Submitted by ROMÁRIO PIMENTA GOMES null (rpgagronomia@gmail.com) on 2017-09-26T18:24:04Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Romário_Pimenta_Gomes.pdf: 4952587 bytes, checksum: 38b374e1aebb3432a8e755c6e9f28a77 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-09-28T13:04:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gomes_rp_me_jabo.pdf: 4952587 bytes, checksum: 38b374e1aebb3432a8e755c6e9f28a77 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-28T13:04:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gomes_rp_me_jabo.pdf: 4952587 bytes, checksum: 38b374e1aebb3432a8e755c6e9f28a77 (MD5) Previous issue date: 2017-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nos solos tropicais, o fenômeno de adsorção de fósforo é regido pela mineralogia da fração argila, que, por sua vez, é afetada pelo material de origem e intensidade de dissecação da paisagem. Desse modo, objetivou-se relacionar o fósforo total e adsorvido com principais minerais da fração argila dos solos do Planalto Ocidental Paulista, São Paulo, associando com a geologia e o grau de dissecação da paisagem. Foram selecionadas cinquenta e cinco amostras de solo representativas da variabilidade fisiográfica do Planalto Ocidental Paulista, na profundidade de 0,0 – 0,2 m, para a caracterização das formas de fósforo, mineralogia da argila por difração de raios-x (DRX) e espectroscopia de reflectância difusa (ERD); utilizou-se também calibração quimiométrica através da regressão de mínimos quadrados parciais (PLSR). Verificou-se que o P total e o P adsorvido são influenciados pela geologia e grau de dissecação da paisagem, e são covariativos dos óxidos de Fe e Al, sendo esses óxidos importantes indicadores de ambientes com maiores e menores potenciais de adsorção e com baixos e altos teores de P. A caracterização das curvas espectrais permite diferenciar o conteúdo de P total com base na mineralogia da fração argila. A análise por regressão de mínimos quadrados parciais (PLSR) dos dados espectrais evidencia a influência dos óxidos de ferro no conteúdo de P total e adsorvido, sendo a Hm ao P total e a Gt ao P adsorvido. / In tropical soils, the phenomenon of phosphorus adsorption is governed by the mineralogy of the clay fraction, which in turn is affected by the material of origin and intensity of dissection of the landscape. the objective was to relate the total phosphorus and adsorbed with the main minerals of the clay fraction of the soils of the Planalto Ocidental Paulista, associating with the geology and the degree of dissection of the landscape. Were selected fifty - five soil samples representative of the physiographic variability of the Planalto Ocidental Paulista, in the depth of 0.0 - 0.2 m, for the characterization of phosphorus forms, clay mineralogy by X - ray diffraction (XRD) and diffuse reflectance spectroscopy (DRS); it was also used chemometric calibration Through the partial least squares regression (PLSR). It was verified that the total P and adsorbed P are influenced by the geology and degree of dissection of the landscape, and are covariate of the Fe and Al oxides, and these oxides are important indicators of environments with higher and lower adsorption potentials and with low and high levels of P. The characterization of the spectral curves allows to differentiate the total P content based on the mineralogy of the clay fraction. Partial least squares regression analysis (PLSR) of the spectral data shows the influence of iron oxides on the total and adsorbed P content, with Hm at the total P and Gt at the adsorbed P.

No presente estudo foram empregadas diferentes técnicas de sensoriamento remoto com vistas a sua utilização na exploração e estudo de depósitos minerais, com foco na redução de tempo e custos em programas de geologia e exploração mineral. A área de estudo está situada na porção centro-sul do Estado do Rio Grande do Sul, no município de Caçapava do Sul, na localidade de Minas do Camaquã, a aproximadamente 350 km da capital do estado, Porto Alegre, com acesso final através da BR- e estradas vicinais. As coordenadas de referência da Mina Uruguai são 30°54’34” Sul e 53°26’37” Oeste. Dados multiespectrais do sensor ASTER pré-processados (calibração radiométrica e correção atmosférica), na faixa do visível, infravermelho próximo e de ondas curtas (350 a 2500 nm), em conjunto com análises espectrais de amostras de rochas sedimentares eopaleozoicas foram utilizados com vistas ao mapeamento espectral da alteração hidrotermal associada às ocorrências de cobre na Mina Uruguai (Minas do Camaquã/RS). As leituras foram efetuadas em um espectrorradiômetro portátil ASD FieldSpec-3 High-Resolution e a interpretação mineralógica das assinaturas espectrais foi efetuada com o apoio do software The Spectral Geologist (TSG™Pro). O algoritmo Spectral Angle Mapper (SAM) foi selecionado para o mapeamento espectral da cena do sensor ASTER. Foram identificados caulinita + ilita (fengita + muscovita) + clorita (férrica e ferromagnesiana) + hematita + goetita, paragênese mineral que, associada a outras características observadas na Mina Uruguai, é consistente com alteração hidrotermal sob condições epitermais