I have studied arbuscular mycorrhizal symbiosis of 44 herbaceous invasive neophytes occuring in the Czech Republic. My results show that about 70% of the examined species are capable to form symbiotic association with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in the field. To my knowledge, mycorrhizal status of 23 invasive species is reported here for the first time. I predicted, based on the hypothesis of Urcelay & Díaz (2003), that the intensity of AMF in the roots of invasive species will be correlated with that of the native dominant species of invaded plant community, but collected data did not support this hypothesis. In addition, the effects of habitat and community characteristics on the intensity of AMF colonization of the invasive species{\crq} roots were tested. My results show that, at the within-species level, plants in the habitats with higher light and temperature conditions have less colonized roots whereas intensity of mycorrhizal colonization increases with habitat moisture. At the among-species level, invasive species occurring in the habitats with elevated nitrogen availability have higher mycorrhizal colonization of their roots. The effect of nitrogen availability is revealed at the among-species level and stays significant even after phylogenetic correction, suggesting this is an evolutionary adaptation rather than a phenotypic plasticity.

Durante a fabricação do aço, a etapa de refino secundário tem como um de seus objetivos a redução do teor de hidrogênio. Porém, as previsões finais do teor de hidrogênio no produto devem presumir a existência de um fator de captura deste elemento pelo aço líquido, proveniente de diferentes fontes. Este trabalho tem como objetivo quantificar, através de estudo termodinâmico, a influência de um dos principais contribuintes com o aumento dos teores finais de hidrogênio: a umidade do ar capturada pela escória de refino secundário e repassada ao aço líquido. Para tanto, foi utilizado o programa de simulação termodinâmica FactSage. Primeiramente, foi realizado um estudo para a escolha das bases de dados do FactSage mais adequadas à pesquisa em questão. Posteriormente, foi realizada a simulação da exposição de escórias líquidas dos sistemas ternário CaO-MgO-SiO2 e quaternário CaO-MgO-SiO2-Al2O3 a duas diferentes pressões parciais de água na atmosfera, a fim de quantificar a solubilidade da água nestas escórias. Após, as escórias umidificadas foram simuladas em contato com o ferro líquido e a quantidade de hidrogênio transferido ao ferro foi analisada. Por fim, foi realizado um estudo termodinâmico de solubilidade de água em escórias do sistema quaternário CaO-MgO-SiO2-Al2O3, com basicidade binária igual a 2 e temperatura de 1600 °C; a exposição dessas escórias a duas pressões parciais de água na atmosfera foi simulada, sob duas abordagens: uma considerando escórias líquidas e outra considerando escórias com possíveis frações sólidas. A relação entre o teor de água destas escórias úmidas e o teor de hidrogênio no ferro também foi analisada. Desta forma, a influência das diferentes escórias na captura e transferência de hidrogênio ao ferro líquido foi relacionada com as composições de escória e com a pressão parcial de água na atmosfera. Foi observado que o teor de hidrogênio no ferro possui dependência linear com o teor de água na escória. No entanto, é possível variar a composição da escória e diminuir a quantidade de água que ela absorve da atmosfera e, desta forma, diminuir a quantidade de hidrogênio repassada ao metal. / During steelmaking, one of the main processes is the reduction of hydrogen levels. However, the degassing process and the final predictions of hydrogen levels in steel must presume the existence of a hydrogen pick-up factor in liquid steel, originated from different sources. This work aims to quantify, thermodynamically, the influence of one of the main contributors to the high final levels of hydrogen in steel: air humidity captured by the slag and transferred to the liquid steel. To achieve this, the thermodynamics software FactSage was used. First, the databases from FactSage were studied and the most adequate were chosen for the purpose of this work. After, the exposition of liquid ternary CaO-MgO-SiO2 and quaternary CaO-MgO-SiO2-Al2O3 slag systems to two different water pressures was simulated, to quantify the water solubility in these slags. Then, the moist slags were simulated with liquid steel and the hydrogen content transferred to the metal was analyzed. Finally, the solubility of water in slags of the system CaO-MgO-SiO2-Al2O3, with binary basicity equal to 2 and temperature of 1600 °C, was studied; the exposition of these slags to two different water pressures was simulated, under two views: considering liquid slags and slags with solid fractions. The relationship between water content in these slags and hydrogen content in steel was analyzed. Hence the influence of slags on water capture from atmosphere and transfer of hydrogen to liquid iron was related to the slag chemical compositions and to water vapor partial pressures. It was observed that hydrogen content in iron is linearly dependent on the water solubility of slags. However, according to the variation of the slag composition, it is possible to lower the quantity of water captured by the slag and therefore the steel hydrogen pick-up.

