A fim de garantir a inocuidade, alguns alimentos industrializados são termicamente tratados por um processo contínuo denominado pasteurização, o qual visa inativar os micro-organismos patogênicos, mantendo, ao mesmo tempo, a sua qualidade sensorial e nutricional. Essa operação é aplicada a produtos como sucos, leite, cervejas, polpas, entre outros. A modelagem matemática deste processo tem como intuito auxiliar no entendimento, controle e posterior otimização desta operação. O principal objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento da modelagem do processo contínuo da pasteurização HTST do leite e a validação experimental do modelo empírico da incrustação do produto nas placas do trocador de calor, em malha aberta (sem PID). A modelagem fenomenológica foi composta por balanços diferenciais de energia, para temperatura, e de material, para letalidade, nos canais, nas placas, no tubo de retenção e nas conexões do pasteurizador. Também foi realizada a modelagem empírica da incrustação do leite na seção de aquecimento. Os modelos desenvolvidos representam um conjunto de equações diferenciais ordinárias de primeira e segunda ordem, o qual foi resolvido pelo método das diferenças finitas, pelo uso do software gPROMS. O modelo foi aplicado para representar o comportamento de um pasteurizador a placas de escala laboratorial, com e sem incrustação, com e sem perturbações no sistema e durante a partida do equipamento, através de estudo de caso. Os dados simulados foram apresentados pela distribuição unidimensional e temporal de temperatura e da letalidade do tratamento, ao longo do processo, e do perfil do coeficiente global de troca térmica na seção de aquecimento. Para a validação do modelo de incrustação foi realizado um ensaio experimental da pasteurização de solução proteica (similar ao leite). Inseriu-se termopares em diversos pontos do equipamento e as temperaturas foram registradas ao longo do tempo. As placas do trocador foram pesadas e fotografadas antes e depois do teste para controle da quantidade de material depositado. A partir dos resultados laboratoriais, fez-se o ajuste dos parâmetros do modelo de incrustação, simulando novamente. Esses resultados foram comparados aos experimentais, sendo, então, o modelo validado. / In order to guarantee harmlessness, some processed foods are thermally treated in a continuous process named pasteurization, in which the purpose is to eliminate pathogenic microorganisms, while avoiding sensorial and quality losses. This operation is used in products such as juice, beers, milk and dairy food, pulp, and so on. Mathematical modeling of this process seeks to help its understanding, controlling, and optimization. Thus, the aim of this work was to develop and simulate a model of a continuous process pasteurization, and to conduct the experimental validation of a fouling model in the plates of the heat exchanger plates, without a process controller (PID). The phenomenological modeling was composed by differential energy and material balances, for temperature and lethality, respectively, in the channels, plates, holding tube and its connections of the pasteurizer. It was also developed an empirical fouling model for the product in the heating section. All these models represent a set of first and second order differential equations which were solved by a finite difference method through the gPROMS software. This modeling was used to express the behavior of a laboratory scale plate pasteurizer, with and without fouling, with and without system disturbances and during the equipment startup, in a case study. The simulated data was presented by the unidimensional spatial and temporal distribution of temperature and lethality along the process, and overall heat transfer coefficient profile in the heating section. To validate the fouling model, an experimental test by using a protein solution (similar to cow milk) was conducted. The temperature logging over time was done by various thermocouples inserted in the pasteurizer. All the plates were weighed and photographed before and after the tests to quantify the amount of deposits. From laboratory results, fouling model parameters were adjusted and simulation was performed again. These results were compared to the experiments, being the model validated adequately.

Nesse trabalho procede-se a modelagem e simulação do motor de indução trifásico considerando-se as notações trifásicas, ortogonais, vetoriais e complexas, mos-trando seus equacionamentos e também o resultado das simulações. Para a simulação foram usados alguns programas de domínio da área acadêmica, comparando seus desempenhos quanto à apresentação de resultados e também tempo de processamen-to. Este trabalho apresenta também, um enfoque para o método de simulação do mo-tor de indução trifásico utilizando a notação vetorial complexa, o qual é baseado na notação vetorial do motor de indução que é caracterizado por grandezas complexas. Essa técnica é obtida através de simples manipulações das equações vetoriais do modelo do motor de indução compondo uma equação de estado complexa. Com o auxílio do programa Matlab, consegue-se simular o motor de indução trifásico sem a necessidade de separar os termos complexos em duas equações reais, relativas as partes real e imaginária. O que além de simplificar o procedimento de simulação também contribui para a construção do diagrama de blocos para poder entender melhor o comportamento do modelo estudado. São apresentadas no final do trabalho, as conclusões obtidas e, também, sugestões tanto para continuação do trabalho, quanto novas linhas de pesquisas. / In this work it is carried out the modelling and simulation of the three-phase induction motor. It's considered three-phase, orthogonal, vectorial and complex notations, showing the different model equations and the result of the computational simulations. For the simulation it was used different software’s of the academic area, and its results and computational performance are compared. This work gives em-phasis to in new modelling procedure by using complex vector notation. This new method is based on the vectorial notation of the induction motor, which is characterized by complex entities. Through simple manipulations of complex vector equation of the dynamic induction motor equation, it is possible to compose a complex space-state equation. This complex model come be solved with Matlab software without the separation of its complex terms in two real equations. Other advantage of the complex model is the simplifying the simulation procedure and the possibilities of the blocks diagram representation. The final conclusions and suggestions for con-tinuation are presented in the end of work.

