The X-Ray imaging technology opened a new branch of science in which the internal porous structure can be captured and the reconstructed volume can be used for fluid flow simulations and structural measurements. However, there is still the question of how the internal structure of the pore space impacts in the observed simulations. A way to characterize this internal structure is by simplifying it into well-defined elements and the interaction between them, describing it as a network. The interaction between elements are the edges of the network and elements are the nodes. This opens the possibility of applying complex network theory on the characterization of porous media which has proven to give powerful insights into how the structure of porous materials influences on the dynamics of the permeating fluid. The problem with this description is in definition of the basic elements that will compose the network, since there isnt a consensus on this definition. The purpose of this work is to provide a method to analyze μCT data through networks in which the separation of the space is done in a semi-continuous method. The recovering of the pores local geometry is captured through a network analysis method of centrality, instead of a geometrical definition. This way the intrinsic morphology of the samples is what governs the pore-space separation into different entities. The method developed is based on the network extraction method Max Spheres Algorithm (MSA). The volumetric data is recovered through a network composed by sphere cells. The output of this process are two distinct networks: the complete volume network and a network which represents the variation of the channels diameter. These networks give unbiased real information on pore connectivity and can provide important data to better understand the morphology and topology of the samples. This method was successfully applied to samples of Berea sandstone, Estaillades carbonate, and to characterize the morphology of wormholes. Wormhole is the denomination of the channel formed after the application of an acid treatment as a stimulation procedure of an oil reservoir, a method of EOR (Enhanced oil recovery). This treatment consists of a reactive fluid flow injected in the inner rock of the reservoir, which creates a preferential path (wormhole) that optimizes the extraction of the hydrocarbon fluids. / A microtomografia de raios-X permitiu a evolução de uma nova área da ciência aplicada a meios porosos: a Rocha Digital. Através desta técnica, todo o espaço poroso é recuperado, e é possível entender a dinâmica do fluido que o permeia através de simulações computacionais. No entanto, ainda há a questão de como a estrutura do meio influencia nos resultados observados. Entender questões como connectividade e clusterização de regiões podem dar informações valiosas sobre como a origem do meio poroso influencia na dinâmica do fluido que o permeia. Esta avaliação do meio é possível através da simplificação do mesmo em uma rede de conexão de elementos básicos e as interações entre estes. O problema com a descrição do meio poroso em uma rede de conexão é que não existe um consenso na definição destes elementos básicos. O propósito deste trabalho foi encontrar uma maneira de descrever o meio que fosse aplicável a qualquer litologia, e que se aproximasse ao máximo dos dados extraídos pela micro tomografia para a análise das topologias de diferentes rochas através de teoria de redes complexas.Para isso, utilizamos o algoritmo robusto de extração de redes de poros, esferas máximas, como base para dividir o espaço-poroso em células esféricas. Desta forma, todo o volume do espaço poroso observado através da micro tomografia é recuperado e descrito em uma rede de conexão. O resultado final do método aplicado é uma rede que descreve o meio completo e uma rede que descreve o eixo medial das interconexões entre poros. A geometria local dos poros é recuperada através de um critério de centralidade de rede, assim a separação é governada pela morfologia intrínseca das amostras, ao invés de fatores geométricos.Desta forma podemos analisar o efeito da tortuosidade real do meio, assim como a interconexão entre poros, com relação a permeabilidade do meio.O método se mostrou eficaz na análise de rochas com diferentes litologias: arenito (Berea) e carbonato (Estaillades). O método também foi aplicado na avaliação da estrutura de canais formados pelo processo de acidificação de rochas (wormholes).

