Thesis (MScAgric)--Stellenbosch University, 2014. / ENGLISH ABSTRACT: The availability of water for irrigation purposes is becoming a serious concern for smallholder famers in the former homeland areas of South Africa. Not only because of global weather change and the occurrence of more erratic weather events, but also due to competition for fresh water between the agricultural, industrial and domestic sectors (Hamdy et al., 2003). Food production increases in smallholder agriculture is seen as a possible solution to the food security challenges in the rural areas of the Limpopo Province (Altman et al., 2009). Smallholder farmers in Giyani mostly use traditional furrow irrigation systems and their farm crop productivity remains very low, compared to commercial farms in the same area. The objective of this study is to utilize and test various innovation technologies aimed at increasing Water Productivity (WP) in order to facilitate better irrigation management of the available water resources. The study was conducted on two farms, Zava Cooperative Garden and Mzilela Cooperative Garden, in the rural areas of Giyani over a two year period from 2012-2013. This study seeks to achieve the objective in three distinct ways. Firstly, the use of NIR technology is used to evaluate the prediction ability of soil chemical parameters for fertilizer requirement calculations. Secondly, WP trials were conducted on smallholder tomato (Solanum lycopersicum) production for three consecutive seasons, evaluating their current tomato crop production systems and also testing new innovations for WP increases. Thirdly, applying the MonQI methodology, inputs and outputs of all crop production sites were done to monitor the cropping systems throughout the period of the research. The results from this study indicate the importance of applying new innovations amongst smallholder production systems. Important findings from the NIR technologies indicated that this innovation can improve soil nutrient management in a more affordable, user friendly manner. The results showed that good prediction models were obtained for pH (KCl), electrical conductivity (EC), P, K, Mg, Na and CEC, with R2 and RPD values larger than 0.60 and 1.4 respectively. The prediction of exchangeable Ca was less successful with a R2 value of 0.43. Results from the WP trials suggest that drip irrigation performed better than furrow irrigation in terms of yield and WP. Yield and WP were very low for all treatments, being below 32 t/ha and 5.2 kg/m-3 respectively. Improved management practices, such as soil nutrient management and mulching were introduced in the 2nd and 3rd seasons of tomato trials in order to increase WP at field level at Mzilela farm. Results showed tomato yield increased from an average of 26.5 t/ha to 120.9 t/ha and WP increases from 4.61kg/m-3 to 17.69 kg/m-3. Deep drainage of water out of the rootzone decreased with better irrigation management. The results from the monitoring of inputs and output of their cropping systems revealed that smallholder farmers, using traditional farming practices, yielded very low and mostly below 5 t/ha for all crops. Some crops were totally lost due to hail and heat-waves. NPK balances for conventional cropping by the smallholder farmers at Mzilela was in the range of 0 to -70 kg/ha. The tomato production fertilized treatment of the 1st, 2nd and 3rd WP trials, showed positive nutrient balance results for P and K in the range of 80 to 140 kg/ha. N balances were mostly negative for all plots. NFI was R2768 and R4740 for season 1 and 3 respectively, while the 2nd season results showed a loss of - R5176. With the improved yield from the WP trial sites, and the fruits being sold to the Spar, the NFI increased to R42486 in the final season. The study concludes that great improvements in yield, WP and NFI are attainable and sustainable amongst smallholder farmers in the Giyani area. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die beskikbaarheid van water hulpbronne vir besproeiings doeleindes onder kleinskaalse boere in die voormalige tuislande is besig om ernstige bekommernisse te wek. Nie net as gevolg van globale weer veranderinge en meer gereelde ekstreme weer toestande nie, maar ook as gevolg van die kompetisie tussen die landbou, industriële en huishoudelike sektore vir water gebruike (Hamdy et al., 2003). Verhoogde voedsel produksie onder die kleinskaalse landbou sektor word gesien as moontlike oplossing vir die voedsel sekuriteit uitdagings in die platteland areas van die Limpopo Provinsie in Suid-Afrika (Altman et al., 2009). Kleinskaalse boere in Giyani gebruik meestal tradisionele voor-besproeiings stelsels en hul produktiwiteit bly steeds baie laag wanneer dit met kommersiële boerderye vergelyk word. Die hoofdoel van hierdie studie is om Water Produktiwiteit (WP) te bestudeer en verskeie innovasie tegnologieë te toets om beter besproeiing bestuur van kosbare water bronne te fasiliteer. Die studie was uitgevoer op twee plase, naamlik Zava Koöperatiewe Tuin en Mzilela Koöperatiewe Tuin, wat in die plattelandse areas van Giyani geleë is en die studie is gedoen oor ‘n periode van twee jaar vanaf 2012 tot 2013. Om hierdie doelwit te bereik was die navorsing in drie eenhede uitgevoer. Eerstens sal Naby-Infra Rooi (NIR) tegnologie gebruik word om die voorspelling vermoë van grond chemiese eienskappe te toets vir meer effektiewe grond voedingstof bestuur deur kleinboere. Tweedens sal WP proewe uitgevoer word op kleinskaalse tamatie (Solanum lycopersicum) produksie. Die huidige tamatie gewasproduksie stelsels was getoets om die WP statusse te evalueer van hul tradisionele bestuurs praktyke van beide drip- en voorbesproeiings stelsels. Laastens, is insette en uitsette van die kleinboere se produksie stelsels met die MonQI metodologie bestudeer om die huidige produksie sisteme te evalueer, sowel as die WP proef persele, deur opbrengs, grond voedingstof balanse en netto plaas inkomste (NPI) te moniteer en te bereken vir 4 half jaar seisoene gedurende die navorsings periode. Die resultate van die navorsing voer aan dat die gebruik van innovasie tegnologieë onder kleinskaalse boerderystelsels ontsettend belangrik is vir verbeterde produksie. Hoofbevindings van die NIR tegnologie dui dat meer doeltreffende grond voedingstof bestuur moontlik is en wat goedkoper en meer gebruikersvriendelik is vir kleinboere. Hierdie tegniek het goeie voorspelbaarheid-modelle getoon vir pH (KCl), Elektriese Geleiding (EG), P, K, Mg, Na en katioon uitruilings kapasiteit (KUK) met R2 en RPD waardes hoër as 0.60 en 1.4 onderskeidelik. Die voorspelbaarheid van Ca was minder suksesvol met ‘n R2 waarde van 0.43. Die resultate van die WP toetse wys dat drip besproeiing beter as voorbesproeiing presteer het in terme van opbrengs en WP. Opbrengs en WP was baie laag vir alle behandelings van seisoen 1, met waardes laer as 32 t/ha en 5.2 kg/m-3 onderskeidelik. Verbeterde bestuurspraktyke, soos grond voedingstof bestuur asook die gebruik van ‘n deklaag, was in die 2de en 3rde seisoen toegepas om opbrengs en WP te verhoog op plaasskaal op Mziela plaas. Resultate het gewys dat opbrengs verhoog het van ‘n gemiddelde van 26.5 t/ha tot 120.9 t/ha en WP verhoging van 4.61 kg/m-3 tot 17.69 kg/m-3. In terme van die insette en uitsette van die produksie sisteme het opbrengste van alle gewasse, wat nog van tradisionele metodes gebruik, laer as 5 t/ha getoon. Soms van die totale oeste verloor deur hael of hittegolwe. Die NPK balanse vir die gewasverbouing met konvensionele kleinboer metodes was in die orde van 0 tot -70 kg/ha. Die kunsmis behandelings van die tamatie proewe van die 1ste, 2de en 3rde WP seisoene het positiewe balanse getoon vir P en K in die orde van 80 tot 140 kg/ha. Die N balanse was meestal negatief vir alle verbouings persele. Die NPI was R2768 en R4740 vir seisoen 1 en 3 onderskeidelik, terwyl die 2de seisoen verlies van -R5176 getoon het. Die verbeteringe in opbrengs met die WP proewe en met die verkoop van die tamaties aan die Spar was die NPI vir die 4de seisoen R42486. Die studie sluit dat daar groot moontlikehede is vir verhoging in opbrengs, WP en NPI onder kleinboere in die Giyani area.

