Com o objetivo de propor um modelo para estimar a produtividade potencial (pastagem manejada sob condições ótimas e de forma intensiva) de fitomassa seca total de Brachiaria brizantha, variedades cultivadas Marandu e Xaraés, em função de radiação solar e temperatura do ar, bem como: (i) obter uma curva de resposta que represente a produtividade potencial de fitomassa seca de parte aérea e do sistema radicular em relação ao desenvolvimento relativo; (ii) caracterizar a produtividade de fitomassa seca de hastes, folhas e material senescente de parte aérea; (iii) identificar o momento adequado para o corte da pastagem; e (iv) caracterizar a variação temporal do índice de área foliar; foi conduzido experimento de campo na área experimental do Departamento de Produção Vegetal da Universidade de São Paulo, em Piracicaba, no período de 22 de novembro de 2003 a 26 de janeiro de 2004. Em função dos resultados obtidos, pode-se concluir que: (i) o modelo proposto simula satisfatoriamente a produtividade potencial de fitomassa seca total de Brachiaria brizantha, variedades cultivadas Marandu e Xaraés, em função do período do ano (a partir da data de corte), das variáveis climáticas (médias diárias de radiação solar global e temperatura do ar) e da latitude local; (ii) é possível obter a curva de resposta, através do trabalho conjunto de modelagem e experimentação de campo, que represente a produtividade potencial de fitomassa seca de parte aérea e do sistema radicular em relação ao desenvolvimento relativo, a partir dos valores observados de fitomassa seca de parte aérea e do sistema radicular, do índice de área foliar, da temperatura média do ar e da radiação solar global; (iii) as equações empíricas caracterizam de forma satisfatória a variação temporal de a produtividade de fitomassa seca de hastes, folhas e material senescente de parte aérea; (iv) o momento ótimo de utilização da pastagem (corte) é próximo a 64% do desenvolvimento relativo; visto que após esse instante, a produtividade de fitomassa seca de parte aérea é fortemente influenciada por haste e material senescente, em detrimento da folha, a qual diminui a taxa de acúmulo após esse momento; e (v) a variação temporal do índice de área foliar pode ser caracterizada pelo modelo exponencial. / With the main goal to purpose a model to estimate the total plant biomass (dry matter) potential productivity (forage removed under cutting management intensive system and optimal conditions) of Brachiaria brizantha, cultivars Marandu and Xaraés, as a function of global solar radiation and air temperature, besides the following goals: (i) acquiring a response curve that might show the shoot and root dried biomass potential productivity regarding to the relative development; (ii) characterizing the dry-matter productivity of leaves, stems and senescing structures of shoots; (iii) identifying the optimal time to pasture cutting; and (iv) characterizing the leaf area index temporal variation; field experiments were carried in Crop Production Department experimental area of Universidade de São Paulo (Piracicaba, SP, Brazil) from November 22nd of 2003 to January 26th of 2004. According to results acquired, it is possible to conclude: (i) the purposed model greatly simulates the total plant biomass (dry matter) potential productivity of Brachiaria brizantha, cultivars Marandu and Xaraés, as a function of year season (from cutting date), climatic variables (daily mean values of global solar radiation and air temperature) and local latitude; (ii) from modeling and field experiments taken together; it is possible to obtain a response-curve reporting the biomass potential productivity of shoot and root compartments as a function of relative development from observed shoot and root dry-matter values, leaf area index (LAI), air temperature and global solar radiation; (iii) the empirical equations greatly denote the productivity temporal variation of leaves, stems and senescing structures dry matter; (iv) the optimal time to both forage utilization (cutting) is around 64% of relative development due to after this moment the shoot dry-matter productivity is strongly affected by increases in stems and senescing structures productivities, otherwise leaf productivity rates decrease as much as relative development raises; and (v) the leaf area index temporal variation of both genotypes might be characterized as a exponential-growth response.