de baixo enxofre. Como resultado do mapeamento espectral, foram reconhecidas zonas argilizadas (ilita) e sericitizadas. O tipo de alteração, com ocorrência restrita a apenas alguns metros a partir dos filões, diferentemente do que ocorre, por exemplo, nos depósitos de cobre pórfiro, onde a alteração hidrotermal é intensa e pervasiva, torna mais complexa sua identificação na cena ASTER. A cobertura vegetal identificada na região também é elemento interferente na aplicação da técnica, a qual deve ser utilizada de forma combinada à espectroscopia de reflectância, para resultados mais efetivos em áreas com condições fisiográficas pouco favoráveis (clima úmido, com cobertura vegetal e alteração intempérica). / The present study applied different remote sensing techniques to evaluate its use in the exploration and study of mineral resources, focusing on the reduction of time and costs of geology and mineral exploration programs. The study area is located in the south central portion of the state of Rio Grande do Sul, in the municipality of Caçapava do Sul, in Minas do Camaquã, about 350 km from the state capital, Porto Alegre, with last access through BR -153 and country roads. The reference coordinates of Mina Uruguay are 30°54'34" South and 53°26'37" West. ASTER multispectral data preprocessed (radiometric calibration and atmospheric correction) in the visible, near infrared and shortwave infrared (350 to 2500 nm), in conjunction with eopaleozoicas sedimentary rock samples spectral analyzes, were used to spectral mapping of hydrothermal alteration associated with copper occurrences in Mina Uruguay (Minas Camaquã / RS). Spectral analysis were performed on ASD FieldSpec-3 High-Resolution portable spectroradiometer and the spectral signatures mineralogical interpretation was done in The Spectral Geologist (TSG ™ Pro) software. The algorithm Spectral Angle Mapper (SAM) was selected for the spectral mapping of ASTER scene. It was identified mineral paragenesis consists of kaolinite + illite (phengite + muscovite) + chlorite (ferric and ferromagnesiana) + hematite + goethite, which, combined with other characteristics observed in Mina Uruguay, is consistent with low sulphidation epithermal hydrothermal alteration. As a result of spectral mapping, it was also identified areas with illite and sericite. The kind of alteration, with occurrence restricted to just a few meters from the veins, unlike what happens, for example, deposits of porphyry copper, where the hydrothermal alteration is intense and pervasive, becomes more complex your recognition in ASTER scene. The vegetation identified in the region is also intervening material on technical application, which must be used in combination with reflectance spectroscopy for more effective results in areas with unfavorable physiographic conditions (humid climate with vegetation and weathering).

No presente estudo foram empregadas diferentes técnicas de sensoriamento remoto com vistas a sua utilização na exploração e estudo de depósitos minerais, com foco na redução de tempo e custos em programas de geologia e exploração mineral. A área de estudo está situada na porção centro-sul do Estado do Rio Grande do Sul, no município de Caçapava do Sul, na localidade de Minas do Camaquã, a aproximadamente 350 km da capital do estado, Porto Alegre, com acesso final através da BR- e estradas vicinais. As coordenadas de referência da Mina Uruguai são 30°54’34” Sul e 53°26’37” Oeste. Dados multiespectrais do sensor ASTER pré-processados (calibração radiométrica e correção atmosférica), na faixa do visível, infravermelho próximo e de ondas curtas (350 a 2500 nm), em conjunto com análises espectrais de amostras de rochas sedimentares eopaleozoicas foram utilizados com vistas ao mapeamento espectral da alteração hidrotermal associada às ocorrências de cobre na Mina Uruguai (Minas do Camaquã/RS). As leituras foram efetuadas em um espectrorradiômetro portátil ASD FieldSpec-3 High-Resolution e a interpretação mineralógica das assinaturas espectrais foi efetuada com o apoio do software The Spectral Geologist (TSG™Pro). O algoritmo Spectral Angle Mapper (SAM) foi selecionado para o mapeamento espectral da cena do sensor ASTER. Foram identificados caulinita + ilita (fengita + muscovita) + clorita (férrica e ferromagnesiana) + hematita + goetita, paragênese mineral que, associada a outras características observadas na Mina Uruguai, é consistente com alteração hidrotermal sob condições epitermais de baixo enxofre. Como resultado do mapeamento espectral, foram reconhecidas zonas argilizadas (ilita) e sericitizadas. O tipo de alteração, com ocorrência restrita a apenas alguns metros a partir dos filões, diferentemente do que ocorre, por exemplo, nos depósitos de cobre pórfiro, onde a alteração hidrotermal é intensa e pervasiva, torna mais complexa sua identificação na cena ASTER. A cobertura vegetal identificada na região também é elemento interferente na aplicação da técnica, a qual deve ser utilizada de forma combinada à espectroscopia de reflectância, para resultados mais efetivos em áreas com condições fisiográficas pouco favoráveis (clima úmido, com cobertura vegetal e alteração intempérica). / The