No Brasil há espécies frutíferas pouco exploradas, que representam oportunidade aos produtores para acessarem mercados especiais, onde consumidores valorizam o caráter exótico e a presença de nutrientes capazes de prevenir doenças degenerativas. Nesse contexto, a palmeira juçara, originária da Mata Atlântica, por muito tempo explorada apenas para a retirada do palmito, atualmente, vem ganhando espaço pela polpa dos seus frutos. Sua cor roxa intensa se deve à presença das antocianinas, poderosos antioxidantes que atuam inibindo ou diminuindo os efeitos desencadeados pelos radicais livres. A polpa é altamente perecível sendo problemática sua conservação em temperatura ambiente, dificultando sua valorização no mercado. Diante disso, são necessárias tecnologias que minimizem perdas nutricionais e sensoriais a fim de produzir alimentos saudáveis, saborosos e duradouros. Este estudo consta de cinco experimentos com polpa de juçara, que objetivaram: avaliar a composição físicoquímica, mineral e lipídica; realizar a caracterização sensorial através da Análise Descritiva Quantitativa (ADQ); avaliar a conservação físico-química e sensorial quando submetida à radiação gama, acidificação e pasteurização em tacho aberto e desidratação por atomização e liofilização. Os frutos foram obtidos no Parque das Neblinas (Mogi das Cruzes/SP) e despolpados no Departamento Agroindústria, Alimentos e Nutrição (ESALQ/USP). Verificou-se que a polpa de juçara é ótima fonte energética e dos minerais K, Fe, Co, Mg, Cu, Zn, Mn e Mo; é rica em antocianinas e em ácidos graxos de boa qualidade (palmítico, oleico e linoleico). A irradiação da polpa foi realizada no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN - São Paulo, SP) com as doses 0,0; 2,5; 5,0; 7,5 e 10,0 kGy e armazenada a 6°C durante 30 dias (avaliações quinzenais). O referido processo não se mostrou promissor para a conservação do produto a 6°C, pois a degradação das antocianinas e compostos fenólicos foi acelerada e a cor alterada de roxo para marrom, além de não ter sido bem aceita sensorialmente. Ainda, foram estudadas oito combinações entre acidificação (pH<4,0), pasteurização (85°C/5 min.) e armazenamento a 6°C e -18°C, durante 60 dias, com análises quinzenais. A polpa pasteurizada e acidificada foi a que melhor manteve as características físico-químicas e sensoriais, sendo a temperatura de congelamento a variável de melhor resultado. A avaliação da qualidade da polpa desidratada por atomização e liofilização, embalada em bolsas de polietileno (PE) e polietileno revestido com camada de alumínio (PA) durante 120 dias em temperatura ambiente e ao abrigo da luz, revelou que ambos os processos conferiram qualidade físico-química satisfatória e conservação durante o armazenamento, sendo a embalagem PA a mais adequada devido à menor absorção de umidade e prevenção da oxidação. Sensorialmente, como suco reconstituído e adicionado de banana nanica e açúcar, a polpa de juçara liofilizada foi a mais bem aceita. Para a ADQ, foi treinada equipe para a avaliação de amostras congeladas e pasteurizadas pós-embalagem (85°C/5 min.) armazenadas sob refrigeração e congelamento, visando-se obter o perfil sensorial de cada uma. A polpa pasteurizada congelada foi a que apresentou melhores características sensoriais, sendo descrita como aerada, pouco heterogênea, sabor pouco amargo e pouco adstringente / In Brazil there are unexplored fruit species, which represent an opportunity for producers to access special markets, where consumers appreciate the exotic character and presence of nutrients capable of preventing degenerative diseases. In this context, juçara palm (Euterpe edulis), native of the Atlantic Forest, has long been explored only for the removal of the stem, but currently the pulp of its fruit is becoming more popular. The intense purple color is due to the presence of anthocyanins, powerful antioxidants that act by inhibiting or decreasing the effects unleashed by free radicals. The pulp is highly perishable and its preservation is impossible at room temperature, lowering its market value in sales. In face of this, we need technologies that minimize nutritional and sensorial losses in order to produce healthy, tasty and long lasting foods. This study consists of five experiments with juçara pulp, which aimed to: evaluate the physico-chemical, mineral and lipid