Este trabalho tem base na demanda de pesquisas e desenvolvimento de tecnologias de redes de comunicação (fieldbus) que visam à integração de sistemas de automação e controle para aplicações em sistemas agrícolas. Sistemas agrícolas relacionados com as práticas da agricultura de precisão, com sistemas embarcados em máquinas e implementos agrícolas e com sistemas de controle de estufas e criadouros. É fundamentado também pelos esforços conjuntos no sentido de promover padronização e implementação da norma ISO11783, baseada no CAN, que dê suporte às práticas agrícolas relacionadas com a aquisição e transmissão de grande quantidade de dados. Um dos principais desafios associados ao projeto e utilização de redes de comunicação como o CAN, está relacionado à dificuldade de definição dos parâmetros de configuração para um bom desempenho da rede. O dimensionamento desses parâmetros exerce forte influência no desempenho da rede analisada. Sob o contexto destas necessidades relacionadas, este trabalho apresenta a pesquisa e o desenvolvimento de uma ferramenta de análise de desempenho de redes fieldbus baseada no protocolo CAN para integração de dispositivos em aplicações em sistemas agrícolas. As etapas desse desenvolvimento consistem na sistematização e validação de um modelo matemático do enlace de dados da rede, na proposta de uma metodologia de análise de parâmetros de configurações relacionados com a rede e na implementação computacional dessa metodologia. Espera-se que a metodologia implementada seja uma ferramenta que facilite tarefas de análise e obtenção de dados referentes às aplicações. O resultado deste trabalho busca auxiliar no dimensionamento de parâmetros de configuração e na otimização de redes CAN, além de fornecer dados que ajudam no desenvolvimento de soluções baseadas no protocolo CAN e na norma ISO11783. / This work has base in the demand of research and development of data communication networks (fieldbus) to support the integration of control and automation devices for applications in agricultural systems. Agricultural systems related with the precision agriculture practices, with the embedded systems in agricultural machinery and with the greenhouses control and livestock systems. It is also guided by the efforts on the implementation of ISO11783 standard. The ISO11783 (also called ISOBUS) standard communication link is a common tendency to integrated different devices on agricultural machinery through an embedded control network. The ISOBUS use the controller area network (CAN) as a data link protocol to perform the data communication. The correct definition of the data link configuration parameters represents one of the main challenges related to the design of CAN-based networks. The definition of these parameters has influence in the performance of the analyzed network. This work presents the research and the development of a performance analysis tool of CAN-based networks for applications in agricultural systems. This development consists of the systematization and validation of a CAN mathematical model. An analysis methodology is proposed to use the mathematical model. A simulation software was built and implements the methodology. It is expected that the implemented methodology facilitates the analysis tasks of the configuration parameters of the applications. The result obtained may assist in the performance evaluation and in the definition of an optimized configuration for the network based on CAN protocol and ISO11783 standard.

A presente pesquisa propôs-se a investigar problemas de ordem estatístico-experimental relacionados à aplicação do delineamento de blocos aumentados, em programas de melhoramento genético vegetal. Nesses desenhos experimentais há duas categorias de tratamentos: as testemunhas (repetidas) e os tratamentos adicionais ou novos (normalmente não repetidos). As primeiras usualmente são cultivares comerciais já recomendados, e os outros, os novos materiais genéticos sob avaliação. Sua relação com os delineamentos de blocos em geral, princípios para a sua aplicação e análise estatística, bem como informações correlatas de outros temas aqui investigados (modelos mistos, componentes de variância e análise espacial de experimentos) foram objetos de revisão no Capítulo 1. O material que fundamentou este trabalho foi um conjunto de 41 ensaios de competição de linhagens de soja (genótipos), em gerações de autofecundação nunca inferiores a F5. Os ensaios, assim delineados, fazem parte do Programa de Melhoramento da Soja desenvolvido pelo Setor de Genética Aplicada às Espécies Autógamas, do Departamento de Genética da ESALQ/USP. Foram escolhidos, preferencialmente, os ensaios que dispunham de mapa de campo completo, o que possibilita associar cada observação à sua posição espacial na área do experimento. Entre os diversos caracteres avaliados, apenas os dados de produtividade de grãos (kg/ha) foram aqui considerados. Sabe-se que esses ensaios são conduzidos em etapas preliminares, quando as linhagens podem ser estatisticamente assumidas como de efeitos aleatórios, ou em fases intermediárias e finais, quando são preferencialmente tidas como de efeitos fixos. Logo, uma curiosidade inicial foi investigar, nos delineamentos em blocos, a influência destas suposições sobre as estimativas das médias genotípicas, bem como sobre o seu ordenamento para fins de seleção (Capítulo 2). O fato também abre a possibilidade de diferentes modelagens para a análise estatística dos dados desses experimentos, incluindo-se o modelo fixo e modelos mistos (análise intrablocos, análise com recuperação de informação interblocos e análises recuperando informação intergenotípica). A apresentação destas alternativas e suas implicações na seleção de