abstract: The history of outdoor water use in the Phoenix, Arizona metropolitan area has given rise to a general landscape aesthetic and pattern of residential irrigation that seem in discord with the natural desert environment. While xeric landscaping that incorporates native desert ecology has potential for reducing urban irrigation demand, there are societal and environmental factors that make mesic landscaping, including shade trees and grass lawns, a common choice for residential yards. In either case, there is potential for water savings through irrigation schedules based on fluxes affecting soil moisture in the active plant rooting zone. In this thesis, a point-scale model of soil moisture dynamics was applied to two urban sites in the Phoenix area: one with xeric landscaping, and one with mesic. The model was calibrated to observed soil moisture data from irrigated and non-irrigated sensors, with local daily precipitation and potential evapotranspiration records as model forcing. Simulations were then conducted to investigate effects of irrigation scheduling, plant stress parameters, and precipitation variability on soil moisture dynamics, water balance partitioning, and plant water stress. Results indicated a substantial difference in soil water storage capacity at the two sites, which affected sensitivity to irrigation scenarios. Seasonal variation was critical in avoiding unproductive water losses at the xeric site, and allowed for small water savings at the mesic site by maintaining mild levels of plant stress. The model was also used to determine minimum annual irrigation required to achieve specified levels of plant stress at each site using long-term meteorological records. While the xeric site showed greater potential for water savings, a bimodal schedule consisting of low winter and summer irrigation was identified as a means to conserve water at both sites, with moderate levels of plant water stress. For lower stress levels, potential water savings were found by fixing irrigation depth and seasonally varying the irrigation interval, consistent with municipal recommendations in the Phoenix metropolitan area. These results provide a deeper understanding of the ecohydrologic differences between the two types of landscape treatments, and can assist water and landscape managers in identifying opportunities for water savings in desert urban areas. / Dissertation/Thesis / M.S. Civil and Environmental Engineering 2013

Transport of chemical substances through a catchment depend to a large extent on the water content of the soil through which they are transported. When the groundwater level rise and fall, redox conditions change in the soil and the transport of substances is affected. The aim of this study is to develop a hydrological model which is able to simulate soil water content at different depths and groundwater level in a soil profile. A new type of conceptual model is developed, which uses a continous represenation of the soil and soil water from the soil surface down to the bedrock. The model is intended to be applied on small catchments at a later stage. The results show that the simulation of groundwater levels was greatly improved compared to previous results. Simulation of soil water content at selected depths is not yet satisfactory. The runoff simulation was accurate at one of the sites but did not work as well at the other. At one of the sites it was also possible to combine good simulations of runoff and groundwater levels but at the other it was only possible to obtain acceptable simulations of either runoff or groundwater. It is suggested that model performance could be improved by letting the porosity decrease and the soil water content increase non-linearly with depth. Calculations of evaporation from soil and runoff also need to be modified.

Submitted by Ana Caroline Costa (ana_caroline212@hotmail.com) on 2018-11-28T19:23:29Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - José Carlos Campos Gonçalves Filho - 2018.pdf: 35054863 bytes, checksum: 6f5cfa484a7499ba27fe684d505b7660 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-11-29T11:04:26Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - José Carlos Campos Gonçalves Filho - 2018.pdf: 35054863 bytes, checksum: 6f5cfa484a7499ba27fe684d505b7660 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-29T11:04:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - José Carlos Campos Gonçalves Filho - 2018.pdf: 35054863 bytes, checksum: 6f5cfa484a7499ba27fe684d505b7660 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-09-28 / In the context of Agronomic and Environmental Sciences, the hydraulic conductivity K (µ) as a function of the humidity (µ) and granulometry, is especially important for the study and solution of practical problems related to irrigation, drainage , leaching of nutrients and pollutants, slope stability, problems related to soil compaction in general. Studies will be carried out that stipulate the hydraulic conductivity K (µ) from the particle size distribution and moisture content for certain types of soil, with the particle diameter as the main parameter to obtain the same. One of the advantages in this methodology is the reduction of laboratorial costs and the reduced time when compared to tests to obtain these physical indexes. The state of the art in empirical validation has produced numerical models for simulation description of physical indices. Using experimental methodologies, we will use these models for the validation and subsequent analysis of results for soils obtained at UFCat. The first part of the work will be devoted to the study of statistical models, which relate the behavior of the hydraulic coef cient with the soil granulometry. For this part of the work, the main referencewill be the article (SALARASHAYERI; SIOSEMARDE, 2012). The