present study applied different remote sensing techniques to evaluate its use in the exploration and study of mineral resources, focusing on the reduction of time and costs of geology and mineral exploration programs. The study area is located in the south central portion of the state of Rio Grande do Sul, in the municipality of Caçapava do Sul, in Minas do Camaquã, about 350 km from the state capital, Porto Alegre, with last access through BR -153 and country roads. The reference coordinates of Mina Uruguay are 30°54'34" South and 53°26'37" West. ASTER multispectral data preprocessed (radiometric calibration and atmospheric correction) in the visible, near infrared and shortwave infrared (350 to 2500 nm), in conjunction with eopaleozoicas sedimentary rock samples spectral analyzes, were used to spectral mapping of hydrothermal alteration associated with copper occurrences in Mina Uruguay (Minas Camaquã / RS). Spectral analysis were performed on ASD FieldSpec-3 High-Resolution portable spectroradiometer and the spectral signatures mineralogical interpretation was done in The Spectral Geologist (TSG ™ Pro) software. The algorithm Spectral Angle Mapper (SAM) was selected for the spectral mapping of ASTER scene. It was identified mineral paragenesis consists of kaolinite + illite (phengite + muscovite) + chlorite (ferric and ferromagnesiana) + hematite + goethite, which, combined with other characteristics observed in Mina Uruguay, is consistent with low sulphidation epithermal hydrothermal alteration. As a result of spectral mapping, it was also identified areas with illite and sericite. The kind of alteration, with occurrence restricted to just a few meters from the veins, unlike what happens, for example, deposits of porphyry copper, where the hydrothermal alteration is intense and pervasive, becomes more complex your recognition in ASTER scene. The vegetation identified in the region is also intervening material on technical application, which must be used in combination with reflectance spectroscopy for more effective results in areas with unfavorable physiographic conditions (humid climate with vegetation and weathering).

A cadeia produtiva da cana-de-açúcar vem sofrendo problemas de diversas naturezas, sendo a mais comum a estiagem, agravada pelas mudanças climáticas que reduzem a disponibilidade de água no solo, afetando diretamente a produtividade da cultura. Uma grande proporção da cultura da cana-de-açúcar não é irrigada, sendo sujeita a alterações entre estações úmidas e secas em condições tropicais e subtropicais, mas quando é irrigada, tem-se observado um incremento significativo na produtividade da cultura. As necessidades hídricas da cultura devem ser atendidas, tanto, na quantidade requerida, quanto no momento oportuno. Para isto, devem ser quantificados parâmetros relacionados com o seu estado hídrico. No entanto, os métodos empregados convencionalmente são demorados, custosos e invasivos. Como alternativa que ajuda a reduzir tempo e custos, o sensoriamento remoto hiperespectral vem sendo utilizado para estimar o estado hídrico em diferentes escalas, uma vez que permite a captura de grande quantidade de informação rapidamente. Para o presente trabalho, o comportamento espectral da vegetação de 400 a 2500 nm, foi utilizado na quantificação de alguns parâmetros que estabelecem o seu estado hídrico. As avaliações tanto em casa de vegetação quanto em laboratório foram feitas em folhas de cana-de-açúcar submetidas a déficit hídrico programado. Para os dados de laboratório foram obtidos R2 > 0,8 na região do visível e R2 < 0,55, na região do infravermelho próximo para CRA (conteúdo relativo de água). Para EEA (espessura equivalente da água) foi obtido um R2 < 0,6 na região do infravermelho próximo. / The sugarcane agribusiness has been suffering several kinds of problems. The most common is the drought caused by the weather changes, which reduce the water availability in the soil, affecting directly the crop yield. A large proportion of the sugarcane crop is not irrigated undergoing changes between wet and dry seasons in tropical and subtropical conditions, but when it is irrigated, it has been possible to observe an increase in the crop yield. The crop water requirements must be provided, both at the required amount and at the right time. To do this, parameters related to its moisture status have to be quantized. However, conventional methods are slow, invasive and expensive. As an alternative to reduce time and costs, the hyperspectral remote sensing has been being used to estimate the water status at different scales, because it allows capturing big amounts of information quickly. In the present study, the spectral behavior of vegetation between 400 and 2500 nm was used to quantify some parameters that establish its water status. The evaluations were conducted both in the greenhouse and the laboratory on sugarcane leaves under programmed water deficit. The laboratory data obtained were R2> 0.8 in the visible region and R2 <0.55 in the near infrared region for the RWC (relative water content). For the EWT (equivalent water thickness) was obtained a R2 <0.6 in the near infrared region.