genótipos constitui o objetivo principal do Capítulo 3. Acrescenta-se que, na abordagem de modelos mistos, uma etapa fundamental é a de estimação dos componentes de variância. Isto é passível de realização por meio de vários métodos estatísticos, cujos resultados, todavia, podem ser bastante conflitantes; sobretudo em caso de desbalanceamento. Dada a escassez de informações específicas e o fato de esses delineamentos serem naturalmente desbalanceados, avaliaram-se através de simulação em computador as propriedades dos principais estimadores disponíveis: ANOVA, MIVQUE(0), ML e REML (Capítulo 4). Outra característica marcante desses ensaios, particularmente nas etapas iniciais, é a adoção de parcelas de pequeno tamanho, haja vista a pouca disponibilidade de material de propagação. Isto, associado à costumeira alocação sistemática de testemunhas e/ou grupos de linhagens aparentadas, suscitou a avaliação de um procedimento de análise estatística que não ficasse sujeito à clássica suposição de independência espacial entre observações (Capítulo 5). Entre os resultados e conclusões obtidas pode-se destacar: i) a análise intrablocos (modelo fixo) pode fornecer ordenamentos inadequados das médias dos genótipos se estes forem de efeitos aleatórios e, sobretudo, se estiverem relacionados a diferentes populações de referência (Capítulo 2); ii) a classificação das novas linhagens em relação aos cultivares testemunhas pode mudar sensivelmente de um modelo de análise para outro, principalmente quando se passa da análise intrablocos para uma análise que recupera informação interlinhagens (Capítulo 3); iii) o método MIVQUE(0) comparativamente fornece estimativas de melhor qualidade para os componentes de variância, em particular se os genótipos vierem de população(ões) com baixa(s) variância(s) genotípica(s) e os experimentos forem relativamente pequenos (Capítulo 4); e, iv) em experimentos com observações correlacionadas espacialmente, a discriminação genotípica e o ordenamento dos genótipos para fins de seleção podem ser melhorados consideravelmente através da análise estatística espacial (Capítulo 5). / This research investigates experimental and statistical problems related with the use of the augmented block design in plant breeding programs. A characteristic of these designs is that treatments are of two categories, namely: common checks (generally commercial varieties replicated over blocks) and the additional or new treatments (usually not replicated), the latter being the ones under evaluating for selection purposes. The relation of this design with block designs in general and fundaments required for its applications and analysis, as well as information about other topics (mixed models, components of variance and spatial analysis) were reviewed in the Chapter 1. For analysis and discussion a group of 41 trials, set up at the Department of Genetics (ESALQ, USP) for evaluating soybean inbred lines, was used. Only trials having a complete layout of the spatial position of plots in the field were taken. Analyses and discussions given here refer only to grain yield (kg/ha). It is known that these trials are usually conducted at preliminary stages, when genotypes can be statistically assumed as having random effects, or at intermediate and final stages when they are preferentially considered with fixed effects. The first interesting point here investigated was the influence of these assumptions on the estimates of genotypic means, as well as on the ranking of lines for selection purposes (Chapter 2). The assumptions open the possibility of considering either fixed or mixed models for analysis (intrablock analysis, or others with recovering of interblock or intergenotypic information). Chapter 3 shows the corresponding analytical procedures and their consequences on the ranking and selection of genotypes. Under mixed models a fundamental step is the estimation of variance components, for which several procedures are available. It is known that these procedures may lead to different estimates of the same parameter, specially when experiments are unbalanced. Due to the lack of specific information about its point, and since these designs are naturally unbalanced, computer simulations were made here for evaluating the properties of the different available estimators, specifically: ANOVA, MIVQUE(0), ML and REML (Chapter 4). An additional characteristic of these design, at initial stages of breeding programs, is the use of small-sized plots, necessary to accommodate the lack of seeds. This fact in addition to the common practice of systematic arrangement of check plots in the field and/or the arrangement of genetically related treatments in sets, motivated the application of spatial statistics procedures (Chapter 5). The following main results and conclusions can be pointed out: i) the intrablock analysis (fixed model) can provide inadequate ranking of the genotypic means if genotypes have random effects and, specially if they are stem from different populations (Chapter 2); ii) the classification of the new genetic treatments in relation to check varieties may change considerably, depending on the model adopted, specially when the intrablock and the analyses with recovery of intergenotypic information are compared (Chapter 3); iii) the MIVQUE(0) method, in general, furnished more efficient estimates of variance components, particularly if genotypes are derived from population(s) with low genotypic variance(s) and experiments are of small size (Chapter 4); and, iv) if the experimental observations are spatially correlated the discrimination among genotypes and the ranking of genetic treatments can be substantially improved through spatial statistical analysis (Chapter 5).