composition; realize the sensory characterization by Quantitative Descriptive Analysis (QDA); evaluate the physico-chemical and sensory conservation when submitted to radiation gamma, acidification and pasteurization, and dehydration by spray and freeze drying. The fruits have been obtained at Parque das Neblinas (Mogi das Cruzes/SP) and depulped at Agribusiness, Food and Nutrition Department (ESALQ/USP). Was verified that juçara pulp is excellent source of energy and minerals K, Fe, Co, Mg, Cu, Zn, Mn and Mo; rich in anthocyanins and fatty oils of good quality (palmitic, oleic and linoleic). The irradiation of pulp was performed at the Institute of Energy and Nuclear Research (IPEN - São Paulo, SP) at doses 0,0, 2,5, 5,0, 7,5 and 10,0 kGy and stored at 6°C for 30 days (fortnightly assessments). That process was not promising for the conservation of the product at 6°C, because the degradation of anthocyanins and phenolic compounds was accelerated and the color changed from purple to brown, in addition to lacking been accepted sensorially. Further, eight combinations have been studied among acidification (pH<4.0), pasteurization (85°C/5 min.) and storage at 6°C and -18°C for 60 days with biweekly tests. The pasteurized and acidified pulp was that best maintained the physicochemical and sensory characteristics, and the freezing storage was the variable of the better result. The evaluation of quality pulp dehydrated by freeze and spray drying, packaged in bags of polyethylene (PE) and polyethylene-coated aluminum layer (PA) for 120 days at room temperature and protected from light, revealed that both processes conferred physicochemical quality satisfactory and conservation during storage, the packaging PA is the most suitable due to lower absorption of moisture and prevention of oxidation. Sensorially, as reconstituted juice and added to sugar and banana nanica, juçara pulp freeze dried was the more accepted. For the QDA have been trained team for the evaluation of frozen and postpackaging pasteurized samples (85°C/5 min.) stored under refrigeration and freezing, in order to obtain the sensory profile of each. The frozen pasteurized pulp presented the best sensory characteristics, being described as aerated, slightly heterogeneous, taste slightly bitter and slightly astringent

O uso da irrigação em cafeeiro é uma tecnologia que vem se consolidando e mostrando-se economicamente viável ao longo dos tempos, trazendo junto com ela a técnica da fertirrigação. Desta forma, o presente estudo teve como objetivo avaliar a influência de formas de aplicação e fontes de fertilizantes sobre a condutividade elétrica e pH da solução do solo, bem como no desenvolvimento e produção do café conilon irrigado por gotejamento. O trabalho foi desenvolvido em São Gabriel da Palha, Espírito Santo, utilizando o clone 12V da variedade INCAPER 8142. O experimento foi delineado em blocos ao acaso (DBC) com seis tratamentos e quatro blocos. Os tratamentos adotados foram: T1 - Controle - adubação nitrogenada e potássica aplicada via solo nas fontes ureia e cloreto de potássio; T2 - Adubação nitrogenada e potássica aplicada via solo nas fontes ureia e cloreto de potássio de liberação controlada; T3 - Adubação nitrogenada e potássica aplicada via fertirrigação nas fontes ureia e cloreto de potássio; T4 - Adubação nitrogenada e potássica aplicada via fertirrigação nas fontes nitrato de amônio e sulfato de potássio; T5 - Adubação nitrogenada e potássica aplicada via fertirrigação nas fontes nitrato de amônio e nitrato de potássio; T6 - Adubação nitrogenada e potássica aplicada via solo nas fontes ureia e cloreto de potássio de liberação controlada no período de outubro a março (período chuvoso) e adubação nitrogenada e potássica aplicada via fertirrigação, nas fontes nitrato de amônio e sulfato de potássio no período de abril a setembro (período seco). Foi monitorado o pH e condutividade elétrica da solução do solo, avaliações biométricas das plantas tais como altura, comprimento do primeiro ramo plagiotrópico e número de nós no primeiro ramo plagiotrópico, além da produção por planta e estimativa de produtividade. Os tratamentos T1 e T3 que utilizaram ureia e cloreto de potássio e o T4 - nitrato de amônio e sulfato de potássio disponibilizaram maiores quantidade de nitrogênio na forma amoniacal, causando maior acidificação do