d’água pela ação antrópica está se tornando cada vez mais frequente e com essa ação as águas estão cada vez mais vulneráveis a degradação. Levando em consideração esses aspectos, o presente trabalho tem como objetivo analisar a relação espaço-temporal do uso e ocupação do solo com a qualidade da água na bacia hidrográfica do Açude Acarape do Meio, no Estado do Ceará, a partir de monitoramento da qualidade das águas no próprio açude e em oito seções fluviais situadas em sua bacia contribuinte. Para a realização deste trabalho foi avaliada a Bacia Hidrográfica do Açude Acarape do Meio, a qual tem aproximadamente 215 Km². Foram utilizados oito anos de dados de qualidade de água do reservatório fornecidos pela Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos – COGERH. para este processo foi utilizada estatística multivariada através de duas técnicas, análise de componentes principais e análise de agrupamento. Além desses dados foram realizadas análises laboratoriais das oito seções fluviais de monitoramento que alimentam o referido reservatório, no período de março a junho de 2014, e confeccionado um mapa de uso e ocupação do solo através de imagens de satélite do ano de 2004 (Landsat-5) e de 2013 (Landsat-8). Os resultados da qualidade da água do açude se mostraram bastante variáveis e preocupantes. Para a consolidação desses dados foram formadas quatro componentes principais necessárias para explicar 83% da variabilidade total dos dados. As componentes mais significativas na explicabilidade da qualidade da água no reservatório foram: cálcio, potássio, nitrogênio total, clorofila-a. A segunda técnica avaliada mostrou que a qualidade da água foi separada em quatro grupos, sendo que o grupo um ficou representado pelos dados dos anos de 2004, 2005 e 2006, levando a crer que a qualidade da água nesses anos estaria com características semelhantes. O segundo grupo foi formado somente pelos meses de setembro e outubro de 2012, os quais tiveram uma intensificação dos valores das variáveis analisadas, o que pode ser atribuído ao período de estiagem e que também o referido ano não teve uma quadra invernosa que pudesse contribuir para a o aumento do volume do reservatório e com isso a água ficou mais concentrada e consequentemente os valores dos parâmetros analisados tiveram um “salto”. O grupo três foi formado pelos anos de 2006, 2007, 2008 e 2010. O último grupo ficou apenas com outubro de 2004, isolando-se dos demais. As análises realizadas nas oito seções de monitoramento mostram-se também bastante variáveis em todas as campanhas. Dentre os poluentes mais preocupantes estão os relacionados ao fósforo e à matéria orgânica. As seções de monitoramento que receberam maiores concentrações de nutrientes são a seção Pacoti e a Canabrava, localizadas bem próximas a zonas urbanas, a primeira localizada próxima à cidade de Pacoti e a segunda próxima a Palmácia. A seção que recebe maior carga de poluentes de material orgânico é a seção Canadá, obtendo valor máximo de 1154,12 Kg.dia-1. Com relação aos mapas de uso e ocupação do solo, foi possível observar que houve modificações nas seis classes avaliadas, principalmente no tocante a vegetação antropizada e cultivos agrícolas. Na vegetação nativa também se apresentou um decréscimo significativo.