A cadeia produtiva da cana-de-açúcar vem sofrendo problemas de diversas naturezas, sendo a mais comum a estiagem, agravada pelas mudanças climáticas que reduzem a disponibilidade de água no solo, afetando diretamente a produtividade da cultura. Uma grande proporção da cultura da cana-de-açúcar não é irrigada, sendo sujeita a alterações entre estações úmidas e secas em condições tropicais e subtropicais, mas quando é irrigada, tem-se observado um incremento significativo na produtividade da cultura. As necessidades hídricas da cultura devem ser atendidas, tanto, na quantidade requerida, quanto no momento oportuno. Para isto, devem ser quantificados parâmetros relacionados com o seu estado hídrico. No entanto, os métodos empregados convencionalmente são demorados, custosos e invasivos. Como alternativa que ajuda a reduzir tempo e custos, o sensoriamento remoto hiperespectral vem sendo utilizado para estimar o estado hídrico em diferentes escalas, uma vez que permite a captura de grande quantidade de informação rapidamente. Para o presente trabalho, o comportamento espectral da vegetação de 400 a 2500 nm, foi utilizado na quantificação de alguns parâmetros que estabelecem o seu estado hídrico. As avaliações tanto em casa de vegetação quanto em laboratório foram feitas em folhas de cana-de-açúcar submetidas a déficit hídrico programado. Para os dados de laboratório foram obtidos R2 > 0,8 na região do visível e R2 < 0,55, na região do infravermelho próximo para CRA (conteúdo relativo de água). Para EEA (espessura equivalente da água) foi obtido um R2 < 0,6 na região do infravermelho próximo. / The sugarcane agribusiness has been suffering several kinds of problems. The most common is the drought caused by the weather changes, which reduce the water availability in the soil, affecting directly the crop yield. A large proportion of the sugarcane crop is not irrigated undergoing changes between wet and dry seasons in tropical and subtropical conditions, but when it is irrigated, it has been possible to observe an increase in the crop yield. The crop water requirements must be provided, both at the required amount and at the right time. To do this, parameters related to its moisture status have to be quantized. However, conventional methods are slow, invasive and expensive. As an alternative to reduce time and costs, the hyperspectral remote sensing has been being used to estimate the water status at different scales, because it allows capturing big amounts of information quickly. In the present study, the spectral behavior of vegetation between 400 and 2500 nm was used to quantify some parameters that establish its water status. The evaluations were conducted both in the greenhouse and the laboratory on sugarcane leaves under programmed water deficit. The laboratory data obtained were R2> 0.8 in the visible region and R2 <0.55 in the near infrared region for the RWC (relative water content). For the EWT (equivalent water thickness) was obtained a R2 <0.6 in the near infrared region.

Com a intensificação e expansão da produção agrícola brasileira, seguidas da crescente preocupação ambiental, surge a necessidade da adoção de novas tecnologias para o monitoramento e avaliação em larga escala dos recursos naturais, em especial o solo. Nesse sentido a espectroscopia de reflectância, aliada as bibliotecas espectrais, atende estas expectativas por ser uma técnica eficiente, rápida, barata e não poluente, pois não usa reagentes e nem gera resíduos, porém sua aplicação nos solos tropicais brasileiros ainda é incipientes e carece de mais estudos. Sendo assim, o objetivo principal do trabalho foi comparar as informações espectrais obtidas por espectroscopia de reflectância nas faixas do visível, infravermelho próximo e, principalmente, no infravermelho médio com análises convencionais de solo a fim entender as relações existentes entre o comportamento espectral e os atributos físicos, químicos e mineralógicos dos solos estudados, ainda quantificar e caracterizar a variabilidade desses atributos e dos solos com base no comportamento espectral. Para tanto, foram utilizadas 1288 amostras de solo correspondentes a diferentes horizontes de 458 perfis da região central brasileira (GO, MS, MG e SP), sobre as quais foram procedidas análise granulométrica e química, para fins de levantamento de solos, e mineralógica. Os espectros VisNIR foram adquiridos com o sensor FieldSpec Pro, enquanto que espectros Mid-IR com o sensor Nicolet 6700 Fourier Transform Infrared (FT-IR) e, após isso, os dados foram transformados com os seguintes préprocessamentos: remoção do espectro contínuo, absorbância e correção da linha base. As diferentes faixas espectrais também foram combinadas pela outer product analysis. A distribuição dos dados espectrais e a influência de cada atributo nos comportamentos espectrais dos solos foram avaliadas através de análises estatísticas multivariadas, tais