bulbo. Em contrapartida os tratamentos T2, T5 e T6 apresentaram menor acidificação, com diferença estatística significativa na variação do pH nas duas profundidades analisadas a partir de 18 meses da aplicação dos tratamentos. Nos tratamentos T2 e T6 observou-se menor salinidade inicial na avaliação aos 90 dias após o plantio através da leitura da condutividade elétrica da solução do solo. Para as avaliações biométricas, os tratamentos T2, T4, T5 e T6 diferiram estatisticamente dos tratamentos T1 e T3, influenciando positivamente à altura de plantas, comprimento e número de nós no primeiro ramo plagiotrópico. / Fertigation is a widespread technology in coffee cultivation; however, with the insertion of new fertilizers technologies, new studies are required. This study aims to evaluate the influence of application types and fertilizers sources on the electrical conductivity and pH of the soil solution in the wet bulb as well its influence in the development and production of drip irrigated conilon coffee. The study was conducted in São Gabriel da Palha, Espírito Santo (Brazil), using 12V clone variety INCAPER 8142. The experiment was designed in randomized blocks (DBC) with six treatments and four blocks. The adopted treatments were: T1 - Control / nitrogen and potassium fertilization applied via soil: urea and potassium chloride; T2 - Nitrogen and potassium fertilization applied via soil : urea and potassium chloride with release controlled; T3 - Nitrogen and potassium fertilization applied by fertigation: urea and potassium chloride; T4 - Nitrogen and potassium fertilization applied by fertigation: ammonium nitrate and potassium sulfate; T5 - Nitrogen and potassium fertilization applied by fertigation: ammonium nitrate and potassium nitrate; T6 - Nitrogen and potassium fertilization applied via soil: urea and potassium chloride with controlled release in the period from October to March (rainy season) and nitrogen and potassium fertilization applied by fertigation, ammonium nitrate and potassium sulphate in the period from April to September (dry season). The biometric evaluations of the plants were: height, length of the first branch and number of nodes in the first plagiotrophycal in addition to production per plant and productivity estimate. T1 and T3 treatments using immediate solubility of urea and T4 - ammonium nitrate have provided large amount of nitrogen in the ammonium form, causing increased acidification in the bulb. In contrast the T2, T5 and T6 treatments had lower acidification, with statistically significant differences in the pH variation in two depths analyzed from 18 months of treatment application. In treatments T2 and T6 it was observed lower initial salinity in the evaluation at 90 days after planting through the EC reading. To biometric assessments, treatments T2, T4, T5 and T6 differ statistically from T1 and T3, influencing plant height, length and number of nodes in the first plagiotrophycal.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-20T22:41:53Z No. of bitstreams: 1 56c.pdf: 3770514 bytes, checksum: cf71b027cc3d4c64d9a8799069053dd1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-20T22:41:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 56c.pdf: 3770514 bytes, checksum: cf71b027cc3d4c64d9a8799069053dd1 (MD5) Previous issue date: 2014-07-31 / Nenhuma / As culturas tradicionais de bactérias lácticas utilizadas para elaboração dos leites fermentados pós-acidificam mesmo em temperatura de refrigeração. Uma seleção cuidadosa poderia reduzir os impactos causados pelas falhas na cadeia do frio e melhorar a qualidade sensorial dos produtos oferecidos ao mercado consumidor. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi selecionar culturas microbianas adequadas para o laticínio, sendo que a principal característica buscada foi baixa pós-acidificação e aumento de viscosidade do iogurte e da bebida láctea. Foram avaliadas as três culturas atualmente utilizadas pelo laticínio e cinco novas culturas para os produtos bebida láctea e iogurte. Para ambas as culturas foi verificado o tempo de fermentação, a pós-acidificação quando o produto era mantido em temperatura de fermentação, além do pH e viscosidade durante o shelf life, quando o produto era resfriado à 10 e 15 °C antes do envase. Os resultados mostraram elevada pós-acidificação e baixa viscosidade