Made available in DSpace on 2016-04-27T16:58:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CLAUDIO POUSA MORAES BARROS.pdf: 2561452 bytes, checksum: a376460767645f9ab4bfe18e84f30888 (MD5) Previous issue date: 2008-12-09 / Secretaria da Educação do Estado de São Paulo / The term Problems Resolution has been on focus at Mathematic Education and the students of Education for Young and Adult Students have been facing difficulties on problematic situations. The objective of this work was to evaluate the student s ability on solving problems with First degree function, analyzing their attitudes and methods and aiming to answer the following questions: are the first year high school students, of Education for Young and Adults, able to answer a sequence of ordinary problems evolving First degree function? Which are the methods adopted by these students to solve them? The chosen ordinary problems are found in a preparatory book to National Exam of Certification of Young and Adults Competencies. This research is based on the Notes of Semiotic Representation. It s also based on the Mathematic educational proposal for Education for Young and Adult Students, first and second level of fundamental school, and on the Mathematic matrix of national exam of Competency Certification of young and adults in high school. After this research it s possible to notice the student s difficulties on solving the problems and the lack of basic knowledge which should be acquired during the fundamental school / O objetivo deste trabalho é o de pesquisar o desempenho de alunos na Resolução de Problemas envolvendo Função do 1º Grau, estudando suas atitudes e procedimentos e visando a responder às seguintes questões: os alunos do primeiro ano do Ensino Médio da Educação de Jovens e Adultos resolvem uma seqüência de problemas referenciados na vida cotidiana que envolve Função Polinomial do 1º Grau? Quais são os procedimentos adotados por esses alunos na resolução de problemas? Os problemas do cotidiano que foram escolhidos são citados em um livro preparatório ao Exame Nacional de Certificação de Competências de Jovens e Adultos (ENCCEJA). A pesquisa apoiou-se na noção de Registros de Representação Semiótica e, também, baseou-se na Proposta Curricular de Matemática para a Educação de Jovens e Adultos para os primeiro e segundo segmentos do Ensino Fundamental e na Matriz de Matemática para o Exame Nacional para Certificação de Competências de Jovens e Adultos do Ensino Médio. Nesta pesquisa, pôde-se evidenciar a dificuldade dos alunos na Resolução dos Problemas e a falta de conhecimentos básicos que deveriam ser adquiridos no Ensino Fundamental

A presente pesquisa propôs-se a investigar problemas de ordem estatístico-experimental relacionados à aplicação do delineamento de blocos aumentados, em programas de melhoramento genético vegetal. Nesses desenhos experimentais há duas categorias de tratamentos: as testemunhas (repetidas) e os tratamentos adicionais ou novos (normalmente não repetidos). As primeiras usualmente são cultivares comerciais já recomendados, e os outros, os novos materiais genéticos sob avaliação. Sua relação com os delineamentos de blocos em geral, princípios para a sua aplicação e análise estatística, bem como informações correlatas de outros temas aqui investigados (modelos mistos, componentes de variância e análise espacial de experimentos) foram objetos de revisão no Capítulo 1. O material que fundamentou este trabalho foi um conjunto de 41 ensaios de competição de linhagens de soja (genótipos), em gerações de autofecundação nunca inferiores a F5. Os ensaios, assim delineados, fazem parte do Programa de Melhoramento da Soja desenvolvido pelo Setor de Genética Aplicada às Espécies Autógamas, do Departamento de Genética da ESALQ/USP. Foram escolhidos, preferencialmente, os ensaios que dispunham de mapa de campo completo, o que possibilita associar cada observação à sua posição espacial na área do experimento. Entre os diversos caracteres avaliados, apenas os dados de produtividade de grãos (kg/ha) foram aqui considerados. Sabe-se que esses ensaios são conduzidos em etapas preliminares, quando as linhagens podem ser estatisticamente assumidas como de efeitos aleatórios, ou em fases intermediárias e finais, quando são preferencialmente tidas como de efeitos fixos. Logo, uma curiosidade inicial foi investigar, nos delineamentos em blocos, a influência destas suposições sobre as estimativas das médias genotípicas, bem como sobre o seu ordenamento para fins de seleção (Capítulo 2). O fato também abre a possibilidade de diferentes modelagens para a análise estatística dos dados desses experimentos, incluindo-se o modelo fixo e modelos mistos (análise intrablocos, análise com recuperação de informação interblocos e análises recuperando informação intergenotípica). A apresentação destas alternativas e suas implicações na seleção de genótipos constitui o objetivo principal do Capítulo 3. Acrescenta-se que, na abordagem de modelos mistos, uma etapa fundamental é a de estimação dos componentes de variância. Isto é passível de realização por meio de vários métodos estatísticos, cujos resultados, todavia, podem ser bastante conflitantes; sobretudo em caso de desbalanceamento. Dada a escassez de informações específicas e o fato de esses delineamentos serem