Durante a exploração de petróleo offshore (fora da costa), a injeção de água do mar no processo de recuperação secundária de petróleo, ocasiona a produção de sulfeto de hidrogênio (H2S) pela presença das bactérias redutoras de sulfato (BRS), que reduzem o sulfato presente na água em sulfeto. A produção intensiva de H2S tem sido um dos maiores problemas das indústrias petrolíferas, pois constitui-se uma das principais causas de corrosão em linhas de produção (tubulações), equipamentos e tanques metálicos. Os principais micro-organismos presentes em amostras salinas provenientes de tanques de armazenamento de água e óleo da indústria do petróleo são as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS). Atualmente, a quantificação desses grupos microbianos é realizada através da técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. Neste trabalho foi utilizada a metodologia de produção semi-contínua de sulfetos biogênicos por 15 dias, numa tentativa de correlacionar com os resultados de quantificação de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Nesse caso, avaliou-se as condições mais adequadas para a produção biogênica de sulfetos em tanques, alterando-se parâmetros tais como salinidade, temperatura e composição do meio de cultura. Verificou-se que os aumentos da salinidade e da temperatura do meio implicaram na diminuição da atividade biogênica semi-contínua de geração de sulfetos. E conforme dilui-se o meio de cultura, o crescimento de bactérias foi reduzido, assim como a geração de sulfetos. A quantificação de BRS e BANHT foi avaliada pela técnica do NMP de acordo com o método do FDA em 2011 e de Harrigan em 1998. Este último subestima a população microbiana, desconsiderando os limites e erros provenientes da técnica / During off-shore oil recovery, seawater injection for secondary oil recovery, produces hydrogen sulphide (H2S), due to the presence of sulphate reducing bacteria (SRB), that reduces sulphate from seawater to sulphide. The massive production of H2S is presently one of the main problems in the petroleum industries, constituting one of the main causes of corrosion in production lines (dutes), equipments and tanks. The main microbial species found in this type of saline samples comes from water and oil storage tanks in the petroleum industry, being general anaerobic heterotrophic bacteria (GAHB) and sulphate reducing bacteria (SRB). Presently, the quantification of those microbial groups is made through a technique known as Most Probable Number (MPN). This quantification is obtained in around 28 days. In the present work a methodology based on the semi-continuous production of sulphide during 15 days was conducted, in an attempt to correlate these results with the quantification of GAHB and SRB cells through conventional MPN technique. In this case, the most suitable conditions for biogenic sulphide production in tanks, was studied through the evaluation of environmental parameters such as salinity, temperature and culture medium composition. It could be observed that an increase in salinity and temperature of the medium produced a marked decrease in the semi-continuous biogenic production of sulphide. In relation to the culture medium, its dilution promoted a decreased in cell growth, consequently in the production of sulphides. The quantification of SRB and GAHB was evaluated through the MPN technique, according to procedures suggested by FDA in 2011 and Harrigan in 1998. It was observed that this last procedure underestimated the microbial population, due to the lack of information about limits and standard deviations

Submitted by MARA RÚBIA MENDES DE MELO null (mara_mendesmelo@hotmail.com) on 2017-10-25T14:16:51Z No. of bitstreams: 1 Déficit hídrico aplicado em cultivares de feijão, nas fases vegetativa e reprodutiva, associado com o uso de água residuária.pdf: 1874561 bytes, checksum: e17b979fe41a2db6cd8eac9518080a9e (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-10-25T16:33:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 melo_mrm_me_bot.pdf: 1874561 bytes, checksum: e17b979fe41a2db6cd8eac9518080a9e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-25T16:33:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 melo_mrm_me_bot.pdf: 1874561 bytes, checksum: e17b979fe41a2db6cd8eac9518080a9e (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho teve por objetivo estudar o efeito do déficit hídrico aplicado em duas cultivares de feijão, nas fases vegetativa e reprodutiva, associado com o uso de água residuária. O trabalho foi realizado na Fazenda Experimental Lageado, no Departamento de Engenharia Rural, pertencente à Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, FCA/UNESP, campus de Botucatu/SP. O experimento foi conduzido de junho a dezembro de 2016, todo o ciclo em casa de vegetação. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 2x2x3. O primeiro fator foram dois tipos de água para irrigação, potável (P) e residuária (R), o segundo duas cultivares de feijão sendo uma de ciclo precoce IAC imperador (C1) e uma de ciclo normal TAA Dama (C2), e o terceiro foram os regimes hídricos empregados: a) Testemunha: onde as plantas foram irrigadas diariamente, durante todo o ciclo, mantendo-se o solo na capacidade de campo, cujo valor foi -10kPa, correspondente ao teor de água no solo, obtido da Curva Característica de Água do Solo; b) Estresse 1: com deficiência hídrica na fase vegetativa; e c) Estresse 2: deficiência hídrica na fase reprodutiva, perfazendo um total de doze tratamentos com seis repetições. Cada repetição e/ou unidade experimental foi representada por um vaso, totalizando setenta e duas unidades experimentais, que foram identificadas. Foi avaliado o desenvolvimento da planta, caracteres de produção, eficiência do uso da água e alterações químicas na planta, grão e solo. Com base nos resultados e de acordo com as condições experimentais pode-se concluir que: Os três fatores influenciaram o desenvolvimento do feijoeiro, principalmente no fim do ciclo. Quanto à questão nutricional, a água residuária se destacou nos teores no tecido vegetal e grão. O solo sofreu mudanças na sua fertilidade com o uso da água residuária. Não houve interação dos fatores para os caracteres de produção avaliados. Os estresses hídricos nas fases vegetativa e reprodutiva influenciaram em praticamente todas as avaliações, interferindo de forma negativa no desenvolvimento, nos caracteres de produção do feijoeiro e no teor de nutrientes. A eficiência do uso da água pela cultura, sofreu efeito dos estresses hídricos resultando em decréscimos na produtividade. / The objective of this work was to study the effect of the water deficit applied on two bean cultivars, in the vegetative and reproductive phases, associated with the use of wastewater. The work was carried out at the Lageado Experimental Farm, in the Rural Engineering Department, belonging to the School of Agriculture of the Sao Paulo State University "Júlio de Mesquita Filho", FCA / UNESP, campus of Botucatu / SP. The experiment was conducted from June to December 2016, the whole cycle in a greenhouse. A completely randomized design was used in a 2x2x3 factorial scheme. The first factor was two types of water for irrigation, potable (P) and residuary (R), the second two bean cultivars being an early cycle IAC emperor (C1) and one of normal cycle TAA Dama (C2), and the third were the water regimes used: a) Witness: where the plants were irrigated daily, throughout the cycle, maintaining the soil in the field capacity, whose value was -10kPa, corresponding to the water content in the soil, obtained from the Curve Soil Water Characteristics; b) Stress 1: with water deficit in the vegetative phase; and c) Stress 2: water deficit in the reproductive phase, making a total of twelve treatments with six replicates. Each replicate and / or experimental unit was represented by a vessel, totaling seventy-two experimental units. Plant development, production characteristics, water use efficiency and chemical changes in plant, grain and soil were evaluated. Based on the results and according to the experimental conditions it can be concluded that: The three factors influenced the development of the bean, mainly at the end of the cycle. Regarding the nutritional question, the residual water stood out in the contents of the plant tissue and grain. The soil has undergone changes in its fertility with the use of residuary water. There was no interaction of the factors for the evaluated production characters. Water stresses in the vegetative and reproductive phases influenced practically all evaluations, negatively interfering with development, bean production characteristics and nutrient content. The efficiency of water use by the crop has been affected by water stresses, resulting in decreases in productivity. / CAPES: 1491332

Durante a exploração de petróleo offshore (fora da costa), a injeção de água do mar no processo de recuperação secundária de petróleo, ocasiona a produção de sulfeto de hidrogênio (H2S) pela presença das bactérias redutoras de sulfato (BRS), que reduzem o sulfato presente na água em sulfeto. A produção intensiva de H2S tem sido um dos maiores problemas das indústrias petrolíferas, pois constitui-se uma das principais causas de corrosão em linhas de produção (tubulações), equipamentos e tanques metálicos. Os principais micro-organismos presentes em amostras salinas provenientes de tanques de armazenamento de água e óleo da indústria do petróleo são as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS). Atualmente, a quantificação desses grupos microbianos é realizada através da técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. Neste trabalho foi utilizada a metodologia de produção semi-contínua de sulfetos biogênicos por 15 dias, numa tentativa de correlacionar com os resultados de quantificação de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Nesse caso, avaliou-se as condições mais adequadas para a produção biogênica de sulfetos em tanques, alterando-se parâmetros tais como salinidade, temperatura e composição do meio de cultura. Verificou-se que os aumentos da salinidade e da temperatura do meio implicaram na diminuição da atividade biogênica semi-contínua de geração de sulfetos. E conforme dilui-se o meio de cultura, o crescimento de bactérias foi reduzido, assim como a geração de sulfetos. A quantificação de BRS e BANHT foi avaliada pela técnica do NMP de acordo com o método do FDA em 2011 e de Harrigan em 1998. Este último subestima a população microbiana, desconsiderando os limites e erros provenientes da