models that will be used in this dissertation were obtained in (SALARASHAYERI; SIOSEMARDE, 2012), where the authors, through 25 samples of sandy soil extracted characteristics of the hydraulic conductivity. In the present case, laboratory tests have shown that the characteristic of the analyzed soil approaches a clayey behavior see (GONçALVES-FILHO et al., 2017b), (GONçALVES-FILHO et al., 2017a). To overcome this problem we will use the graphs generated from experimental analyzes made by means of humidity sensors, to calibrate statistical models. In the second part of the work, a study will be done, through models that relate the hydraulic coef cient to the soil moisture. For this part the reference (GENUCHTEN, 1980) will be used. In (GENUCHTEN, 1980), analytical models describing the relationship between hydraulic coefIcient, moisture and piezometric level were obtained. The theoretical models will be validated by comparing the theoretical curves and the experimental data acquired through sensors. As a complementary part of the work, numerical simulations will be done to analyze the behavior of the hydraulic coefIcient, with the different models approached. / No contexto das Ciências Agronômicas e Ambientais, a condutividade hidráulica K(µ) como função da umidade (µ) e granulometria, tem especial importância para os estudos e solução de problemas práticos relacionados com a irrigação, drenagem, lixiviação de nutrientes e poluentes, estabilidade de taludes, problemas relacionados a compactação de solo em forma geral. Serão realizados estudos que estipulam a condutividade hidráulica K(µ) a partir da distribuição granulométrica e teores de umidade para determinados tipos de solo, tendo o diâmetro das partículas como parâmetro principal para obtenção do mesmo. Uma das vantagens nesta metodologia é a redução de custos laboratoriais e o tempo reduzido se comparado a testes para obtenção destes índices físicos. O estado da arte na validação empírica tem produzido modelos numéricos para descrição de simulação dos índices físicos. Utilizando de metodologias experimentais, faremos uso de tais modelos para a validação e posterior análise de resultados para solos obtidos na UFCat. A primeira parte do trabalho será destinada ao estudo de modelos estatísticos, que relacionam o comportamento do coeficiente hidráulico com a granulometria do solo. Para esta parte do trabalho, será utilizado como referência principal o artigo (SALARASHAYERI; SIOSEMARDE, 2012). Os modelos que serão usados nesta dissertação foram obtidos em (SALARASHAYERI; SIOSEMARDE, 2012), onde os autores, por meio de 25 amostras de solo arenoso extraíram características da condutividade hidráulica. No presente caso, ensaios de laboratório mostraram que a característica do solo analisado se aproxima de um comportamento argiloso veja (GONÇALVES-FILHO et al., 2017b), (GONÇALVES-FILHO et al., 2017a). Para contornar este problema usaremos os gráficos gerados a partir de análises experimentais feitas por meio de sensores de umidade, para calibrar modelos estatísticos. Na segunda parte do trabalho, será feito um estudo, através de modelos que relacionam o coe ciente hidráulico com a umidade do solo. Para esta parte será usado a referência (GENUCHTEN, 1980). Em (GENUCHTEN, 1980), modelos analíticos que descrevem a relação entre coeficiente hidráulico, umidade e nível piezométrico foram obtidos. Os modelos teóricos serão validados através de comparação entre as curvas teóricas e os dados experimentais adquiridos por meio de sensores. Como parte complementar do trabalho, serão feitas simulações numéricas para analisar o comportamento do coeficiente hidráulico, com os diferentes modelos abordados.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / VÃrios fatores podem influenciar no comportamento resiliente de materiais granulares, dentre eles vale citar a umidade que pode variar de acordo com as condiÃÃes ambientais a que os pavimentos estarÃo sujeitos no campo (infiltraÃÃo de Ãgua de chuva pelas trincas do pavimento ou pelos acostamentos, variaÃÃo do nÃvel do lenÃol freÃtico, transferÃncia de umidade entre as camadas devido Ãs variaÃÃes de temperatura, etc). As variaÃÃes climÃticas sazonais podem acarretar alteraÃÃes que comprometam o desempenho do pavimento, sendo importante verificar quais os materiais locais que melhor resistem a tais variaÃÃes. Na tentativa de analisar um pavimento mais adequado Ãs caracterÃsticas regionais, o presente trabalho teve o objetivo de avaliar os efeitos da variaÃÃo da umidade dos solos na anÃlise dos pavimentos à luz de mÃtodos empÃricos e mecanÃsticos-empÃricos. Para tanto, foram realizadas anÃlises numÃricas (atravÃs do programa de anÃlise CAP3D e do programa de dimensionamento SisPav) para determinar tensÃes e deslocamentos atuantes nos pavimentos asfÃlticos, considerando-se o efeito da variaÃÃo da umidade nos solos. Para execuÃÃo do programa experimental foram coletados solos no municÃpio de Caucaia, localizado na RegiÃo Metropolitana de Fortaleza, estado do CearÃ, que foram submetidos aos ensaios de caracterizaÃÃo, compactaÃÃo, CBR (Ãndice de Suporte CalifÃrnia) e MR (MÃdulo de ResiliÃncia). O ensaio de CBR foi realizado em diferentes condiÃÃes de imersÃo. Jà o MR dos solos foi avaliado nas umidades de compactaÃÃo e pÃs-compactaÃÃo. A partir dos resultados de laboratÃrio foram realizadas anÃlises numÃricas para determinar tensÃes e deslocamentos atuantes nos pavimentos asfÃlticos. Os resultados mostram que os valores de MR sÃo mais sensÃveis à variaÃÃo do teor de umidade para o caso de solos pertencentes ao subleito do que para os provenientes de jazidas. Os estudos mostram, ainda, que a variaÃÃo da umidade influencia nos resultados dos deslocamentos verticais, das tensÃes horizontais e verticais dos pavimentos. Verificou-se que a alteraÃÃo de  2% em termos absolutos em torno da umidade