naturalmente desbalanceados, avaliaram-se através de simulação em computador as propriedades dos principais estimadores disponíveis: ANOVA, MIVQUE(0), ML e REML (Capítulo 4). Outra característica marcante desses ensaios, particularmente nas etapas iniciais, é a adoção de parcelas de pequeno tamanho, haja vista a pouca disponibilidade de material de propagação. Isto, associado à costumeira alocação sistemática de testemunhas e/ou grupos de linhagens aparentadas, suscitou a avaliação de um procedimento de análise estatística que não ficasse sujeito à clássica suposição de independência espacial entre observações (Capítulo 5). Entre os resultados e conclusões obtidas pode-se destacar: i) a análise intrablocos (modelo fixo) pode fornecer ordenamentos inadequados das médias dos genótipos se estes forem de efeitos aleatórios e, sobretudo, se estiverem relacionados a diferentes populações de referência (Capítulo 2); ii) a classificação das novas linhagens em relação aos cultivares testemunhas pode mudar sensivelmente de um modelo de análise para outro, principalmente quando se passa da análise intrablocos para uma análise que recupera informação interlinhagens (Capítulo 3); iii) o método MIVQUE(0) comparativamente fornece estimativas de melhor qualidade para os componentes de variância, em particular se os genótipos vierem de população(ões) com baixa(s) variância(s) genotípica(s) e os experimentos forem relativamente pequenos (Capítulo 4); e, iv) em experimentos com observações correlacionadas espacialmente, a discriminação genotípica e o ordenamento dos genótipos para fins de seleção podem ser melhorados consideravelmente através da análise estatística espacial (Capítulo 5). / This research investigates experimental and statistical problems related with the use of the augmented block design in plant breeding programs. A characteristic of these designs is that treatments are of two categories, namely: common checks (generally commercial varieties replicated over blocks) and the additional or new treatments (usually not replicated), the latter being the ones under evaluating for selection purposes. The relation of this design with block designs in general and fundaments required for its applications and analysis, as well as information about other topics (mixed models, components of variance and spatial analysis) were reviewed in the Chapter 1. For analysis and discussion a group of 41 trials, set up at the Department of Genetics (ESALQ, USP) for evaluating soybean inbred lines, was used. Only trials having a complete layout of the spatial position of plots in the field were taken. Analyses and discussions given here refer only to grain yield (kg/ha). It is known that these trials are usually conducted at preliminary stages, when genotypes can be statistically assumed as having random effects, or at intermediate and final stages when they are preferentially considered with fixed effects. The first interesting point here investigated was the influence of these assumptions on the estimates of genotypic means, as well as on the ranking of lines for selection purposes (Chapter 2). The assumptions open the possibility of considering either fixed or mixed models for analysis (intrablock analysis, or others with recovering of interblock or intergenotypic information). Chapter 3 shows the corresponding analytical procedures and their consequences on the ranking and selection of genotypes. Under mixed models a fundamental step is the estimation of variance components, for which several procedures are available. It is known that these procedures may lead to different estimates of the same parameter, specially when experiments are unbalanced. Due to the lack of specific information about its point, and since these designs are naturally unbalanced, computer simulations were made here for evaluating the properties of the different available estimators, specifically: ANOVA, MIVQUE(0), ML and REML (Chapter 4). An additional characteristic of these design, at initial stages of breeding programs, is the use of small-sized plots, necessary to accommodate the lack of seeds. This fact in addition to the common practice of systematic arrangement of check plots in the field and/or the arrangement of genetically related treatments in sets, motivated the application of spatial statistics procedures (Chapter 5). The following main results and conclusions can be pointed out: i) the intrablock analysis (fixed model) can provide inadequate ranking of the genotypic means if genotypes have random effects and, specially if they are stem from different populations (Chapter 2); ii) the classification of the new genetic treatments in relation to check varieties may change considerably, depending on the model adopted, specially when the intrablock and the analyses with recovery of intergenotypic information are compared (Chapter 3); iii) the MIVQUE(0) method, in general, furnished more efficient estimates of variance components, particularly if genotypes are derived from population(s) with low genotypic variance(s) and experiments are of small size (Chapter 4); and, iv) if the experimental observations are spatially correlated the discrimination among genotypes and the ranking of genetic treatments can be substantially improved through spatial statistical analysis (Chapter 5).