técnica / During off-shore oil recovery, seawater injection for secondary oil recovery, produces hydrogen sulphide (H2S), due to the presence of sulphate reducing bacteria (SRB), that reduces sulphate from seawater to sulphide. The massive production of H2S is presently one of the main problems in the petroleum industries, constituting one of the main causes of corrosion in production lines (dutes), equipments and tanks. The main microbial species found in this type of saline samples comes from water and oil storage tanks in the petroleum industry, being general anaerobic heterotrophic bacteria (GAHB) and sulphate reducing bacteria (SRB). Presently, the quantification of those microbial groups is made through a technique known as Most Probable Number (MPN). This quantification is obtained in around 28 days. In the present work a methodology based on the semi-continuous production of sulphide during 15 days was conducted, in an attempt to correlate these results with the quantification of GAHB and SRB cells through conventional MPN technique. In this case, the most suitable conditions for biogenic sulphide production in tanks, was studied through the evaluation of environmental parameters such as salinity, temperature and culture medium composition. It could be observed that an increase in salinity and temperature of the medium produced a marked decrease in the semi-continuous biogenic production of sulphide. In relation to the culture medium, its dilution promoted a decreased in cell growth, consequently in the production of sulphides. The quantification of SRB and GAHB was evaluated through the MPN technique, according to procedures suggested by FDA in 2011 and Harrigan in 1998. It was observed that this last procedure underestimated the microbial population, due to the lack of information about limits and standard deviations

A produção de H2S (sulfeto de hidrogênio) é um dos principais problemas na indústria do petróleo, sendo esta uma das causas da corrosão de tanques de estocagem e tubulações. Essa produção é possibilitada devido à injeção de água do mar durante o processo de recuperação secundária do petróleo, onde alguns micro-organismos presentes nessa água, tais como as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS), que promovem a redução do sulfato a sulfeto. Atualmente, o método de quantificação destes micro-organismos é a técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. No presente trabalho foi utilizada a metodologia da produção semi-contínua de sulfeto biogênico pelo período de 15 dias, com o intuito de correlacionar com os resultados das quantificações de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Foram analisadas amostras de diferentes procedências da indústria do petróleo, apresentando variação na salinidade de 0 a 16 g.L-1. O objetivo deste procedimento foi avaliar as velocidades específicas e instantâneas de produção de H2S, sugerindo, desta forma, quais amostras apresentam maior potencial para a produção biogênica de sulfeto e em quais condições essa produção se dá. Observou-se que em todas as amostras a geração do H2S se dá de forma crescente até a estabilização desta produção, sendo esta obtida quase sempre em seis dias (144h) do crescimento microbiano. A produção do sulfeto biogênico se deu de forma mais intensa nas amostras do fundo de tanque de estocagem de óleo e da água de formação. A quantificação das BANHT e das BRS foram avaliadas pelo método do NMP de acordo com a tabela de Harrigan, a qual subestima a população microbiana, desconsiderando erros provenientes da técnica / The production of H2S (hydrogen sulfide) is a major problem in the oil industry, which is a cause of corrosion of pipes and storage tanks. This production is made possible due to seawater injection during the secondary oil recovery process where some microorganisms present in this water, such as total heterotrophic anaerobic bacteria (THAB) and sulphate-reducing bacteria (SRB) that promote reduction of sulfate to sulfide. Currently, the method of quantification of these microorganisms is the technique of the Most Probable Number (MPN) which estimates the results in about 28 days. The present study used the methodology of semi-continuous production of biogenic sulfide by 15 days period, in order to correlate with the measurements results of BANHT and BRS through the conventional technique of MPN. There were several samples analyzed from different origins in the oil industry, with variations in salinity from 0 to 16 g.L-1. The purpose of this procedure was to evaluate the specific speeds and instantaneous H2S production, suggesting thereby that samples had increased biogenic sulfide production and this production conditions which occurs. It was observed that all samples in the generation of H2S occurs incrementally until stabilization of this production, these being almost always obtained in six days (144h) of microbial growth. The production of biogenic sulfide occurred more intensely in the samples of oil storage tank bottom and formation water. The quantification of SRB and THAB were evaluated by the MPN method according to Harrigan table, which underestimates the microbial population, disregarding errors arising in the art