como correlação multivariada, análise por componentes principais, seguidas das análises de agrupamento kmédias, para a avaliação entre amostras, e distância taxonômica, para avaliação entre perfis. A predição dos atributos dos solos com base nos dados espectrais foi determinada pelos algoritmos de regressão multivariada: mínimos quadrados parciais (PLSR), árvores de regressão ampliadas (BT) e máquina de vetor suporte (SVM); sendo que a qualidade das predições foi definida pelos R2, RMSE, RPD e RPIQ. O comportamento espectral das principais classes de solos tropicais brasileiros, em ambas as faixas espectrais, foi apresentado juntamente com as principais feições de absorção diagnosticadas (minerais 2:1, caulinita, óxidos de Fe e Al), assim como a contribuição de cada atributo do solo na variação dos espectros. Foi possível estabelecer a formação de grupos de solo com base no grau de intemperismo das amostras, enquanto que os perfis das principais classes de solos puderam ser discriminados com base na variação do comportamento espectral em profundidade. Grande parte dos atributos estudados pode ser quantificada nas duas faixas espectrais pelo menos com um nível de qualidade razoável (RPD > 1,40), sendo que o principal algoritmo de predição foi o SVM com os espectros em valores de absorbância. A espectroscopia de reflectância, principalmente na faixa Mid-IR, apresenta-se como uma tecnologia eficaz de alta potencialidade e aplicabilidade nas análises qualitativa e quantitativas dos solos, principalmente para fins de levantamento e mapeamento. / Considering the intensification and expansion of Brazilian agricultural production followed by the growing environmental concern, there is the necessity of adopting new technologies to monitor on a large scale the natural resources, in particular, the soil. In this sense, reflectance spectroscopy, integrated with spectral libraries, meets that expectation as an alternative for proximal soil sensing because its more efficient than other techniques being cheaper and faster than conventional analyses, besides, it doesnt produce waste. However, its application on Brazilian tropical soils is still incipient and needs more studies. The main aim of this research was to compare spectral information acquired by reflectance spectroscopy in the visible, near infrared and, mainly, in the mid infrared ranges with conventional soil analyses in order to understand the relationships among spectral behavior and physical, chemical, and mineralogical attributes of the studied soils, also, to quantify and characterize the variability of these attributes and soils based on their spectral behavior. For that, a dataset with 1288 soil samples referring to different horizons from 458 soil profiles from the central region of Brazil (States of Goiás, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais e São Paulo) was used, and convetional analyses (granulometric, chemical and mineralogical) for soil survey were applied over them. VisNIR reflectance data were acquired by the FiledSpec Pro sensor whereas Mid-IR spectral data were acquired by the Nicolet 6700 (FT-IR) sensor and, after that, both data were transformed by the following pre-processing: continuum removal, absorbance and baseline correction. The different spectral ranges were also combined by outer product analysis. The data distribution and the influence of each attribute on soil spectral behavior were evaluated by multivariate statistical analyses, such as, multivariate correlations, principal component analysis followed by k-means clustering, for assessment among soil samples, and by taxonomic distance, for assessment among soil profiles. Predictions of soil attributes based on spectral data were modeled by following multivariate regression algorithms: partial least square regression (PLSR), boosted regression trees (BT) and support vector machine (SVM) and quality of modeling were evaluated by R2, RMSE, RPD and RPIQ. Spectral behavior of the main soil classes, in both ranges, were showed along with the absorption features of the major tropical minerals (2:1 minerals, kaolinite, Fe and Al oxides), as well as, the contribution of each soil attribute on spectra variations. Sample clustering based on different weathering levels of soils was possible regarding differences in absorbance intensities and features whereas profiles of the main soil classes could be discriminated based on variation of spectral behavior in depth. Much of the studied attributes could be predicted in both spectral range at least in a reasonable level of quality (RPD > 1,40), and SVM was considered the principal prediction algorithm as well as absorbance transformation as the major pre-processing. Reflectance spectroscopy, especially in the Mid-IR range, shows up as a high potential technique for qualitative and quantitative analysis of Brazilian soils, in particular for soil survey or mapping.