No presente trabalho estudou-se o equilíbrio de fases em sistemas aquosos contendo albumina do plasma bovino (BSA) e polietileno glicol (PEG) com tamanhos médios de cadeia 2000, 4000, 6000 e 10000, para valores de pH iguais a 4,0, 5,0 e 6,0, na temperatura de 25ºC. Pôde-se observar que o diagrama de fases é dependente do pH e do tamanho da cadeia. Conforme a região do diagrama, observaram-se sistemas que apresentaram características de equilíbrio sólido-líquido (ESL) e de equilíbrio líquido-líquido (ELL), além de sistemas presumivelmente metaestáveis que apresentam uma transição dos dois comportamentos, cujas concentrações de PEG são intermediárias em relação aos sistemas que apresentam puramente o ELL ou o ELS. Mediante a interpretação dos dados experimentais e a análise a partir da equação de Flory-Huggins, verificou-se a dependência direta entre o tamanho médio de cadeia polimérica e a formação do ELS. Os resultados sugerem que os grupos hidroxila terminais das moléculas de PEG interagem com as moléculas de BSA, alterando a conformação das últimas de tal modo que o coeficiente de interação BSA-H2O (oriundo da equação de Flory-Huggins) também se altera. Como o parâmetro de maior influência na atividade da proteína em solução é justamente o coeficiente de interação BSA-H2O, pequenas alterações geram uma grande mudança no cálculo desta atividade sendo portanto o principal fator a afetar a estado de equilíbrio. / The phase equilibrium in aqueous systems containing bovine serum albumin (BSA) and polyethylene glycol (PEG) with average molar mass values of 2000, 4000, 6000 and 10000 was studied in this work. All experiments were carried out at 25ºC, and the pH was varied within the values 4,0, 5,0 and 6,0. It was observed that the phase diagram depends on the pH and on polymer chain average size. According to the composition of the systems, not only solid-liquid (SLE) and liquid-liquid (LLE) equilibrium were observed, but also possible metastable systems with transition characteristics, whose PEG concentrations are intermediate to the purely SLE or LLE systems. Following the experimental data interpretation and the analysis of the Flory-Huggins equation, it was observed a direct relationship between the polymeric average size and the formation of SLE. The results imply that the terminal hydroxyl groups of the PEG molecules interact with BSA molecules, changing the protein conformation in such a way that the interaction coefficient BSA-H2O (which came from the Flory-Huggins equation) changes accordingly. Bearing in mind that the most influential parameter in the protein activity is the interaction coefficient BSA-H2O, small changes lead to a significant change in the calculated value of this activity. It is thus possible to state that the average molecular mass value of PEG is the main factor that affects the equilibrium state.

A energia radiante absorvida pelas plantas é a principal determinante da taxa fotossintética, condicionando o crescimento e desenvolvimento vegetal, produção e qualidade dos produtos, sendo ainda uma variável fundamental na determinação da transpiração, possibilitando estabelecer relações entre essa variável e a evapotranspiração de referência, podendo-se determinar o coeficiente basal de culturas que orientarão nos processos de irrigação. Em vista da sua importância e do reduzido número de estudos de medida e estimativa do saldo de radiação da folhagem de arbóreas, objetivou-se realizar medidas do saldo de radiação de uma laranjeira (Rnl), cv. Pêra do Rio, com um sistema móvel de integração espaço-temporal para árvores "isoladas", instalando-se oito saldo-radiômetros na armação circular vertical em torno da copa, que através do movimento de três rotações por minuto, criava uma esfera "sensora" de medida ao redor da planta, e de trechos de renques de um cafezal (Rnc) formado, variedade Mundo Novo Apuatã, e de cafezal em formação, variedade Obatã IAC 1669-20, utilizando-se um sistema móvel de integração espaço-temporal para cultivos em renques, no qual oito saldo-radiômetros, fixados em uma armação circular vertical em torno da folhagem, movimentavam-se ao longo de 4,7 m de renque, criando um cilindro "nocional" de medida. O estudo no laranjal ocorreu entre outubro/04 e junho/05, e nos cafezais entre março/04 e maio/05, com ocorrência de diferentes áreas foliares. Os dois sistemas apresentaram-se eficientes para a medida do saldo de radiação. Essas medidas foram correlacionadas à irradiância