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-23T14:52:47Z No. of bitstreams: 1 PGCS16DA034.pdf: 2595021 bytes, checksum: a3427fca0377ac57de4e08f845323733 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-23T14:52:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS16DA034.pdf: 2595021 bytes, checksum: a3427fca0377ac57de4e08f845323733 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Capes / It is necessary to acknowledge the retention and availability of water in the soil, they are agricultural production factors, which can be measured directly or estimated by pedotranfers. Some studies about retention and availability of water in the soil were initiated in the State of Santa Catarina, but these need to continue, mainly in the study of specific surface area (SSA) and limits of soil consistency, in the expansion of areas/regions of study, as well as use of other techniques beyond the linear multiple regression, such as artificial neural networks and regression trees. So the aim of this study was to estimate the field capacity, permanent wilting point and water available through multiple linear regressions, artificial neural networks and regression trees, in soils of the State of Santa Catarina, more efficient than the current pedotransfer functions. For this, samples of horizons of soil profiles 70 were collected for determination of physical, chemical and mineralogical properties. The soil properties were submitted to simple regression analysis and path analysis, to assess the relationship between the properties and clearly define which properties should be included in the models. They were also carried out cluster analysis by textural classes, classes of soil, lithology and classification according IN 2/2008. Eight models were defined for the estimation of field capacity (FC), permanent wilting point (PWP) and available water (AD). Linear multiple regressions were generated by the stepwise procedure, artificial neural networks and regression trees in the WEKA software. The database presented high variability, where sand acts negatively, and clay, the limits of consistency, organic carbon and specific surface area has a positive effect on water retention in the soil. For the availability of water to grain size was the property the most influential. When they were grouped by textural classes of clay soils showed the highest retention, and sandy to smaller. Already the water availability was higher in silty soils. As for lithology, the largest water retention happens in soils derived from igneous and sedimentary rocks with finer texture, and the smaller occurred in soils derived rock or sedimentary deposits with a particle size of greater diameter. For availability is the largest in derivative siltstones soils, and is lower in soils derived mainly granite and current alluvial deposits. When grouped according to their classification Cambissolos, Nitossolos and Brunos soil (suborder) showed greater water retention, and the Neossolos Quartzarênicos the lower retention and availability of water, mainly influenced by the particle size and soil organic carbon content. The normative instruction n. 2/2008 MAP (BRAZIL, 2008), is not appropriate to classify soils Santa Catarina as the availability of water, because the available water capacity did not differ between the classes, and most indicated that the classification happens directly through the available water capacity. In study estimates of the regression trees estimated better field capacity, the permanent wilting point and the availability of water than artificial neural networks and multiple linear regression. The best models to estimate the water retention were those who used the microporosity. The simplest model (content of clay, silt and organic carbon), also is an alternative for the estimation of field capacity, permanent wilting point and the availability of water in the soil / É necessário o conhecimento da retenção e disponibilidade de água no solo, pois são fatores de produção agrícola, os quais podem ser medidos diretamente ou estimados por pedofunções. Alguns trabalhos de retenção e disponibilidade de água no solo foram iniciados no Estado de Santa Catarina, mas estes necessitam de sequência, sobretudo no estudo da área superficial específica (ASE) e limites de consistência do solo, e na ampliação das áreas/regiões de estudo, assim como uso de outras técnicas além das regressões múltiplas lineares, tais como redes neurais artificiais e árvores de regressão. Assim o objetivo deste trabalho foi estimar a capacidade de campo, ponto de murcha permanente e água disponível através de regressões múltiplas lineares, redes neurais artificiais e árvores de regressão, em solos do Estado de Santa Catarina, de forma mais eficiente do que às atuais funções de pedotransferência. Para isso, amostras dos horizontes de 70 perfis de solo foram coletadas para determinação de propriedades físicas, químicas e mineralógicas. As propriedades do solo foram submetidas à análise de regressão simples e análise de trilha, para avaliar a relação entre as propriedades, e definir quais devem ser incluídas nos modelos. Também foram realizadas análises de agrupamento por classes texturais, classes de solos, litologia e classificação segundo a instrução normativa IN 2/2008. Foram definidos oito modelos para a estimativa da capacidade de campo (CC), ponto