Ãtima, normalmente aceito para a compactaÃÃo do solo em campo, pode representar variaÃÃes significativas nos dimensionamentos dos pavimentos. Percebeu-se que estruturas mais esbeltas sÃo obtidas quando se considera os materiais 2% abaixo da umidade Ãtima, tanto de compactaÃÃo quanto de pÃs-compactaÃÃo. Mas esta prÃtica nÃo deve ser incentivada, pois se a umidade vier a aumentar a tendÃncia à que o pavimento seja prejudicado. / Several factors may influence the resilient behavior of granular materials, among which it is worth mentioning the moisture content. The moisture variation depends on the environmental conditions to which the pavements will be subjected in the field (infiltration of rainwater through the cracks of the pavement or shoulders, groundwater level variation, moisture transfer between layers due to temperature variations, etc.). It is well known that seasonal climatic changes can affect the performance of the pavement. Thus, it is important to choose local materials that better resist such changes. In an attempt to analyze a pavement that best suits regional characteristics, this study aims to evaluate the effects of soil moisture variation in the analysis of pavements in the light of empirical and mechanistic-empirical design methods. Numerical analyses were performed (through the programs CAP3D and SisPav) to determine stresses and displacements on asphalt pavements with different soil layers moisture contents. For the experimental program, different soils were collected in the city of Caucaia, located in the Metropolitan Region of Fortaleza, state of CearÃ, which were subjected to the following laboratory tests: compaction, CBR (California Bearing Ratio) and MR (Resilient Modulus). CBR was conducted in different conditions of saturation. On the other hand, resilient moduli were evaluated in the compaction and post-compaction humidities. Using the results of laboratory tests, numerical analyses were performed to obtain stresses and displacements on asphalt pavements. The results show that MR values are more sensitive to variation of the moisture content in the case of subgrade soils than for those soils of deposits. The studies also show that the variation of moisture affects the results of vertical displacements, as well as horizontal and vertical stresses. It was found that the variation of  2%, in absolute terms around the optimum moisture normally accepted for soil compaction in the field, may represent significant variations in the design of flexible pavements. It was also observed that slender structures are obtained when considering materials 2% below the optimum moisture content in compaction and in post-compaction cases. But this practice should not be encouraged, because if moisture increases the pavement will probably be damaged.

Hà uma grande concentraÃÃo de plantas com potencial medicinal na Caatinga que sÃo amplamente incorporadas na medicina popular pela comunidade local. Essa regiÃo à detentora de vasta farmacopeia natural baseada no conhecimento empÃrico. Para os pequenos agricultores dessa regiÃo a produÃÃo comercial de plantas medicinais surge como uma alternativa econÃmica interessante, cuja produÃÃo pode basear-se no sistema agroecolÃgico de produÃÃo alicerÃado na sustentabilidade, visando reduzir o risco da extinÃÃo de espÃcies farmacolÃgicas importantes que o sistema de produÃÃo extrativista impÃe. Dessa forma, o objetivo da realizaÃÃo deste trabalho foi avaliar a influencia do tempo de armazenamento e de diferentes embalagens sobre a conservaÃÃo pÃs-colheita de alecrim pimenta e colÃnia visando o conhecimento de metodologias acessÃveis à agricultura familiar. Os experimentos foram conduzidos na Fazenda Experimental Vale do Curu (FEVC) em Pentecoste-Ce, utilizando-se as espÃcies vegetais alecrim pimenta e colÃnia. Inicialmente, foram feitas mudas, a partir de matrizes de origem genÃtica comprovada, pertencentes ao Horto de Plantas medicinais da Fazenda Experimental Vale do Curu. ApÃs seis meses do transplantio das mudas o material vegetal foi colhido manualmente com o auxilio de tesoura de poda Ãs oito horas da manhÃ, em seguida, foi pesado e lavado em soluÃÃo composta de hipoclorito de sÃdio e Ãgua na proporÃÃo 200ppm, e posto para secar a sombra, sobre bandejas com fundo de tela para aumentar a circulaÃÃo de ar, possibilitando uma secagem uniforme. As bandejas foram acondicionadas em secador natural, por permaneceram por trÃs dias. O material vegetal do alecrim pimenta colhido era composto de ramos com folhas e apÃs a secagem foram separadas dos ramos. Jà o material vegetal da colÃnia era composto apenas de folhas que apÃs a secagem foram trituradas para facilitar o procedimento de embalagem. ApÃs a secagem o material foi embalado e armazenado em sala apropriada, acomodados em prateleiras e submetidos à temperatura e umidade ambiente. A cada trÃs meses foram realizadas extraÃÃes de Ãleo essencial, bem como a quantificaÃÃo do teor de umidade. O experimento foi instalado em delineamento inteiramente casualizado seguindo um esquema fatorial 3x4 constituÃdo por trÃs tipos de embalagens (papel, plÃstico e plÃstico+papel) e quatro perÃodos de armazenamento (0, 3, 6 e 9 meses). As variÃveis estudadas foram rendimento do Ãleo essencial e teor de umidade. Foi verificado que para o alecrim pimenta a embalagem plÃstica proporcionou uma melhor preservaÃÃo do conteÃdo de Ãleo essencial do material vegetal, cerca de 2 mL a mais que as outras duas embalagens testadas, podendo ser armazenado por um perÃodo de atà trÃs meses. Para a colÃnia, a embalagem plÃstica foi determinante para a conservaÃÃo do Ãleo essencial do material, podendo o material vegetal ser armazenado por atà nove meses sem perdas excessivas no rendimento do Ãleo. O comportamento da variÃvel teor de umidade foi semelhante para ambos os materiais utilizados, sendo verificada