solar global (Rg) e ao saldo de radiação de gramado (Rng), medidos em estações meteorológicas automáticas. Obtiveram-se melhores ajustes das análises de regressão entre os valores de Rnl e Rg, nas escala de 15 min e horária, verificando-se ainda bom ajuste entre essas variáveis na escala diária para as diferentes áreas foliares (AF). Também na escala diária, bom ajuste foi obtido entre Rnl por área unitária de projeção da copa no solo (Rng/AP) e Rng. Bons ajustes foram também obtidos entre o saldo de radiação dos cafeeiros em formação (Rnc) com Rg e Rng, nas escalas de 15 min e horária, e também para cafeeiros formados, inclusive na escala diária. Porém, não se verificou um ajuste único de Rnc/AF com Rg ou Rng para as diferentes áreas foliares dos cafeeiros em formação, na escala diária. O uso da lei de Beer para estimativa de Rnl e Rnc no período de 6-18h levou a valores subestimados em 17% para a laranjeira e em 8% para os cafeeiros em formação, comparados aos valores medidos, devendo-se atentar, portanto, para as limitações do uso da lei. Foram propostos modelos físicomatemáticos para estimativa de Rnl e Rnc, que apresentaram boa concordância com os valores medidos em ambas as espécies, para diferentes áreas foliares, na escala de 15 min. Ao correlacionar-se os valores de saldo de radiação medidos e estimados pelos modelos na escala diária, para todos os valores de área foliar, obteve-se superestimativas de 6% para a laranjeira e de 5% para o renque de cafeeiros formados, indicando o bom desempenho dos modelos. / The solar energy absorbed by plants is the main determinant factor of photosyntetic rate, conditioning growth and crop development, production and products qualities, still being a fundamental variable to determine transpiration. In relation to transpiration, it is possible to establish relationships between this variable and reference evapotranspiration, allowing to determine the basal crop coefficient, which will guide irrigation management. Regarding to the importance and the few number of studies about measurements and estimates of net radiation of arboreal canopy, this project aimed to accomplish net radiation measurements in an orange tree canopy within an orchard (Rnl), cultivar Pêra do Rio, with a device for measuring all wave net radiation absorbed by "single" trees, deploying eight net radiometers on a circular frame which rotates around the canopy, at 3 rpm, creating a "sensing sphere", and in hedgerows (Rnc):of a mature coffee plantation, variety Mundo Novo Apuatã; and of a young coffee plantation, variety Obatã IAC 1669-20, with a device for measuring total radiation absorbed by hedgerows, deploying eight net radiometers on a vertical circular frame around the plants, moving in a rail of 4.7 m along the hedgerow, creating a "notional cylinder" of measurement. The study in the orange orchard was carried out from October/2004 to June/2005, and in the coffee plantation was from March/2004 to May/2005. Both devices for net radiation measurements worked well. These measurements were correlated to global solar radiation (Rg) and grass net radiation (Rng), routinely measured in automatic weather stations. The best fits between Rnl and Rg, using regression analyses, were obtained for data of 15 min and hourly periods. Good agreement between these was also observed when the different leaf areas (AF) were considered, at daily scale. The same was observed for the relationship between Rnl by canopy drip line (Rnl/AP) and Rng. For the young coffee hedgerow, a good correlation was observed between Rnc and Rg or Rng, for both 15 min and hourly scales, and for mature coffee hedgerow, even at daily scale. An unique relationship between Rnc and Rg or Rng was not verified for different leaf areas of young coffee hedgerow, at daily scale. The use of Beer´s law to estimate Rnl and Rnc from 6 a.m. to 6 p.m. resulted in an underestimation of 17% to the orange tree and 8% to the young coffee hedgerow, when compared to measured values, which suggest caution to the limitations of this law. The physical-mathematical models proposed to estimate Rnl and Rnc presented good levels of agreement between measured and estimated values for both species, at different leaf areas, at 15 min scale. When correlating the measured and estimated values, for all leaf areas, at daily scale, it was obtained an overestimation of 6% for orange tree, and of 5% for young coffee hedgerow, showing a good performance of these models.