de murcha permanente (PMP) e água disponível (AD). As regressões múltiplas lineares foram geradas pelo procedimento stepwise, e as redes neurais artificiais e as árvores de regressão no software WEKA. O banco de dados apresentou alta variabilidade, onde areia atua negativamente, e a argila, os limites de consistência, carbono orgânico e área superficial específica atuam positivamente sobre a retenção de água no solo. Para à disponibilidade de água a granulometria foi a propriedade com maior influência. Quando foram agrupados por classes texturais, os solos argilosos foram os que apresentaram maior retenção, e os arenosos a menor. Já a disponibilidade de água foi maior em solos siltosos. Quanto à litologia, a maior retenção de água aconteceu em solos derivados de rochas ígneas e sedimentares com textura mais fina, e os menores aconteceram em solos derivados de rochas ou depósitos sedimentares com granulometria de maior diâmetro. A maior disponibilidade ocorre em solos derivados de siltitos, e menor em solos derivados, principalmente, de granito e de depósitos aluvionares atuais. Quando agrupados pela classificação taxonômica os Cambissolos, Nitossolos e solos Brunos (Subordem) apresentaram maior retenção de água, e os Neossolos Quartzarênicos menor retenção e disponibilidade de água, influenciados principalmente pela granulometria e teor de carbono orgânico do solo. A instrução normativa n. 2/2008 do MAPA (BRASIL, 2008) não é adequada para classificar os solos catarinenses quanto a disponibilidade de água, pois a capacidade de água disponível não diferiu entre as classes, sendo mais indicado que a classificação aconteça diretamente através da determinação da capacidade de água disponível. No estudo das estimativas as árvores de regressão estimaram melhor a capacidade de campo, o ponto de murcha permanente e a disponibilidade de água do que as redes neurais artificiais e a regressão múltipla linear. O modelo mais simples (teor de argila, silte e carbono orgânico), pode ser utilizado para estimar a capacidade de campo, ponto de murcha permanente e disponibilidade de água no solo. Mas os melhores modelos para estimar a retenção de água foram os que incluíram a microporosidade

A produção de H2S (sulfeto de hidrogênio) é um dos principais problemas na indústria do petróleo, sendo esta uma das causas da corrosão de tanques de estocagem e tubulações. Essa produção é possibilitada devido à injeção de água do mar durante o processo de recuperação secundária do petróleo, onde alguns micro-organismos presentes nessa água, tais como as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS), que promovem a redução do sulfato a sulfeto. Atualmente, o método de quantificação destes micro-organismos é a técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. No presente trabalho foi utilizada a metodologia da produção semi-contínua de sulfeto biogênico pelo período de 15 dias, com o intuito de correlacionar com os resultados das quantificações de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Foram analisadas amostras de diferentes procedências da indústria do petróleo, apresentando variação na salinidade de 0 a 16 g.L-1. O objetivo deste procedimento foi avaliar as velocidades específicas e instantâneas de produção de H2S, sugerindo, desta forma, quais amostras apresentam maior potencial para a produção biogênica de sulfeto e em quais condições essa produção se dá. Observou-se que em todas as amostras a geração do H2S se dá de forma crescente até a estabilização desta produção, sendo esta obtida quase sempre em seis dias (144h) do crescimento microbiano. A produção do sulfeto biogênico se deu de forma mais intensa nas amostras do fundo de tanque de estocagem de óleo e da água de formação. A quantificação das BANHT e das BRS foram avaliadas pelo método do NMP de acordo com a tabela de Harrigan, a qual subestima a população microbiana, desconsiderando erros provenientes da técnica / The production of H2S (hydrogen sulfide) is a major problem in the oil industry, which is a cause of corrosion of pipes and storage tanks. This production is made possible due to seawater injection during the secondary oil recovery process where some microorganisms present in this water, such as total heterotrophic anaerobic bacteria (THAB) and sulphate-reducing bacteria (SRB) that promote reduction of sulfate to sulfide. Currently, the method of quantification of these microorganisms is the technique of the Most Probable Number (MPN) which estimates the results in about 28 days. The present study used the methodology of semi-continuous production of biogenic sulfide by 15 days period, in order to correlate with the measurements results of BANHT and BRS through the conventional technique of MPN. There were several samples analyzed from different origins in the oil industry, with variations in salinity from 0 to 16 g.L-1. The purpose of this procedure was to evaluate the specific speeds and instantaneous H2S production, suggesting thereby that samples had increased biogenic sulfide production and this production conditions which occurs. It was observed that all samples in the generation of H2S occurs incrementally until stabilization of this production, these being almost always obtained in six days (144h) of microbial growth. The production of biogenic sulfide occurred more intensely in the samples of oil storage tank bottom and formation water. The quantification of SRB and THAB were evaluated by the MPN method according to Harrigan table, which underestimates the microbial population, disregarding errors arising in the art