para duas culturas atualmente utilizadas pela empresa, as quais foram descontinuadas. Três novas culturas apresentaram resultados satisfatórios para o objetivo proposto. Foi possível concluir que a escolha da cultura microbiana interfere fortemente na pós-acidificação e viscosidade para o produto bebida láctea e que a interferência não é tão significativa para o produto iogurte. Através da realização deste trabalho foi verificado que o shelf life da bebida láctea poderia ser aumentado de 45 para 60 dias. / The traditional cultures of lactic acid bacteria used in the preparation of fermented milk post-acidify even at refrigeration temperature. A careful selection could reduce the impacts caused by failures in the cold chain and improve the sensory quality of products offered to the consumer market. Therefore, the aim of this study was to select appropriate microbial cultures for the dairy industry, and the main feature was sought low post acidification and viscosity increase of fermented milks. The three cultures currently used in the dairy industry and five new cultures for yogurt and fermented dairy drink products were evaluated. Fermentation time was checked for both cultures, when the after acidification from the product was maintained at a temperature of fermentation, addition of pH and viscosity during the shelf life, when the product was cooled at 10 and 15 º C before packaging. The results show low viscosity and high post acidification for two currently cultures used by the company, which were discontinued. Three new cultures showed satisfactory results for the proposed objective. It was concluded that the choice of the microbial culture interferes strongly in the post acidification and viscosity for the product fermented dairy drink and that interference is not as significant for the yogurt product. Through this study it was found that the shelf life of fermented milk could be increased from 45 to 60 days.

A normalização é uma importante etapa da Avaliação do Ciclo de Vida, uma vez que fornece uma unidade comum, permitindo a comparação das diferentes categorias de impacto. A referência de normalização mais utilizada considera o impacto das atividades totais da sociedade num certo período de tempo. Estes dados são inexistentes no Brasil para impactos regionais e locais, de forma que este trabalho objetivou iniciar o preenchimento dessa lacuna, com os fatores de normalização para as categorias \"acidificação\" e \"eutrofização\", no estado de São Paulo. Tais fatores foram calculados com base em um inventário das estimativas anuais de aporte ao meio ambiente de substâncias contribuintes para estas categorias, cuja realização possibilitou a análise do estado da arte desses impactos em São Paulo e dos setores responsáveis pela geração das substâncias contribuintes. Conforme esperado, os fatores (ou referências) de normalização encontrados foram diferentes daqueles por hora utilizados no Brasil, baseados em dados europeus. Entre as razões que explicam esta diferença estão a baixa emissão de \'SO IND.X\' devido a matriz energética brasileira, o uso de etanol com combustível e o despejo de esgoto sem tratamento (ou tratamento inadequado). / Normalization is an important step in Life Cycle Assessment as it provides a common unit, allowing the comparison of the different impact categories. The normalization reference most widely used considers the \"background\" impact from the total activities of society in a chosen reference period. These data are inexistent in Brazil for regional and local impacts so that this work aimed to begin filling this lack, first developing normalization factors for the categories \"acidification\" and \"eutrophication\" in the state of Sao Paulo. These factors were calculated from an inventory of the annual load to the environment of substances contributing to these categories; the production of this inventory allowed the analysis of a) the state of the art of these impacts in Sao Paulo and b) the sectors responsible for the generation of contributors. As expected, normalization factors (or references) were different from those currently used in Brazil, based on European data. Among the reasons for this difference are lower \'SO IND.X\' emissions due to the Brazilian energy matrix, the use of ethanol as fuel and disposal of sewage without treatment (or mistreatment).