Esta pesquisa objetivou mostrar a viabilidade de utilização do Sistema de Informação Geográfica (SIG) associado à modelagem matemática, como opção metodológica a ser aplicada no estudo das modificações induzidas no nível freático, após o enchimento de reservatórios. A área piloto escolhida foi a bacia de drenagem do rio Biritiba-Mirim, localizada na região do Alto Tietê, no Estado de São Paulo. O entendimento do funcionamento do sistema hidrogeológico, obtido por meio de dados de geologia, hidrogeologia, climatologia, poços existentes e sondagens executadas na área, subsidiou a elaboração do modelo conceitual. Na área, foram identificados dois tipos de aqüíferos: o Sedimentar, restrito às planícies fluviais e o Cristalino alterado, decorrente da alteração intempérica da rocha. Os fluxos locais da água subterrânea ocorrem em direção aos cursos d’água que constituem a malha de drenagem da bacia, enquanto que, regionalmente, as águas subterrâneas fluem na direção do rio Biritiba-Mirim. As informações do modelo conceitual foram, inicialmente, organizadas no Sistema de Informação Geográfica e, posteriormente, transferidas para o modelo matemático. Foi construído um modelo matemático para a bacia de drenagem do rio Biritiba-Mirim utilizando o programa tridimensional de diferenças finitas MODFLOW desenvolvido por McDONALD & HARBAUGH (1988). A calibração do modelo foi executada a partir de ajustes sucessivos, efetuados por meio do SIG e, posteriormente, aferidos no MODFLOW. Uma vez concluído o processo de calibração, procedeu-se à simulação do enchimento do reservatório, utilizando novamente o Sistema de Informação Geográfica para a entrada dos dados. A simulação, também realizada no MODFLOW, possibilitou delimitar as áreas nas quais os níveis das águas subterrâneas sofrerão maiores influências do reservatório, dando o subsidio necessário para a locação dos poços de monitoramento. Os dados coletados no período de um ano de monitoramento permitiram executar a verificação e eventuais correções do modelo. Com o modelo aferido, repetiu-se a simulação do enchimento do reservatório e, a partir do mapa potenciométrico resultante, foi elaborado o mapa de profundidades de níveis d’água subterrânea previstas para após o enchimento do lago, denominado de Mapa Previsional de Influência. Nesse mapa foram delimitadas duas zonas de influência (de 0-5 m e de 5-10 m) e uma zona sem influência do reservatório ou com profundidade final do nível freático superior a 10 m. Finalmente, definiu-se um programa de monitoramento potenciométrico do sistema aqüífero livre para execução em situação posterior ao enchimento do reservatório, a fim de avaliar o tempo e tipo de resposta do aqüífero livre ao processo de enchimento e efetuar a retroanálise das previsões. De acordo com programa definido, a primeira campanha de medição deverá coincidir com o início do enchimento do reservatório, a partir desta, o monitoramento deverá ser mensal até os três primeiros meses e, posteriormente, trimestral até completar um ano após o enchimento. A execução do presente estudo comprovou a viabilidade da aplicação do SIG, associado à modelagem matemática com fins previsionais, em escala de bacia de contribuição, para a avaliação das modificações induzidas no nível do aqüífero livre após o enchimento de reservatórios. Recomenda-se a metodologia aqui proposta como ferramenta a ser aplicada em outros locais que apresentem a mesma problemática. / The purpose of the current research was to demonstrate the viability of using Geographic Information System – GIS associated to mathematical models as a methodological option to be applied in the study of the water table elevation induced by dam reservoirs after their impoundment. The chosen area was the drainage basin of Biritiba-Mirim river, located in Alto Tietê area, in São Paulo State. The understanding of the hydrogeological system was acquired through geological, hydrogeological and climatological data. The surveys executed in the area, also allowed the construction of the conceptual model. In the area, two aquifers types were identified: the Sedimentary, restricted to the fluvial plains, and the altered Crystalline, due to the weathering. The regional groundwater flow was toward Biritiba-Mirim river, while the secondary drainage was a local groundwater discharge area. The conceptual model data was, initially, organized in a Geographic Information System and later transferred to the mathematical model. A mathematical model was built on the Biritiba-Mirim drainage basin using MODFLOW, a three-dimensional program of finite differences developed by McDONALD & HARBAUGH (1988). The model calibration was executed through successive trial-error process, using Geographic Information System as a input data and MODFLOW to evaluate results. After the conclution of the calibration process, the Biritiba-Mirim reservoir impoundment was simulated using Geographic Information System to input the new variable. The simulation, also accomplished in MODFLOW, made possible to limitate the main areas that will be impacted on their ground water levels. Using that map were located the monitoring wels. From the monitoring data, collected in a year period, it was possible to verify the model. The reservoir impoundment simulation was repeated. From the resulted potenciometric map, the groundwater final depths map was elaborated. In that map, named Predictional Influence Map, two influence zones were defined (0-5 m and 5-10 m), and a zone without the reservoir influence or with final water table level more than 10 m depth. Finally, an aquifer monitoring program was defined, in order to follow the water table impact after the reservoir impoundment. According to this program, two weeks after the impoundment should be made the first field measurement. The periodicity should be monthly until the first three months, and, after that, quarterly until the end of the first year. The present study showed the viability of using Geographic Information System associated to mathematical models to predict modifications induced on the water table levels after a reservoir impoundment. This methodology is recommended as an important tool to be applied in other cases with the same problem.