A inserção de ar em escoamentos de altas velocidades ao longo de estruturas hidráulicas é uma técnica bastante eficiente para prevenir a cavitação. A sua importância é majorada quando se considera os custos econômicos e as questões de segurança que estão associadas à estabilidade de uma barragem. No presente trabalho são apresentados equacionamentos para quantificar a entrada de ar em vertedores através de aeradores de fundo. Essas equações foram obtidas utilizando princípios físicos de conservação de massa, energia e quantidade de movimento nos escoamentos de ar e água que ocorrem no aerador, permitindo organizar informações advindas de cada fase. Ressalta-se que buscou-se tornar o equacionamento independente da subpressão do jato, uma vez que esta subpressão é um parâmetro de difícil determinação a priori pelo projetista. Entretanto, toda formulação é direcionada justamente para melhor representar este parâmetro utilizando os princípios físicos clássicos e as variáveis decorrentes da sua utilização. Buscou-se a validação de modelos teóricos obtidos por meio de formulações baseadas nas leis de conservação de massa, quantidade de movimento e energia para aeradores de fundo. Neste contexto, comparam-se os resultados dos equacionamentos propostos e os dados experimentais encontrados na literatura, tendo se verificado boas correlações. Este tipo de quantificação essencialmente teórica de incorporação do ar em aeradores de fundo ainda é raro e o presente trabalho visa contribuir na validação de modelos com estas características. Adicionalmente, efetua-se a comparação com as equações empíricas e semi-empíricas encontradas na literatura. A experiência adquirida na área mostra que esta é a forma mais adequada de abordar o problema. / The introduction of air in flows around bottom aerators in spillways of dams is an efficient technique to prevent cavitation. Its importance is increased when one considers the costs involved and the safety issues that are associated with the stability of a large dam. Equations are presented in this study to quantify the air inlet through bed aerators in flows along spillways. The equations were obtained using the physical principles of conservation of mass, energy and momentum in both the flows of air and water in the aerator, allowing to organize the information obtained from each phase. It was possible to show the parameters that are relevant for quantifying the induced air flow in bed aerators. In addition, a comparison was conducted between the equations resulting from this analysis and empirical and semi-empirical expressions found in the literature. It is noteworthy to mention that one of the objectives of this study was to obtain a final equation independent of the relative pressure under the jet, since this low pressure is a parameter difficult to determine a priori by the designer. However, the entire formulation was directed precisely to better represent this parameter using the principles of classical physics and the variables arising from their use. The experience acquired in this area shows that this is the most appropriate way to address this problem.

A exploração acelerada das águas subterrâneas pode acarretar em problemas de disponibilidade de água. Esse problema tende a ser acentuado devido as mudanças no clima previstas para as próximas décadas. Nesse contexto, este trabalho buscou avaliar os possíveis impactos das mudanças climáticas e do uso do solo sobre níveis de água subterrânea em zona de afloramento do Sistema Aquífero Guarani. Foram utilizadas simulações de Modelos de Circulação Global (MCG) como dados de entrada para um modelo transiente de fluxo hídrico subterrâneo, visando avaliar o comportamento dos nveis de água sob diferentes condições climáticas. Este modelo foi calibrado utilizando dados de níveis freáticos em seis poços localizados na bacia do Ribeirão da Onça (BRO). A partir de dados climáticos observados, estimou-se a recarga, usada como input no modelo matematico, em diversos tipos de cultura por meio do balanço hídrico. As maiores alterações nas médias pluviométricas mensais foram projetadas, pela maioria dos modelos climáticos, para ocorrer no perodo seco. No perodo chuvoso, as previsões indicaram que essas médias devem diminuir em torno de 50%. Quase 70% dos cenários climáticos geraram, no modelo transiente, variações dos nveis freáticos abaixo daqueles medidos no monitoramento entre 2004 e 2011. Em setores da área de estudo, o rebaixamento da superfície potenciométrica, simulada sob condições climáticas mais extremas previstas por alguns modelos, ultrapassou 10 m. Os cenários mais otimistas, embora tenham resultado em elevações dos níveis de água em mais metade da BRO, também geraram rebaixamentos de até 5 m. Os resultados reforçam a necessidade do contínuo monitoramento hidrogeológico, principalmente em áreas de recarga do SAG, e do desenvolvimento de outros trabalhos que quantiquem os impactos das mudanças climáticas, aplicando diferentes métodos de estimativa de recarga e downscaling. / The unsustainable use groundwater in many countries might cause water availability restrictions. Such issues are likely to worsen due to changes in climate, predicted for the incoming decades. In this context, the objective of this work was to assess possible climate and land use changes impacts on groundwater levels in the Guarani Aquifer System\'s (GAS) outcrop zone. Global Climate