uma reduÃÃo no teor de umidade ao longo do perÃodo de armazenamento. / There is a large concentration of plants with medicinal potential in the Caatinga are widely incorporated in folk medicine for the local community. This region holds vast natural pharmacopoeia based on empirical knowledge. For small farmers in this region the commercial production of medicinal plants is an alternative economic interest, whose production can be based on agroecological production system grounded in sustainability, to reduce the risk of species extinction pharmacological important that the system of extractive production imposes. Thus, the aim of this work was to evaluate the influence of storage time and different packaging on postharvest pepper and rosemary colony seeking knowledge of methodologies accessible to family farming. The experiments were conducted at the Experimental Farm Curu Valley (FEVC) at Pentecost - Ce, using plant species colony pepper and rosemary. Initially, seedlings were made from arrays of proven genetic origin, belonging to the Garden of Medicinal Plants of the Experimental Farm Curu Valley. After six months of seedling transplanting the plant materia l was collected manually with the help of pruning shears at eight o'clock in the morning, then was weighed and washed in a solution consisting of sodium hypochlorite and water in proportion to 200 ppm, and put to dry the shadow on the screen bottom trays to increase air circulation, allowing a uniform drying. The trays were placed in natural hair, remained for three days. The plant material was harvested rosemary pepper consists of branches with leaves and after drying were separated from the branches. But the plant material consisted only of the colony of sheets after drying were ground to facilitate the packaging procedure. After drying the material was packaged and stored in an appropriate room, accommodated on shelves and subjected to temperature and hum idity. Every three months were performed extractions of essential oil as well as the quantification of the moisture content. The experiment was conducted in a completely randomized following a 3x4 factorial design consisting of three types of packaging (paper, plastic and plastic + paper) and storage period (0, 3, 6 and 9 months). The variables studied were yield of essential oil and moisture content. It was found that for pepper rosemary plastic casing provided better preservation of essential oil content of the plant material, about 2 mL more than the other two packages tested, and can be stored for a period of three months. To the colony, the plastic was crucial to the conservation of the essential oil of the material, the plant material can be stored for up to nine months without excessive losses in oil revenue. The behavior of the variable moisture content was similar for both materials, being observed a reduction in moisture content throughout the storage period.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / This work seeks to integrate climatic, hydrologic, and reservoir operation models in order to optimize available water volume in the Brazilian Northeast. The global ECHAM 4.5 climate model was used to feed the RAMS regional climate model for the Alto Jaguaribe hydrographic basin. Resulting precipitation values were calibrated by the probability density function (PDF) correction of simulated data compared with average daily precipitation data using the Thiessen method for the period 1979-2009. The Heidke Skill Score (HSS) was used to evaluate model performance in the Maximum Predictable Time Interval (ITEMP) of the atmospheric model. These PDF-corrected precipitation data, both observed and RAMS-simulated, were inserted in the hydrologic Soil Moisture Account (SMA) model from the Hydrologic Engineering Center â Hydrologic Modeling System (HEC-HMS) to determine modeled flows. These flows were then compared with median observed flows. To calibrate and validate the SMA, an iterative method was used to minimize percentage error of volume. The data returned by this cascade model was applied to assisting policy-makers determine water releases from the OrÃs reservoir. Three different scenarios were compared, the first based on observed flows, the second flows simulated by SMA with observed precipitation, and the third by flows simulated by SMA driven by the RAMS-PDF precipitation data. The RAMS model showed optimal efficiency in precipitation prediction on a 30 to 45 day interval, with HSS values of 0.56. The SMA model showed satisfactory performance with Nash-Sutcliffe values of 0.89 in the calibration phase and 0.67 in the validation phase, demonstrating its capacity to assist hydrological modeling in the semi-arid. This cascade model showed potential in accurately representing median inflows for the reservoir and as such can be used as a hydrologic tool, assisting reservoir operation decisions to meet the regionâs demand. Keywords: Soil Moisture Account; hydrologic / O presente trabalho visa o acoplamento de modelo atmosfÃrico, hidrolÃgico e de operaÃÃo de reservatÃrio com vistas à otimizaÃÃo da liberaÃÃo de Ãguas no semiÃrido do nordeste brasileiro. O modelo atmosfÃrico regional RAMS foi forÃado pelo modelo atmosfÃrico global ECHAM 4.5, na bacia hidrogrÃfica do Alto Jaguaribe, e em seguida, aplicada a correÃÃo probability density function (PDF) nos dados simulados e comparado com dados diÃrio de precipitaÃÃo mÃdia observada pelo mÃtodo de Thiessen no perÃodo de 1979-2009. Foi utilizando o Heidke Skill Score (HSS) como mÃtrica principal para avaliar o desempenho da previsÃo em busca do Intervalo de Tempo de MÃxima Previsibilidade (ITEMP) do modelo atmosfÃrico. Os dados de precipitaÃÃes observados e simulados pelo RAMS com correÃÃes PDFs foram inseridos no modelo hidrolÃgico Soil Moisture Account (SMA) do Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System (HEC-HMS), e comparado com as vazÃes mÃdias observadas. Para a calibraÃÃo e validaÃÃo do SMA, foi realizado um mÃtodo interativo para minimizar uma funÃÃo objetivo, com base no erro percentual do volume. Por fim foi desenvolvido e avaliado um modelo de cascata a fim de comparar as decisÃes operacionais de liberaÃÃo do reservatÃrio OrÃs com diferentes cenÃrios com base nas vazÃes observadas, vazÃes simuladas pelo SMA com a precipitaÃÃo observada e vazÃes simuladas pelo SMA forÃada com o RAMS-PDF. O modelo RAMS mostrou melhor eficiÃncia na previsÃo da precipitaÃÃo no intervalo de 30 a 45 dias, com valores de HSS = 0,56. O modelo SMA mostrou desempenho satisfatÃrio com valores de Nash-Sutcliffe de 0,89 na fase de calibraÃÃo e 0,67 na fase de validaÃÃo, mostrando ser uma nova alternativa de utilizaÃÃo de modelo hidrolÃgico no semiÃrido. O modelo de cascata mostrou potencial em representar bem as afluÃncias mÃdias do reservatÃrio, podendo tornar uma ferramenta hidrolÃgica, auxiliando as decisÃes de operaÃÃo dos reservatÃrios, atendendo as demandas da regiÃo.

O Brasil e o terceiro maior produtor de mamona do mundo e o maior produtor da América do Sul. O óleo da mamona tem grande potencial na cadeia de produção de biodiesel, sendo interessante a geração de recursos dos subprodutos, como a torta de mamona. Apesar de ser rica em proteínas, a torta de mamona tem limitada aplicação em virtude da presença da ricina, que apresenta elevada toxidez. Assim, esperando-se valorizar esse subproduto com novas aplicações tecnológicas, o objetivo desta tese foi o desenvolvimento de filme biodegradável a partir da proteína extraída da torta de mamona. Especificamente, estudou-se o efeito do pH (10, 11 e 12) de extração das proteínas sobre algumas propriedades físicas (espessura, propriedades mecânicas, solubilidade em agua, permeabilidade ao vapor de agua e umidade) dos filmes produzidos. A partir da avaliação destes resultados, foi então definido o pH de extração da proteína da torta de mamona para o segundo estudo que envolveu a produção de filmes a base da proteína extraída da torta de mamona, reforçados com fibra de sisal e/ou glioxal. Primeiramente, as proteínas foram extraídas em um reator, adicionando-se 20% de torta de mamona na solução de NaOH (pH= 10, 11 e 12), com velocidade de agitação de 400 rpm e a 50ºC. A separação do extrato proteico do resíduo insolúvel foi feita por centrifugação (4.000 rpm). Os extratos foram liofilizados e submetidos a analises para determinação da composição centesimal e dos aminoácidos. Isotermas de sorção dessas proteínas foram determinadas a 25ºC. Os filmes foram produzidos por \"casting\", ou seja, pela desidratação de soluções filmogênicas com concentração constante de proteínas. No primeiro estudo, utilizou-se 7,5g de proteína/100g de solução filmogênica, agente reticulante glutaraldeido (0,8g de glutaraldeido/100g de proteína) e plastificante glicerol (25g de glicerol/100g de proteína). No segundo estudo, utilizou-se 6g de proteína/100g de solução filmogênica, agente reticulante glioxal (0,5g de glioxal/100g de proteína), fibra de sisal (20g de fibra/100g de proteína e plastificante glicerol (25g de glicerol/100g de proteína). Os filmes foram avaliados subjetiva e objetivamente, através da determinação da espessura, do brilho, dos parâmetros de cor e opacidade, da microestrutura, das propriedades mecânicas por testes de tração e perfuração, da umidade, da solubilidade em agua, da calorimetria diferencial de varredura, das isotermas de sorção e da espectroscopia por transformada de Fourier. Os extratos de proteínas liofilizadas foram ricos em proteínas (66-69%), em todos os pH estudados, sendo rico também em sais minerais (12-24%), possivelmente devido ao emprego de NaOH. Não se observou diferenças na composição de aminoácidos em função do pH de extração. No primeiro estudo, os filmes produzidos apresentaram-se com coloração amarronzada e com aspecto visual homogêneo, independentemente do pH de extração das proteínas. Observou-se que o pH de extração das proteínas influenciou as propriedades mecânicas dos filmes. O aumento do pH implicou em filmes mais resistentes a tração e a perfuração, cuja tensão na ruptura e a forca na perfuração foram 4,5 MPa e 6,5 N, respectivamente, para os filmes produzidos com proteínas extraídas no pH=12. Entretanto, independentemente das diferenças obtidas, esses filmes se mostraram pouco deformáveis, com elongação na ruptura e deformação na perfuração cerca de 1,5 e 3,2%, respectivamente. A solubilidade em agua também foi afetada pelo pH de extração das proteínas da torta de mamona. Enquanto o filme produzido com proteínas extraídas em pH=10 foi completamente solúvel em agua, os filmes de proteínas extraídas em pH=12 apresentaram solubilidade de 58,5%. A umidade dos filmes não dependeu do pH, ficando em torno de 13%. No segundo estudo, a adição da fibra de sisal na solução filmogênica tornou os filmes mais rugosos, sem mudanças visuais perceptíveis em função da presença de glioxal. A adição da fibra de sisal na formulação aumentou a espessura dos filmes de 0,11 para 0,16mm e diminuiu o brilho medido no angulo de 60º, a forca na perfuração de 11,2 para 9,1N, a deformação na perfuração de 5,7 para 2,4%, a tensão na ruptura de 10,3 para 5,1 MPa, a elongação na ruptura de 78,5 para 24,2% sem contudo alterar o modulo elástico dos filmes, que permaneceu em torno de 1,1-1,5 MPa. A solubilidade em agua dos filmes diminuiu de 42,8 para 36,8%, porem a umidade dos filmes não foi afetada, permanecendo em torno de 14%. A permeabilidade ao vapor de agua aumentou em cerca de 50%, passando de 0,6 para 1,2 g.mm/h.m2.kPa. Quanto aos parâmetros de cor, de modo geral, a adição das fibras causou um aumento da luminosidade (L*) e da opacidade, e diminuição dos cromas a* e b* e da diferença total de cor (ΔE*). Na