A atual competitividade da economia mundial exige um controle de qualidade sofisticado em indústrias de manufatura, pois, devido ao grande número de empresas do setor são constantes as exigências de melhorias na produção. Deste modo, sistemas de medição rápidos, precisos e flexíveis como a MMC (Máquina de Medir por Coordenada) são introduzidos junto ao processo produtivo e, no que se refere à inspeção dimensional, eles proporcionam os quesitos pretendidos. Como todas as máquinas, a MMC está suscetível a erros, o que resulta em valores errôneos de sua resposta de leitura. Neste contexto, o objetivo principal do trabalho é descrever uma metodologia para efetuar um levantamento de erros em uma MMC, equacionando e quantificando nas suas direções preferenciais os erros incidentes durante um procedimento de medição. O levantamento de erros foi realizado em uma MMC do tipo ponte móvel sob as formas, teórica e experimental. A metodologia aplicada sob a forma teórica foi elaborada pelo método reduzido de sintetização de erros e pelo método pleno de sintetização de erros. Para estas sintetizações foram desenvolvidos matematicamente modelos da máquina por meio de uma análise de sua estrutura e também utilizando a teoria das transformações homogêneas. O levantamento de erros sob a forma experimental, sintetização experimental de erros, foi realizado de forma plena, obtendo valores dos 21 erros individuais. Para este método, foi utilizado canhão laser de medição, conjunto de óticas de medição por interferometria, apalpador eletrônico, nível eletrônico, esquadro mecânico de granito, além de dispositivos de fixação. Por meio dos valores obtidos na sintetização experimental permitiu-se conhecer a influência dos erros na ponta da sonda de medição. Os resultados mostraram que o eixo \"Z\" apresentou os menores erros de rotação, com amplitude menor que 1,7 arcoseg, contrariamente aos eixos \"X\" e \"Y\". Constatou-se que as sintetizações de erros apresentadas podem ser empregadas como técnica de error budget, pois permitem conhecer os erros da máquina de medir por coordenadas e também rastreá-los em todo o seu volume de trabalho. / The current competitiveness of the global economy requires a sophisticated quality control in manufacturing industries, because, due to the large number of companies in this sector are constant the requirements of improvements in production. Thus, fast, accurate and flexible, systems of measurement as the CMM (Coordinate Measuring Machine) are introduced at production process and, with respect to dimensional inspection, this provides the qualities intended. Like all machines, the CMM is susceptible to errors, resulting in erroneous values of their reading response. In this context, the main objective of the study is to describe a methodology of error budget in a CMM, equating and quantifying in their preferred directions the errors incidents during a measurement procedure. The error budget was held in a moving bridge CMM in the forms, theoretical and experimental. The methodology applied in the theoretical form was developed by the method of reduced synthesizing technique of errors and the method of synthesizing technique of errors. For these synths were developed mathematical models of the machine by way of an analysis of its structure and also using the homogeneous transformations. The experimental synthesizing technique of errors was made with obtaining the individual values of 21 errors. For this method, was used a laser measurement, optical set of measurement by interferometry, electronic probe, electronic level, granite square, and fixation devices. Through the values obtained in the experimental synthesizing technique enabled to know the influence of errors on the tip of the probe. The results showed that the \"Z\" axis had the lowest errors of rotation, with amplitude less than 1.7 arcoseg, contrary to the axis \"X\" and \"Y\". It was verified that the methods of synthesizing technique of errors can be used as error budget, because they provide to know the errors of a coordinate measuring machine and also trace them throughout their volume.