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

Submitted by DANILO ALMEIDA BALDO DO CARMO (danilo_baldo@hotmail.com) on 2018-05-23T15:53:30Z No. of bitstreams: 1 Tese_DaniloBaldo.pdf: 4225878 bytes, checksum: f6162ae37b5db55be022b39f8669ba7e (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br) on 2018-05-23T16:34:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 carmo_dab_dr_jabo.pdf: 4225878 bytes, checksum: f6162ae37b5db55be022b39f8669ba7e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-23T16:34:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carmo_dab_dr_jabo.pdf: 4225878 bytes, checksum: f6162ae37b5db55be022b39f8669ba7e (MD5) Previous issue date: 2018-04-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A agricultura moderna no contexto internacional propõe inovações para o agronegócio, em especial para as práticas agrícolas. No entanto, este avanço deverá auxiliar o empresário rural a aumentar a eficiência, utilizando de forma sustentável os recursos naturais: água, terra e energia. Desse modo, objetivou-se, neste estudo, verificar o potencial dos sensores para obter os dados espectrais de um argissolo com cultivo de café. Utilizou-se de um conjunto de dados de um grid com 51 amostras de solo, em 39 hectares, com cultivo de café (Catuaí Amarelo, linhagem IAC 62). A obtenção das variáveis da cor: matiz, valor, croma, red, green e blue foi determinada por espectroscopia de reflectância difusa (ERD) e sensor próximo móbile (SPM). Os resultados mostraram relação com os atributos do solo nos seguintes casos: redSPM e argila: (R2 = 0,70, p < 0,01), greenSPM e CTC (R2 = 0,73, p < 0,01), redSPM e P (R2 = 0,64, p < 0,05), blueSPM e EC (R2 = 0,96, p < 0,01) e, greenSPM e Fe (R2 = 0,75, p < 0,01). Para os atributos da planta, foram: greenSPM e P17 (R2 = 0,70, p < 0,01), defeitos com regressões variando de 0,71 - 0,84 e, redSPM e produtividade (R2 = 0,95, p < 0,01). Os resultados mostraram que o uso da cor determinada pelo red, green e blue permitiu identificar atributos do solo e áreas com potenciais produtivos e qualitativos do café. Para o estudo no Planalto Ocidental Paulista, realizou-se um grid em área de 13 milhões de hectares, totalizando 600 amostras na profundidade de 0,00-0,20 metros. Nestas amostras, foram determinadas as variáveis da cor. Observou-se semelhança no uso dos métodos ERD e SPM. Os semivariogramas da ERD tiveram alcance para as variáveis matiz, valor, croma, red, green e blue de 112 km, 216 km, 19 km, 207 km, 183 km e 158 km, respectivamente. Com o uso do SPM, os alcances foram de: 19 km, 226 km, 30 km, 160 km, 218 km e 75 km, respectivamente. Os semivariogramas cruzados estimaram os atributos físico-químicos (Argila, capacidade de troca catiônica - CTC, fósforo - P e hematita - Hm). Os semivariogramas cruzados explicaram a distância máxima de correlação observada entre as variáveis. Os resultados do SPM mostraram que a cor nos sistemas red, green e blue pode ser utilizada na predição do teor de argila (77%), CTC (99%), P (90%) e Hm (70%). Com o uso da ERD, os sistemas red, green e blue predizem o teor de argila (79%), CTC (94%), P (86%) e Hm (67%). Estes resultados mostram que a cor é um indicativo seguro dos atributos do solo. Como alternativa de baixo custo, o SPM mostrou ser uma ferramenta eficiente que possibilita a avaliação destes atributos. / Modern agriculture in the international context proposes innovations for agribusiness, especially for agricultural practices. However, this progress must help the rural entrepreneur to increase efficiency, using sustainable natural resources: water, land and energy. Thus, the objective of this study was, to verify the potential of the sensors to obtain the spectral data of an argisol with coffee cultivation. We used a set of data with a grid 51 soil samples on 39 hectares, with coffee cultivation (Yellow Catuaí, lineage IAC 62). Obtaining the color variables: hue, value, chroma, red, green and blue was determined by diffuse reflectance spectroscopy (DRS) and mobile near sensor (MNS). The results were related to soil attributes in the following cases: redMNS and clay: (R2 = 0.70, p <0.01), greenMNS and CTC (R2 = 0.73, p <0.01), redMNS and P (R2 = 0.64, p <0.05), blueMNS and EC (R2 = 0.96, p <0.01) and, greenMNS and Fe (R2 = 0.75, p <0.01). For the plant atributes, were: greenMNS and P17 (R2 = 0.70, p <0.01), defects with regressions ranging from 0.71 - 0.84 and, redMNS and productivity (R2 = 0.95, p <0.01). The results showed that the use of the color determined by red, green and blue allowed to identify soil attributes and areas with productive and qualitative potentials of coffee. For the study in the Midwest Paulista Plateau, a grid was realized in an area of 13 million hectares, totaling 600 samples in the depth of 0.00-0.20 meters. In these samples, the color variables were determined. Similarity was observed in the use of DRS and MNS methods. The DRS semivariograms were range for the hue, value, chroma, red, green and blue variables of 112 km, 216 km, 19 km, 207 km, 183 km and 158 km, respectively. With the use of MNS, the ranges were: 19 km, 226 km, 30 km, 160 km, 218 km and 75 km, respectively. The crossed semivariograms estimated the physical-chemical attributes (clay, cation exchange capacity - CTC, phosphorus - P and hematite-Hm). Crossed semivariograms explained the maximum correlation distance observed between the variables. The results of the MNS showed that the color in the red, green and blue systems can be used to predict the content of clay (77%), CTC (99%), P (90%) and Hm (70%). With the use of DRS, red, green and blue systems predict the content of clay (79%), CTC (94%), P (86%) and Hm (67%). These results show that color is a safe indication of soil attributes. As an alternative of low cost, the MNS has shown to be an efficient tool that allows the evaluation of these attributes.