calorimetria diferencial de varredura, a adição da fibra aumentou a temperatura de transição vítrea da fração rica em glicerol. Avaliando as isotermas de sorção, pode-se sugerir que a fibra influenciou na capacidade de absorção de agua dos filmes. Não foi possível detectar alterações nos espectros de FTIR em nenhuma das formulações produzidas, provocadas pela reticulação da proteína liofilizada de torta de mamona dos filmes produzidos, nem pela fibra de sisal nos espectros gerados. Em conclusão, o pH 12 de extração das proteínas da torta da mamona proporcionou melhores filmes produzidos com essas proteínas, e a adição de fibras de sisal não implicou em melhoras nas propriedades dos filmes, contrariamente ao glioxal. / Brazil is the world\'s third largest castor bean producer and the largest producer in South America. The castor bean oil has great potential in the biodiesel production chain, with interesting resource generation of its by-products such as the castor bean cake. Despite being rich in proteins, castor bean cake has limited application due to the presence of ricin, which presents high toxicity. Thus, hoping to enhance this byproduct with new technological applications, the aim of this thesis was the development of biodegradable film with the protein extracted from castor bean cake. Specifically, the effect of protein extraction pH (10, 11, 12) on some physical properties (thickness, mechanical properties, water solubility, permeability to water vapor and moisture) of the films was studied. From the evaluation of these results, it was then defined pH extraction of castor bean cake protein for the second study, which involved the production of films made of protein extracted from castor bean, reinforced with sisal fiber and/or glyoxal. Firstly, proteins were extracted in a reactor, by adding 20% of castor bean cake in a NaOH solution (pH = 10, 11 and 12), with 400 rpm stirring speed and 50°C. Separation of the protein extract from the insoluble residue was made by centrifugation (4,000 rpm). Extracts were freeze-dried and had their chemical composition and amino acids determined. Sorption isotherms of these proteins were determined at 25°C. The films were produced by casting, i.e., by dehydration of film-forming solutions prepared with constant protein concentration. In the first study, we used 7.5g protein/100g film-forming solution, crosslinking agent (0.8g glutaraldehyde/100g protein), and plasticizer (25g glycerol/100g protein). In the second study, it was used 6g protein/100g film-forming solution, crosslinking agent (0.5g glyoxal/100g protein), sisal fiber (20g fiber/100g protein) and plasticizer (25g glycerol/100g protein). The films were evaluated subjectively and objectively, by the assessment of the following determinations: thickness, gloss, color and opacity parameters, microstructure, mechanical properties for tensile and puncture force tests, moisture, film solubility in water, differential scanning calorimetry, sorption isotherms and Fourier transform spectroscopy. The freeze-dried proteins were rich in proteins (66-69%) for every studied pH, the mineral salts content was high (12-24%) as well, possibly due to the use of NaOH. No significant difference in the amino acid composition was observed for the tested extraction pH values. In the first study, the films presented brownish color and homogeneous visual appearance irrespective of the protein extraction pH. It was observed that the protein extraction pH influenced mechanical properties of the films. The increase in pH resulted in films more resistant to tensile and puncture, with tensile strength and puncture force values of 4.5MPa and 6.5N, respectively, to the films produced with proteins extracted in pH 12. However, regardless of the differences obtained, these films showed to be little extensible, with elongation at break and puncture deformation around 1.5% and 3.2%, respectively. The film solubility in water was also affected by the extraction pH of the castor bean cake proteins. While the film produced with proteins extracted at pH 10 was completely soluble in water, films made with proteins extracted at pH 12 showed solubility of 58.5%. The moisture of the films did not depend on pH and remained around 13%. In the second study, the addition of sisal fiber in the filmforming solution made the films rougher, without noticeable visual changes due to the presence of glyoxal. The addition of sisal fiber in the formulation increased film thickness from 0.11 to 0.16mm and reduced gloss measured at 60° angle, puncture force from 11.2 to 9.1N, the puncture deformation from 5.7 to 2.4%, the tensile strength from 10.3 to 5.1MPa, and the elongation at break from 78.5 to 24.2% without altering the elastic modulus of the films, which remained around 1.1-1.5MPa. The film solubility in water decreased from 42.8 to 36.8%, but the moisture of the films was not affected, which was remaining around 14%. The water vapor permeability increased about 50%, from 0.6 to 1.2 g.mm/h.m2.kPa. As for the color parameters, in general, the addition of the fibers caused an increase in lightness (L*) and opacity, and decreased the monochromatic a* and b*, and the total color difference (ΔE*). In the differential scanning calorimetry assay, the addition of fiber increased the glass transition temperature of the glycerol-rich fraction. Evaluating the sorption isotherms, it can be suggested that the fiber influenced the water absorption capacity of the films. It was not possible to detect changes in FTIR spectra produced by the crosslinking of castor bean cake freeze-dried protein of films, as well by the sisal fiber. In conclusion, the extraction at pH 12 of the castor bean cake proteins provided the best films produced, and the addition of sisal fibers did not result in improvements in film properties, contrary to glyoxal.