O Rio Grande do Sul se destaca como a segunda maior região em produção de leite no Brasil, sendo que a alimentação bovina é quase que exclusivamente a pasto de modo isolado e consociado com aveia e azevém no período de estação fria. As informações de campo e pesquisa qualificam a aveia branca (Avena sativa L.) e preta (Avena strigosa Schreb) como forrageira de excelente qualidade nutricional. Apresenta alta produção de biomassa, digestibilidade e teores de proteína fundamental na produção de carne e leite. A região noroeste do estado tem forte presença da agricultura colonial, estruturando a produção leiteira como alternativa à atividade de produção de grãos, condição-chave que viabiliza a atividade da agricultura familiar. Em geral, houve um aumento do número de animais e do rendimento leiteiro por animal, evolução não uniforme e que tem gerado muitos modos e formas de produção. Tais modificações ressaltam a necessidade de proposições técnicas que viabilizem a atividade em longo prazo e de maneira sustentável dos sistemas forrageiros, indicando a necessidade de um aprofundamento científico em ligar a condição experimental com a realidade de produção regional. Portanto, para a máxima oferta de biomassa aos animais, a forragem deve apresentar adequada produção e estabilidade de oferta ao longo de seu ciclo, e maior número de entradas na área de pastejo. Inclusive, boa capacidade de rebrote independente das condições de clima e solo. Desta forma, o conhecimento do potencial genético na produção de forragem da cultivares recomendadas de uma região é fator decisivo sobre a capacidade de tolerância aos fatores de clima e solo e da capacidade de maior oferta de forragem. Afora isto, o envolvimento conjunto dos aspectos genéticos e de ambiente pelos fatores climáticos é decisivo sobre a produção vegetal. Tal condição reporta da necessidade de novos modelos matemáticos que promovam simultaneamente a possibilidade de simulação da produção e definição de cultivares potenciais sobre os aspectos da planta e do clima. Desta forma, o objetivo do trabalho é a modelagem matemática de produção em aveia forrageira a partir dos caracteres decisivos sobre a produção e oferta de forragem e sua ligação com os elementos climáticos que atuam decisivamente sobre a produtividade vegetal. Afora isto, simular a produção de biomassa a partir de alteração de modelo matemático validado para outras espécies no ajuste para a aveia forrageira levando em consideração condições da realidade regional. Estudos Agrários da UNIJUÍ. Os estudos foram realizados nos anos agrícolas de 2011 O experimento foi conduzido em condições de campo no Instituto Regional de Desenvolvimento Rural/IRDeR, localizado em Augusto Pestana, RS, pertencente ao Departamento de, 2012 e 2013 em delineamento experimental de blocos ao acaso com quatro repetições. O estudo envolveu a análise sobre sete genótipos recomendados para cultivo ao longo da oferta atrelada as informações climáticas obtidas ao longo do período. As equações lineares evidenciam taxa de produção de biomassa diferenciada entre os genótipos e anos de cultivo testados. Para a interpretação da produção de Matéria Seca Total e de Folha, verificou- 6 se que as equações lineares são eficientes, podendo determinar a produção de biomassa de qualquer período do ciclo de forragem. Os modelos de regressão linear múltipla qualificam a estimativa da produção de biomassa, podendo interligar os efeitos climáticos com o desempenho de produção, independente do genótipo. O modelo já utilizado nas culturas de capim elefante, Tanzânia e Brachiaria ruzizienses, quando modificado para a cultura de aveia se mostrou adequado para a simulação da produtividade de Matéria Seca Total quando realizada alterações buscando simular a realidade local. / 98 f.

A aveia branca (Avena sativa L.) é uma espécie de estação fria de múltiplos propósitos. É usada na sucessão e rotação de culturas quebrando o ciclo de pragas e moléstias e de excelente cobertura de solo ao sistema de semeadura direta. Na alimentação animal fornece ração, feno, silagem e forragem direta de alta qualidade. Na alimentação humana, os grãos se destacam como um alimento funcional rico em proteínas e fibras. Dentre estas, a fibra alimentar beta glucana auxilia na redução do colesterol LDL. A inclusão da aveia na dieta alimentar tem crescido enormemente nos últimos anos, por conta de uma população mais exigente e que busca alimentos mais nutritivos e saudáveis. Por outro lado, o consumo de aveia tem por base o produto “in natura”, que depois de descascado é direcionado a produção de farelo, farinha ou flocos, exigindo maiores cuidados no processo de produção, principalmente no uso de agroquímicos para o controle de doenças fúngicas. Dentre as doenças, a ferrugem da folha (Puccinia coronata Cda. f.sp. avenae) e a mancha amarela [Drechslera avenae (Eidam) El Sharif] têm recebido especial atenção, as quais podem causar perdas