Diante do quadro atual de previsões de mudanças climáticas, estudos a respeito das possíveis respostas dos organismos a estas alterações são importantes. Com a finalidade de prever e verificar se estas serão de fato deletérias ou se os organismos são capazes de lidar com elas sem alterações na sua fisiologia, e consequentemente na estrutura do ambiente, E. brasiliensis foi utilizada como modelo para estudar possíveis impactos do aumento da temperatura e acidificação dos oceanos na sua fisiologia. Para isso, espécimes foram expostos a 9 possíveis combinações de temperatura (24ºC, 28ºC e 30ºC) e pH (8.0, 7.7 e 7.3) em diferentes intervalos de tempo (1, 3, 12, 24 e 48 h). Amostras de gônadas e fluido celomático foram coletadas para avaliar a expressão das proteínas de estresse HSP70, AIF-1 e p38-MAPK, e a variação no número e viabilidade dos celomócitos. Nossos resultados mostram que o modelo é sensibilizado pelas mudanças no ambiente, através da hiper-regulação das proteínas de estresse. O cenário considerado mais extremo (30°C + pH7.3) ocasionou a morte de 100% dos organismos após 24horas. E o segundo cenário mais severo (30°C + pH7.7) desencadeou o desenvolvimento de ulceração de pele. Os efeitos são mais pronunciados nos celomócitos e a acidificação da água parece ter efeitos antagônicos com a temperatura nos celomócitos e sinérgicos nas gônadas. Embora a resposta tenha sido sistêmica, o grau e a dinâmica foram distintos em relação às diferentes amostras e estresses. Podendo causar modificações na resposta imune dos organismos e consequentemente na sobrevivência da espécie a longo prazo. / Under the current Climate Change context, studies about the potential responses of the organisms to their changing environment are of extreme importance. Recent studies point out the synergy of temperature and ocean acidification altogether. In this study, we used the sea star E. brasiliensis to assess the physiological effects of rising temperature, seawater acidification and the interaction of both factors. Independent individuals (N=225) were exposed to 9 possible combinations of temperature (24ºC, 28ºC and 30ºC) and pH (8.0, 7.7 and 7.3), for 1, 3, 12, 24 and 48 h. We compared the stress produced by these treatments measuring the expression of heat shock proteins (HSP70), the production of the allograft inflammatory factor (AIF&minus;1) and the activation of mitogen kinases (MAPKs) at both gonad and celomic fluid. Furthermore, we assessed the quantity and quality of coelomocytes. Our results demonstrated that E. brasiliensis is vulnerable to the interaction of temperature and acidification. All the stress proteins evaluated were upregulated. The extreme scenario (30°C + pH7.3) caused the death of 100% of organisms after 24 hours, while the second most severe scenario (30°C + pH7.7) triggered skin ulceration. Nevertheless, we found that water acidification produces antagonistic effects to the temperature in coelomocytes and synergistic effects in gonad cells. Furthermore, these effects were more pronounced in the coelomocytes than in the gonads. The systemic response found in this study suggest that the interactive effects of elevated temperatures in conjunction with ocean acidification may endanger the survival of this species, and it could compromise the ecosystem functioning at long term.

A presente pesquisa foi realizada em experimento de longa duração (19 anos) conduzido em Argissolo Vermelho (220 g kg-1 argila) sob plantio direto (PD), e teve como principais objetivos (i) estimar os parâmetros da dinâmica da MO e verificar o papel de sistemas de cultura e da adubação nitrogenada no acúmulo de C orgânico no solo; (ii) avaliar o fracionamento físico densimétrico e granulométrico como alternativos à oxidação química com KMnO4 na determinação da labilidade da MO do solo; (iii) avaliar a qualidade dos sistemas de manejo a partir do Índice de Manejo de C (IMC), o qual integra índices de estoque e de labilidade da MO; e (iv) acessar o papel dos sistemas de culturas e adubação nitrogenada na acidificação do solo e a participação dos ciclos do C e do N nesse processo. O experimento engloba 10 sistemas de culturas em plantio direto, e para essa pesquisa foram selecionados tratamentos com uma ampla variação no aporte de C ao solo [pousio/ milho (M), aveia/M, aveia+ervilhaca /M, lablab+M, guandu+ M, aveia+ervilhaca/ M+caupi e pangola], sendo que os quatro primeiros foram amostrados nos tratamentos sem e com aplicação de N mineral no milho (0 e 180 kg N-uréia ha-1) e nos três últimos apenas sem N mineral. O solo foi amostrado em seis subcamadas até a profundidade de 0,3 m, tendo sido amostrada também uma área de campo nativo como referência da condição natural do solo A adição anual de C pelas culturas variou de 2,61 a 7,84 Mg C ha-1 e teve efeito positivo nos estoques de C orgânico e na labilidade da MO do solo em PD. Considerando as condições de clima quente e úmido, a taxa de decomposição da MO no solo foi relativamente baixa (k2 = 1,4%), o que pode ser decorrente em parte da proteção física da MO no solo. Aproximadamente 12% do C adicionado foi incorporado na MO do solo, sendo estimada a necessidade de adição de 3,70 Mg C ha-1 ano-1 para contrabalançar as perdas de C do solo. Os métodos de fracionamento físico da MO e por oxidação química (KMnO4 60 mmol L-1) mostraram-se adequados à avaliação da labilidade da MO, enquanto a solução de KMnO4 333 mmol L-1 superestimou o C lábil deste solo. Com base no IMC, verificou-se que a qualidade do sistema de manejo foi diretamente relacionada ao aporte de resíduos vegetais, com destaque nesse sentido para o papel das leguminosas e da adubação nitrogenada. A acidificação do solo foi mais intensa nos sistemas com leguminosas e/ou com adubação nitrogenada, e isto foi decorrente da maior extração de material vegetal alcalino pela colheita de grãos de milho, e não devido à lixiviação de nitrato. / The research was performed in a long term experiment (19 years) in a Paleudult soil (220 g kg-1 clay) under no tillage and aimed (i) to estimate parameters of OM dynamic and to verify the role of cropping systems and nitrogen fertilization in accumulating organic C in the soil; (ii) to evaluate the density and particle size fractionation as alternative to the chemical oxidation with KMnO4 in determining soil OM lability; (iii) to evaluate the quality of management systems using the C Management Index (CMI), which integrates C pool index and Lability index of OM; and (iv) to access the role of cropping systems and N fertilization in the soil acidification, as well as the contribution of C and N cycles in this process. The experiment is composed by 10 no-till cropping systems and, among them, the fallow/maize (M), oat/M, oat+vetch/M, lablab/M, pigeonpea+M, oat+vetch/cowpea+M and digitaria systems were selected in order to obtain a wide range of annual C input to the soil, being the first four systems sampled where the soil receives 0 and 180 kg N-urea ha-1 yr-1, while the others were sampled only in the absence of N fertilization. The soil was sampled in six layers from 0-30 cm depth and an adjacent area with native grassland was sampled as reference of natural soil condition. The annual C input by crop systems ranged from 2.61 to 7.84 Mg C ha-1 and had positive effect on organic C stocks and OM lability in this no-tilled soil. Taking the warm and humid weather into account, the OM decomposition rate in the soil was relatively low (k2 = 1.4%), which might be due to the OM physical protection in the soil. About 12% of the added C has incorporated as soil OM, and a requirement of 3.70 Mg C ha-1 yr-1 was estimated in order to counterbalance the soil C loss. The OM physical fractionation methods and the chemical oxidation (60 mmol L-1 KMnO4) seemed to be suitable to the OM lability evaluation, while the 333 mmol L-1 KMnO4 overestimated the labile C at this soil. Based on the CMI, it was found that the quality of management systems was directly related to the input of phytomass by the plants, which was higher when leguminous species and N fertilization were present. The soil acidification was more intense where leguminous-based crop systems and/or N fertilization were present and it was due to the higher exportation of alkaline plant material through the corn grain harvest, and not due to nitrate leaching.