Cement slurries are used in oil wells to isolate the production area from the rock formation. An important property of these materials is their durability. Due to the interactions of the cement slurries with aggressive media in the oil wells, the durability can be threatened or lost. Cement slurries modified with polymers are promising materials candidates for cementing oil wells. Thus, it is necessary to evaluate new materials in hostile environments. In this work, new cement slurries were prepared with the Epoxy resin and the ethylenediamine hardener in two different media: distilled water and sea water. The new slurries were tested for their mechanical properties and characterized before and after interaction with the following media: production water, hydrochloric acid solution and mud acid solution. After 365 days of contact with the production water, the modified slurries showed greater chemical and mechanical resistance compared to the slurries without the polymer network (Standard slurries). Moreover, for the modified slurries after contact with the production water, a decrease of 9% in the compressive strength occurred, whereas for the slurries without the polymer network, the reduction reached 40%. Kinetic studies, chemical and thermodynamic equilibrium were carried out in the investigation of the interaction of the cement slurries with the solutions of HCl and mud acid. The results have suggested that the interactions between the modified slurries and the acid media are due to surface reactions with preservation of the hydrated compounds of the cement, causing a mass loss around 25%. For the standard slurries, the mechanism is predominantly diffusion, with structural deterioration of these slurries and mass loss of approximately 46%. Thus, the modified slurries with the polymer network Epoxy-EDA presented good characteristics to be used in the oil well procedures. / Pastas de cimento são utilizadas em poços de petróleo para isolar a zona de produção da formação rochosa. Uma propriedade importante desses materiais é sua durabilidade. Devido suas interações com meios agressivos, essa propriedade pode ser ameaçada ou perdida. Pastas de cimento modificadas com polímeros são materiais promissores candidatos à cimentação de poços de petróleo. Assim, é necessário avaliar novos materiais em meios hostis. Neste trabalho, novas pastas de cimento foram preparadas com a resina Epoxy e o endurecedor Etilenodiamina em dois meios distintos: água destilada e água do mar. As novas pastas foram testadas em relação às suas propriedades mecânicas e caracterizadas antes e após a interação com os seguintes meios: água de produção, solução de ácido clorídrico e solução de mud acid. Após 365 dias de contato com a água de produção, as pastas modificadas apresentaram maior resistência química em comparação com as pastas sem a rede polimérica (pastas padrão). Além disso, para as pastas modificadas após o contato com a água de produção, ocorreu uma diminuição de 9% na resistência à compressão, já para as pastas sem a rede polimérica, a redução atingiu 40%. Estudos cinéticos, equilíbrio químico e termodinâmico foram realizados na investigação da interação das pastas de cimento com as soluções de HCl e mud acid. Os resultaram sugerem que as interações entre as pastas modificadas e os meios ácidos são devido a reações superficiais com preservação dos compostos hidratados do cimento, ocasionando uma perda de massa em torno de 25%. Para as pastas padrão, o mecanismo é predominantemente por difusão, com deterioração estrutural dessas pastas e perda de massa de aproximadamente de 46%. Desta forma, as pastas modificadas com a rede polimérica Epoxy-EDA apresentaram boas características para serem utilizadas em ambientes subterrâneos dos poços de petróleo. / São Cristóvão, SE

This diploma thesis deals with the design of a small family house, which construction uses alternative building materials. The first part of the thesis is devoted to the world, European and Czech legislation related to sustainable development. The concept of ecological construction, which focuses on the possibilities of reducing the negative impacts of construction production on the environment at various stages of construction and on energy, material, water and waste management, is also presented. The thesis also describes advantages and disadvantages of particular solutions. In the second part of the thesis, which based on theoretical knowledge, is the design of a family house from alternative materials worked out. The design of the study in the scale of 1:100 consists of measured floor plan drawings of all storeys, characteristic measured section drawings, layout plans with displayed furniture and equipment, elevation drawings of particular facades, roof drawings and situation design. The drawing part is accompanied by a text part. The processed design is compared to the reference building and then evaluated from the point of view of functional, economic, environmental and social requirements.