de até 100% na produtividade de grãos em anos favoráveis ao desenvolvimento. Com isso a necessidade de construção de modelos que permitam otimização das tecnologias de manejo no controle de doenças à máxima qualidade do produto à alimentação humana e na qualificação da tomada de decisões no manejo da cultura. O objetivo do estudo é modelagem matemática da aveia por regressões e teste de médias na caracterização de grupos de resistência às doenças foliares, que dimensionam o comportamento e previsibilidade com adaptabilidade de cultivares. Além disto, do uso de redes neurais artificiais na simulação da evolução da doença e os reflexos sobre a produtividade pelas condições meteorológicas e de uso de fungicida. O estudo foi realizado no Instituto Regional de Desenvolvimento Rural (IRDeR/DEAg/UNIJUÍ), no município de Augusto Pestana (RS). O experimento foi delineado em blocos casualizados com três repetições, seguindo um modelo fatorial 22x4, para as 22 cultivares de aveia branca e 4 condições de aplicações de fungicida, sem fungicida, com uma aplicação aos 60 dias após a emergência DAE, com duas aplicações 60/75DAE, com três aplicações 60/75/90 DAE, respectivamente. A área foliar necrosada foi avaliada aos 60, 75, 90 e 105 DAE, em cada condição de uso do fungicida em todas as cultivares em estudo. Portanto, 15 dias após aplicação do fungicida, conforme o período residual do produto químico de controle (15 dias). As 22 cultivares de aveia branca avaliadas foram: Barbarasul, Brisasul, FAEM 006, FAEM 007, FAEM 4 Carlasul, FAEM 5 Chiarasul, IPR Afrodite, UPFA Gaudéria, UPFA Ouro, UPFPS Farroupilha, URS 21, URS Altiva, URS Brava, URS Charrua, URS Corona, URS Estampa, URS Fapa Slava, URS Guará, URS Guria, URS Tarimba, URS Taura e URS Torena. Pelo agrupamento de médias segundo modelo de Scott & Knott é definido que as cultivares URS Altiva, FAEM 007, URS Brava são as que obtiveram maior resistência genética as doenças foliares, nas condições de uso de tratamento químico com fungicida no ano favorável (2015). Destaca-se que em 2016, ano desfavorável às doenças, as cultivares FAEM 007, IPR Afrodite, URS Corona, FAEM 5 Chiarasul e URS Altiva, mostraram produtividade de grãos satisfatório com reduzidos valores de área foliar necrosada. Na análise dos dois anos agrícolas, as cultivares com maior destaque são FAEM 007 e URS Altiva que independente do ano ser ou não favorável à incidência de doenças foliares, foram as que obtiveram melhor produtividade de grãos junto a menor área foliar necrosada. Na avaliação da taxa de produtividade de grãos e área foliar danificada pelo incremento do número de aplicações do fungicida, recebem destaque as cultivares, URS Charrua, URS Altiva e URS Guria. Estas cultivares obtiveram a maior eficiência agronômica pelo incremento do número de aplicações do fungicida, com a URS Altiva de menor coeficiente linear de área foliar necrosada, indicando resistência genética superior às demais cultivares. Cabe também destacar, a cultivar URS Charrua que independente do ano de cultivo, indica resultados vantajosos pela elevada eficiência nas aplicações de fungicida em 2015, com elevada produtividade na ausência e presença de fungicida em 2016. A partir dos modelos de adaptabilidade e estabilidade por “Eberhart e Russel” é possível identificar as cultivares IPR Afrodite, URS Altiva e URS Corona com adaptabilidade geral, e estabilidade nas condições de uso de fungicida nos anos agrícolas avaliados. Dentre estas, destaca-se os valores mais reduzidos da área foliar necrosada obtida pela URS Altiva, com previsibilidade de expressão de necrose foliar e adaptabilidade a ambientes desfavoráveis, qualificando seu uso em condições mais restritivas no uso de fungicida. Os modelos de regressão linear múltipla qualificam a estimativa de produtividade de grãos, principalmente, quando incluído no modelo a precipitação, temperatura mínima, área foliar necrosada em cm² e as aplicações de fungicida. No entanto, é verificado que apenas dois anos de cultivo não permite o desenvolvimento de um único modelo de simulação por regressão linear múltipla para todas as cultivares. Por outro lado, quando a equação é desenvolvida para cada cultivar, a eficiência de simulação é obtida. As redes neurais artificiais do tipo Perceptron de Múltiplas Camadas, com o algoritmo de aprendizagem backpropagation e função de treinamento Levember-Marquadt, se mostram eficientes na previsibilidade da produtividade de grãos e área foliar necrosada, pelas condições de uso de fungicida junto aos fatores meteorológicos. Além disso, é possível simular a produtividade final de grãos ao longo do ciclo de desenvolvimento da aveia, atrelando ao modelo, as condições meteorológicos, o manejo do fungicida e área foliar necrosada. Assim, as RNAs somam-se aos demais modelos convencionais de simulação, tornando-se uma ferramenta de auxilio na tomada de decisões, quanto ao manejo da cultura da aveia. / 104 f.