Orientador: Inés Joekes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T11:57:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_ScheilaDaianaFausto_M.pdf: 2196472 bytes, checksum: c6f04b6d2db3f6b1a2f50a2fabb1e67f (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Os cabelos tingidos, como é de conhecimento comum, desbotam com o passar do tempo. Estudos mostram que tanto cabelos naturais quanto tingidos apresentam desbotamento quando expostos à radiação ultravioleta, e este mesmo fenômeno também é observado em outras fibras naturais. Além disso, o processo de lavagem tem grande influência nesta perda de cor. No entanto, há poucos estudos que combinem os efeitos da radiação ao de tensoativos, utilizados no processo de lavagem. Neste trabalho, estudamos a permanência da cor em cabelos Caucasianos tingidos frente à exposição à radiação UV-Vis e a três diferentes tensoativos, coco glucosídeo, cocoil sarcosinato de sódio e coco sulfato de sódio, de mesma cadeia apolar e diferente grupo polar. Cabelos castanhos foram oxidados antes do tingimento. Cabelos loiros foram tingidos sem oxidação prévia. Cabelos castanhos e loiros sem tingir foram usados como controles. Foram simulados danos diários por meio de irradiação em lâmpada de vapor de mercúrio e lavagens, em 30 ciclos sequenciais de 8 h de irradiação e uma lavagem. As diferenças de cor foram medidas por espectrofotometria de reflectância difusa.. Foram obtidos espectros no UV-Vis das soluções de lavagem com os diferentes tensoativos. Como esperado, todas as mechas, naturais e tingidas, apresentaram diferença de cor. No caso das mechas sem tingir, os espectros das soluções de lavagem correspondem aos das melaninas. No caso das mechas tingidas, as soluções de lavagem têm o mesmo perfil de absorbância que as soluções de tintura. As mechas oxidadas e tingidas desbotaram mais que as que foram apenas tingidas. Observou-se diferença entre o efeito dos tensoativos apenas nas mechas que foram tingidas. Tanto para o cabelo castanho oxidado e tingido quanto para o cabelo loiro tingido, a ordem de extração do pigmento é: coco sulfato de sódio > cocoil sarcosinato de sódio > coco glucosídeo, concordando com o respectivo índice HLB / Abstract: It is well known that dyed hair fades with time. There are studies showing that dyed and natural hair, besides other natural fibers, have their color lightened when exposed to ultraviolet radiation. Futhermore, shamppoing has a big effect on this color lightening. However, there are few studies combining the effects of radiation and surfactants. In this work, we studied the color durability in dyed Caucasian hair when exposed to radiation and three surfactants, coco glucoside, sodium cocoyl sarcosinate and sodium coco sulfate, with same carbonic chain and different polar groups. Brown hair was chemically bleached before dyeing and blond hair was dyed without previous oxidation. Brown and blond hair with no dyeing was used as control. Simulation of diary damages was done by a mercury vapor lamp and washing cycles, in 30 sequential cycles of 8 h of irradiation and one shampooing. Color changes were measured by diffuse reflectance spectroscopy (DRS), using CIELab system. UV-Vis spectra were obtained from washing solutions with the different surfactants. All tresses, natural and dyed, showed color changes. UV-Vis spectra of the washing solutions of the hair without dyeing are consistent with melanin spectra. Dyed hair washing solutions spectra have the same profile of the dye solutions. The chemically bleached and dyed tresses faded more than the only dyed ones. Differences among the surfactants were observed only in the dyed tresses The pigment removal order for both, oxidized and dyed and only dyed tresses is: sodium coco sulfate > sodium cocoyl sarcosinate > coco glucoside, agreeing with their HLB index / Mestrado / Físico-Química / Mestra em Química

Com a intensificação e expansão da produção agrícola brasileira, seguidas da crescente preocupação ambiental, surge a necessidade da adoção de novas tecnologias para o monitoramento e avaliação em larga escala dos recursos naturais, em especial o solo. Nesse sentido a espectroscopia de reflectância, aliada as bibliotecas espectrais, atende estas expectativas por ser uma técnica eficiente, rápida, barata e não poluente, pois não usa reagentes e nem gera resíduos, porém sua aplicação nos solos tropicais brasileiros ainda é incipientes e carece de mais estudos. Sendo assim, o objetivo principal do trabalho foi comparar as informações espectrais obtidas por espectroscopia de reflectância nas faixas do visível, infravermelho próximo e, principalmente, no infravermelho médio com análises convencionais de solo a fim entender as relações existentes entre o comportamento espectral e os atributos físicos, químicos e mineralógicos dos solos estudados, ainda quantificar e caracterizar a variabilidade desses atributos e dos solos com base no comportamento espectral. Para tanto, foram utilizadas 1288 amostras de solo correspondentes a diferentes horizontes de 458 perfis da região central brasileira (GO, MS, MG e SP), sobre as quais foram procedidas análise granulométrica e química, para fins de levantamento de solos, e mineralógica. Os espectros VisNIR foram adquiridos com o sensor FieldSpec Pro, enquanto que espectros Mid-IR com o sensor Nicolet 6700 