Durante a fabricação do aço, a etapa de refino secundário tem como um de seus objetivos a redução do teor de hidrogênio. Porém, as previsões finais do teor de hidrogênio no produto devem presumir a existência de um fator de captura deste elemento pelo aço líquido, proveniente de diferentes fontes. Este trabalho tem como objetivo quantificar, através de estudo termodinâmico, a influência de um dos principais contribuintes com o aumento dos teores finais de hidrogênio: a umidade do ar capturada pela escória de refino secundário e repassada ao aço líquido. Para tanto, foi utilizado o programa de simulação termodinâmica FactSage. Primeiramente, foi realizado um estudo para a escolha das bases de dados do FactSage mais adequadas à pesquisa em questão. Posteriormente, foi realizada a simulação da exposição de escórias líquidas dos sistemas ternário CaO-MgO-SiO2 e quaternário CaO-MgO-SiO2-Al2O3 a duas diferentes pressões parciais de água na atmosfera, a fim de quantificar a solubilidade da água nestas escórias. Após, as escórias umidificadas foram simuladas em contato com o ferro líquido e a quantidade de hidrogênio transferido ao ferro foi analisada. Por fim, foi realizado um estudo termodinâmico de solubilidade de água em escórias do sistema quaternário CaO-MgO-SiO2-Al2O3, com basicidade binária igual a 2 e temperatura de 1600 °C; a exposição dessas escórias a duas pressões parciais de água na atmosfera foi simulada, sob duas abordagens: uma considerando escórias líquidas e outra considerando escórias com possíveis frações sólidas. A relação entre o teor de água destas escórias úmidas e o teor de hidrogênio no ferro também foi analisada. Desta forma, a influência das diferentes escórias na captura e transferência de hidrogênio ao ferro líquido foi relacionada com as composições de escória e com a pressão parcial de água na atmosfera. Foi observado que o teor de hidrogênio no ferro possui dependência linear com o teor de água na escória. No entanto, é possível variar a composição da escória e diminuir a quantidade de água que ela absorve da atmosfera e, desta forma, diminuir a quantidade de hidrogênio repassada ao metal. / During steelmaking, one of the main processes is the reduction of hydrogen levels. However, the degassing process and the final predictions of hydrogen levels in steel must presume the existence of a hydrogen pick-up factor in liquid steel, originated from different sources. This work aims to quantify, thermodynamically, the influence of one of the main contributors to the high final levels of hydrogen in steel: air humidity captured by the slag and transferred to the liquid steel. To achieve this, the thermodynamics software FactSage was used. First, the databases from FactSage were studied and the most adequate were chosen for the purpose of this work. After, the exposition of liquid ternary CaO-MgO-SiO2 and quaternary CaO-MgO-SiO2-Al2O3 slag systems to two different water pressures was simulated, to quantify the water solubility in these slags. Then, the moist slags were simulated with liquid steel and the hydrogen content transferred to the metal was analyzed. Finally, the solubility of water in slags of the system CaO-MgO-SiO2-Al2O3, with binary basicity equal to 2 and temperature of 1600 °C, was studied; the exposition of these slags to two different water pressures was simulated, under two views: considering liquid slags and slags with solid fractions. The relationship between water content in these slags and hydrogen content in steel was analyzed. Hence the influence of slags on water capture from atmosphere and transfer of hydrogen to liquid iron was related to the slag chemical compositions and to water vapor partial pressures. It was observed that hydrogen content in iron is linearly dependent on the water solubility of slags. However, according to the variation of the slag composition, it is possible to lower the quantity of water captured by the slag and therefore the steel hydrogen pick-up.