Models\' (GCM) outputs were used as inputs in a transient ux groundwater model. Thus, groundwater table uctuation could be evaluated under distinct climatic conditions. Six monitoring wells, located in the Ribeir~ao da Onca basin (ROB), provided water table measurements to calibrate the groundwater model. Using observed climatic data, a water budget method was applied to estimate recharge in dierent types of land uses. Statistically downscaled future climate scenarios were used as inputs in that same recharge model, which provided the inputs for SPA. Most of the GCMs used here predict temperature arises over 2°C. Major monthly rainfall mean changes are projected by the GCM great majority to take place in the dry season. During wet seasons, the predictions indicate those means might experience around 50% decrease. Water table variations, derived from the transient model under almost 70% of the climate scenarios, were below of those measured between 2004 and 2011. Few GCM predicted more extreme climate scenarios. In some regions of the study area and under these conditions, groundwater surface would decline more than 10 m. Although more optimistic scenarios resulted in an increase of groundwater levels in more than half of ROB, these would cause up to 5 m water table decline. The results reinforce the need for a permanent hydrogeological monitoring, mainly in the GAS recharge areas, along with the development of other climate change impacts assessment works using dierent downscaling and recharge estimates methods.

Tese de Programa Doutoral. Engenharia Química e Biológica. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2012

The broad absorption spectrum of Protoporphyrin IX (PpIX) allows being activated by a source with an emission spectrum in the visible region. Also, PpIX can be activated simultaneously by two or more sources whose emission spectrum overlaps with its absorption spectrum. Sources with a wide spectrum of illumination, such as lamps and Sun, have a different light-tissue interaction, and the constant monitoring of the dose of light and the total damage caused by photodynamic therapy (PDT) becomes difficult. The main objectives of this study were to simulate the distribution of light in the tissue for a multi-wavelength source and determine the total theoretical photodynamic dose. This study is composed of three parts. First, photobleaching experiments of PpIX using different light sources and the development of a mathematical model was used to explain the change in PpIX concentration. Second, Monte Carlo simulation using MCX (Monte Carlo eXtreme) was performed to know the light distribution through in a human skin model. Finally, the theoretical photodynamic dose was determined using the two steps mentioned previously. The experimental results show that the decrease in the concentration of PpIX is mainly dependent on the dose of photons absorbed. Therefore, for a multi-wavelength source, the total damage is calculated by partial damages caused by each wavelength that active the PpIX. The simulation of the light distribution in the human skin phantom demonstrated that the energy fluence rate decrease as a function of the depth. The mathematical model estimates that the efficacy of PDT, where it is guaranteed there is necrosis, has a diameter and depth of about 0.3 and 0.2 mm respectively. This model can be expanded to other biological media, other photosensitizers and even to any source of illumination. / O amplo espectro de absorção da Protoporfirina IX (PpIX) permite sua ativação por uma fonte com um espectro de emissão amplo na região visível. Além disso, a PpIX pode ser ativada simultaneamente por duas ou mais fontes de luz, cujo espectro de emissão se sobrepõe ao seu espectro de absorção. Fontes com um amplo espectro de emissão, como lâmpadas e Sol, têm uma interação luz-tecido biológico diferente, e o monitoramento constante da dose de luz e o dano total causado pela Terapia Fotodinâmica (TFD) se tornam difíceis. Os principais objetivos deste trabalho foram simular a distribuição de luz no tecido para uma fonte de múltiplos comprimentos de onda e determinar a dose fotodinâmica teórica total. Este trabalho é composto de três partes. Primeiro, experimentos de fotodegradação da PpIX usando diferentes fontes de luz e o desenvolvimento de um modelo matemático foram usados para explicar a mudança na concentração de PpIX. Em segundo lugar, uma simulação de Monte Carlo usando MCX (Monte Carlo eXtreme) foi realizada para obter a distribuição de luz, de múltiplos comprimetos de onda, em um modelo de pele humana. Finalmente, a dose fotodinâmica teórica foi determinada usando as duas etapas mencionadas anteriormente. Os resultados experimentais mostram que a diminuição na concentração de PpIX é principalmente dependente da dose de fótons absorvidos. Portanto, para uma fonte de multi-comprimentos de onda, o dano total é calculado por danos parciais causados por cada comprimento de onda que ativa a PpIX. A simulação da distribuição de luz na pele humana demonstrou que a taxa de fluência de energia diminui em função da profundidade. O modelo matemático estima que a eficácia da TFD, onde é garantida a existência de necrose, tenha diâmetro e profundidade de aproximadamente 0.3 e 0.2 mm respectivamente. Este modelo pode ser expandido para outros meios biológicos, outros fotossensibilizadores e até mesmo para qualquer fonte de iluminação.