Fourier Transform Infrared (FT-IR) e, após isso, os dados foram transformados com os seguintes préprocessamentos: remoção do espectro contínuo, absorbância e correção da linha base. As diferentes faixas espectrais também foram combinadas pela outer product analysis. A distribuição dos dados espectrais e a influência de cada atributo nos comportamentos espectrais dos solos foram avaliadas através de análises estatísticas multivariadas, tais como correlação multivariada, análise por componentes principais, seguidas das análises de agrupamento kmédias, para a avaliação entre amostras, e distância taxonômica, para avaliação entre perfis. A predição dos atributos dos solos com base nos dados espectrais foi determinada pelos algoritmos de regressão multivariada: mínimos quadrados parciais (PLSR), árvores de regressão ampliadas (BT) e máquina de vetor suporte (SVM); sendo que a qualidade das predições foi definida pelos R2, RMSE, RPD e RPIQ. O comportamento espectral das principais classes de solos tropicais brasileiros, em ambas as faixas espectrais, foi apresentado juntamente com as principais feições de absorção diagnosticadas (minerais 2:1, caulinita, óxidos de Fe e Al), assim como a contribuição de cada atributo do solo na variação dos espectros. Foi possível estabelecer a formação de grupos de solo com base no grau de intemperismo das amostras, enquanto que os perfis das principais classes de solos puderam ser discriminados com base na variação do comportamento espectral em profundidade. Grande parte dos atributos estudados pode ser quantificada nas duas faixas espectrais pelo menos com um nível de qualidade razoável (RPD > 1,40), sendo que o principal algoritmo de predição foi o SVM com os espectros em valores de absorbância. A espectroscopia de reflectância, principalmente na faixa Mid-IR, apresenta-se como uma tecnologia eficaz de alta potencialidade e aplicabilidade nas análises qualitativa e quantitativas dos solos, principalmente para fins de levantamento e mapeamento. / Considering the intensification and expansion of Brazilian agricultural production followed by the growing environmental concern, there is the necessity of adopting new technologies to monitor on a large scale the natural resources, in particular, the soil. In this sense, reflectance spectroscopy, integrated with spectral libraries, meets that expectation as an alternative for proximal soil sensing because its more efficient than other techniques being cheaper and faster than conventional analyses, besides, it doesnt produce waste. However, its application on Brazilian tropical soils is still incipient and needs more studies. The main aim of this research was to compare spectral information acquired by reflectance spectroscopy in the visible, near infrared and, mainly, in the mid infrared ranges with conventional soil analyses in order to understand the relationships among spectral behavior and physical, chemical, and mineralogical attributes of the studied soils, also, to quantify and characterize the variability of these attributes and soils based on their spectral behavior. For that, a dataset with 1288 soil samples referring to different horizons from 458 soil profiles from the central region of Brazil (States of Goiás, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais e São Paulo) was used, and convetional analyses (granulometric, chemical and mineralogical) for soil survey were applied over them. VisNIR reflectance data were acquired by the FiledSpec Pro sensor whereas Mid-IR spectral data were acquired by the Nicolet 6700 (FT-IR) sensor and, after that, both data were transformed by the following pre-processing: continuum removal, absorbance and baseline correction. The different spectral ranges were also combined by outer product analysis. The data distribution and the influence of each attribute on soil spectral behavior were evaluated by multivariate statistical analyses, such as, multivariate correlations, principal component analysis followed by k-means clustering, for assessment among soil samples, and by taxonomic distance, for assessment among soil profiles. Predictions of soil attributes based on spectral data were modeled by following multivariate regression algorithms: partial least square regression (PLSR), boosted regression trees (BT) and support vector machine (SVM) and quality of modeling were evaluated by R2, RMSE, RPD and RPIQ. Spectral behavior of the main soil classes, in both ranges, were showed along with the absorption features of the major tropical minerals (2:1 minerals, kaolinite, Fe and Al oxides), as well as, the contribution of each soil attribute on spectra variations. Sample clustering based on different weathering levels of soils was possible regarding differences in absorbance intensities and features whereas profiles of the main soil classes could be discriminated based on variation of spectral behavior in depth. Much of the studied attributes could be predicted in both spectral range at least in a reasonable level of quality (RPD > 1,40), and SVM was considered the principal prediction algorithm as well as absorbance transformation as the major pre-processing. Reflectance spectroscopy, especially in the Mid-IR range, shows up as a high potential technique for qualitative and quantitative analysis of Brazilian soils, in particular for soil survey or mapping.