É possível desenvolver representações reais em linguagem matemática, tornando-se uma ferramenta eficiente no desenvolvimento e validação de novas tecnologias na agricultura. No manejo da lavoura de aveia, o uso de fungicida tem sido prática decisiva, pois, a resistência genética às principais doenças foliares não é eficiente. Portanto, o uso indiscriminado de fungicida, principalmente próximo a colheita de grãos, requer atenção especial, devido o cereal ser consumido na maioria dos alimentos em seu estado in natura. Poucos modelos matemáticos na cultura da aveia que tratem de avanços em buscar descrever o comportamento e a estimativa da produtividade sobre o manejo de fungicida tem sido encontrado. O objetivo do estudo é o desenvolvimento de modelos matemáticos que permitam caracterizar e identificar cultivares de aveia ecologicamente mais eficientes à redução de uso de fungicida e de simulações de produtividade pelas condições climatológicas e de manejo de uso de fungicida pelo número de aplicações com maior intervalo entre a colheita e última aplicação. O estudo foi realizado no Instituto Regional de Desenvolvimento Rural (IRDeR/UNIJUI) em Augusto Pestana (RS), em delineamento de blocos casualizados com três repetições, em um fatorial 22x4, para 22 cultivares de aveia recomendadas para cultivo no Brasil e 4 condições de uso de fungicida, sem fungicida, com uma aplicação aos 60 dias após a emergência (DAE), com duas aplicações 60/75DAE, com três aplicações 60/75/90 DAE, respectivamente. O uso de regressões lineares incluindo a média mais um desvio padrão sobre os coeficientes linear e angular da equação permitem identificar cultivares ecologicamente mais eficientes à redução e maior intervalo de uso de fungicida entre a colheita e última aplicação. O modelo de Eberhart e Russel foi importante na identificação de cultivares mais ajustadas à redução ao uso de fungicida pelos parâmetros de adaptabilidade. Além disso, com cultivares ecologicamente mais estáveis ás condições climáticas pelo uso do parâmetro que indica estabilidade a partir dos desvios da regressão. Na análise conjunta envolvendo o efeito cumulativo de diferentes safras agrícolas, o uso de análise multivariada representa técnica eficiente na formação de diferentes grupos para caracterização de cultivares de desempenho superior em diferentes variáveis ligadas a produtividade e área foliar necrosada em comparação a análise de médias. As cultivares UPFPS Farroupilha, URS Altiva, IPR Afrodite, FAEM 4 Carlasul, URS Brava e URS Guará, mostram elevadas produtividades e possibilidade de combinações potenciais em programas de melhoramento genético da aveia voltada à redução de uso de fungicida. A análise de regressão múltipla e redes neurais artificiais evidenciam eficiência em processos de simulação envolvendo variáveis controladas e não controladas a partir de indicadores biológicos e ambientais. / 139 f.

A digestão anaeróbia é uma potencial solução para a destinação dos grandes volumes de vinhaça gerada em biorrefinarias de cana-de-açúcar. A alta concentração de matéria orgânica presente na vinhaça é uma questão importante a ser considerada, uma vez que as populações microbianas anaeróbias, principalmente metanogênicas, são sensíveis a sobrecargas orgânicas. Uma série de configurações de reatores, bem como diferentes estratégias de partida e operação tem sido aplicadas ao tratamento de vinhaça, como a recirculação do efluente tratado, a qual é usualmente empregada para prevenir eventos de sobrecarga orgânica. O objetivo deste estudo foi determinar a influência da recirculação de efluentes em reatores anaeróbios compartimentados (RAC) tratando águas residuárias concentradas, uma vez que a literatura não é conclusiva sobre os efeitos da recirculação neste tipo de reator. Para atingir esse objetivo, foi utilizada uma abordagem dupla: experimental e modelagem matemática. Um RAC com 4 compartimentos em série em escala de bancada foi alimentado com vinhaça de cana-de-açúcar (DQO = 18,0 g/L) e monitorado durante 273 dias. Os parâmetros cinéticos e de transferência de massa do reator foram obtidos e utilizados para criar um modelo matemático para a conversão da matéria orgânica no software Matlab®. Tanto os dados operacionais como os parâmetros cinéticos mostraram que a elevada concentração de DQO fez com que o RAC não se comportasse como um sistema de duas fases, bem como a recirculação não resultasse em melhorias relevantes de desempenho. O modelo matemático concordou com os dados operacionais e mostrou que, em termos de capacidade de conversão, o uso de elevadas taxas de recirculação não é necessário para um adequado desempenho do RAC, uma vez que a cinética bioquímica observada não foi expressivamente limitada pela concentração de substrato. / Anaerobic digestion is a potential approach to handle the large volume of vinasse generated in sugarcane biorefineries. The high concentration of organic matter present in vinasse is an important issue to be considered, since anaerobic microbial populations, mainly methanogens, are sensitive to organic overloads. A serie of reactors configurations, as well as different startup and operating strategies, have been applied to the treatment of vinasse, so that the recirculation of the treated effluent is usually used to prevent organic overloading events. The aim of this study was to determine the influence of effluent recirculation in anaerobic baffled reactors (ABR) treating high concentrated wastewater, since literature is not conclusive about its effects. To achieve this aim an experimental and mathematical modeling dual approach was employed. A bench-scale ABR with four serial baffleds was fed with sugarcane vinasse (COD = 18,0 g/L) and monitored for 273 days. Kinetic and mass transfer parameters were obtained and used to create a mathematical model for the organic matter conversion in Matlab®. Both the operating data and the kinetic parameters showed that at high COD concentrations the ABR does not behave as a two-stage system, as well as recirculation did not result in relevant performance improvements. The mathematical model agreed with the operational data and showed that, in terms of conversion capacity, the use of high recirculation ratios is not necessary for suitable ABR performance, since the observed biochemical kinetics were not high limited by the concentration of substrate.