Submitted by Amanda Suellen Caversan null (amandasc.unesp@gmail.com) on 2017-12-19T18:21:21Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Amanda Caversan.pdf: 1439142 bytes, checksum: 03e9b454d63ef915e801e08bb4968f11 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Marlene Zaniboni null (zaniboni@bauru.unesp.br) on 2017-12-20T13:03:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 caversan_as_me_bauru.pdf: 1439142 bytes, checksum: 03e9b454d63ef915e801e08bb4968f11 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-20T13:03:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 caversan_as_me_bauru.pdf: 1439142 bytes, checksum: 03e9b454d63ef915e801e08bb4968f11 (MD5) Previous issue date: 2017-10-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A cana-de-açúcar é matéria prima de destaque na produção de açúcar, etanol e energia. Isto é devido a grande demanda por estes produtos no Brasil e no mundo. Mas o problema atual é que a cana-de-açúcar atingiu uma extensa área agrícola e para o atendimento total da demanda desses produtos ainda é necessário maior extensão desta área, o que não é viável a países, como exemplo o Brasil, principalmente, devido a questões ambientais e de áreas destinadas ao plantio. Dessa forma, melhoristas estão desenvolvendo uma nova variedade de cana, a cana-energia, com a qual se espera suprir as necessidades de demanda que as variedades de cana-de-açúcar tradicionais não conseguem. Estima-se que a produção de etanol e energia a partir da cana-energia seja maior que a da cana-de-açúcar. Neste contexto, este trabalho traz uma proposta de planejamento otimizado, em que se utilizam as variedades de cana-de-açúcar para a produção de açúcar e as variedades de cana-energia para a produção de etanol e energia, a partir de sua massa seca. Para isso neste trabalho apresenta-se um modelo matemático de otimização para o planejamento do plantio e da colheita das variedades de cana-de-açúcar e de cana-energia, que tem como objetivo maximizar a produção de sacarose e a produção energia. No modelo proposto são consideradas restrições técnicas de usinas sucroenergéticas de demandas mensais na produção de sacarose e massa seca, e de capacidade máxima mensal de moagem. Para a validação do modelo foi adaptada a inserção da variedade de cana-energia ao modelo proposto na literatura. Os resultados obtidos mostram o momento ideal para o plantio e para a colheita das variedades respeitando as demandas de produção e capacidade de moagem e a metodologia proposta tem potencial para auxiliar os gestores no gerenciamento das usinas sucroenergéticas. / The sugarcane is an outstanding raw material for the production of sugar, ethanol and energy. This is due to the great demand for these products in Brazil and in the world. But the current problem is that sugar cane has reached an extensive agricultural area and, for the total attendance of the demand of these products, it is still necessary to extend this area, which is not feasible for countries, such as Brazil, due to, mainly, environmental questions and of harvesting demanded area. In this way, researchers are developing a new variety of sugarcane, the energy cane, to which is expected to attend the necessary demand that the traditional sugarcane varieties can not attend. It is estimated that the production of ethanol and energy from sugar cane is higher than sugarcane. In this context, this work presents a proposal for optimized planning, in which sugarcane varieties are used for the production of sugar and sugarcane varieties for the production of ethanol and energy, based on its biomass energy. For this purpose, a mathematical model of optimization will be presented for planting and harvesting sugarcane and energy varieties, whose objective is to maximize sucrose and energy production. In the proposed model are considered operational constraints of the mill and monthly demands attendance, in the sucrose and biomass energy production and maximum monthly milling capacity. For the validation of the model, it was adapted the insertion of the energy cane variety to the model proposed in the literature. The results show the ideal time for planting and harvesting the varieties, respecting the demands of production and milling capacity and the proposed methodology have potential to assist managers in the management of the mill.