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:41:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317483.pdf: 2452052 bytes, checksum: e039a52504abedb66e048141c6057204 (MD5) / Peróxido de magnésio (MgO2) é um composto utilizado na remediação de águas subterrâneas, sendo uma alternativa viável para prevenir a produção de ácido sulfídrico (H2S), pois pode inibir a ação de Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS), uma vez que em contato com a água, O2 é liberado lentamente tornando o ambiente aeróbio. O objetivo do presente estudo foi investigar a velocidade de liberação de O2 do MgO2 em condições abióticas e verificar a viabilidade como potencial inibidor das BRS, em condições bióticas. Os ensaios foram realizados em duas etapas. Na 1ª etapa realizaram-se experimentos, em condições abióticas, em frascos do tipo erlenmeyers adaptados com três aberturas para: a sonda do oxímetro, o eletrodo do pHmetro e o amostrador. Os oxidantes sólidos utilizados contendo MgO2 foram: Oxygen Release Compound (ORC®), 2 compostos sintetizados pela Universidade Federal do Paraná (UFPR-1 e UFPR-2) e o reagente Sigma-Aldrich. Inicialmente fluiu-se gás argônio no meio líquido e no headspace para a exaustão do O2. Em seguida, adicionaram-se os produtos numa concentração de 0,4, 4 e 10 g.L-1, divididos em fases de A a F (em duplicata). Leituras de pH e oxigênio dissolvido foram realizadas nos reatores. Quando atingida a concentração máxima de O2, sulfito de sódio foi adicionado para a eliminação do O2. As maiores velocidades de liberação de O2 dos oxidantes sólidos foram obtidas quando ORC® foi utilizado, determinadas pela quantidade de MgO2 contido nos produtos investigados, bem como pela concentração de produto adicionado na água do mar. Concomitante a isso, o aumento da concentração dos íons H+, promovido pela a correção do pH com HCl, foi um fator decisivo para obtenção de maiores velocidades de liberação de O2. Na 2ª etapa, em condições bióticas, foram empregados reatores erlenmeyers de 250 mL, utilizando o lactato como fonte de carbono para as BRS na ausência de luz. Um dos reatores foi conduzido sem a adição do ORC®, denominado controle, e o outro com a suplementação de MgO2. Em cada biorreator foi adicionado água do mar e um consórcio microbiano enriquecido de BRS e aplicaram-se sucessivas quantidades de ORC®. As concentrações de sulfato e sulfeto presentes no efluente foram determinadas, assim como pH e OD. Com o emprego do ORC® pode-se verificar que 10 g.L-1 foi capaz de inibir a formação de sulfeto durante 10 dias. Sendo assim, a alternativa de aplicação do MgO2 para evitar o souring em offshore não inativa e não impede o crescimento das BRS, apenas inibe-as de maneira eficaz, enquanto as condições de aerobiose forem mantidas. <br> / Abstract : Magnesium peroxide (MgO2) is a compound used in the remediation of groundwater and is a viable method for preventing the production of hydrogen sulphide (H2S), as it can inhibit the action of sulphate-reducing bacteria (SRB), since in contact with water, O2 is released slowly turning the aerobic environment. The aim of this study was to investigate the speed of release of O2 MgO2 in abiotic conditions and verify the feasibility as a potential inhibitor of BRS in biotic conditions. Assays were performed in two stages. In the 1st stage experiments were performed in abiotic conditions in erlenmeyeres flasks adapted with three openings: the oximeter probe, the electrode of the pHmeter and sampler. The solids oxidants containing MgO2 used were: Oxygen Release Compound (ORC®), 2 compounds synthesized by the Federal University of Paraná (UFPR-1 and UFPR-2) and Sigma-Aldrich reagent. Initially argon gas flowed up through the liquid and headspace to exhaust O2. Therefore, the products were added in a concentration of 0.4, 4 and 10 g.L-1, split into phases A to F (in duplicate). Readings of pH and dissolved oxygen were carried out in the reactors. When reaching the maximum concentration of O2, sodium sulfite was added to eliminate O2. The highest speed of release of oxidants O2 solids were obtained when ORC® was used, determined by the amount of MgO2 contained in the investigated products, as well as by the concentration of product added to the seawater. Concomitant to this, increasing the concentration of H+ ions, sponsored by the correction of the pH with HCl, was a decisive factor in achieving higher speeds release of O2. In Step 2, under biotic, were employed reactors of 250 mL erlenmeyeres flasks, using lactate as the carbon source for the BRS in the absence of light. One of the reactors was conducted without the addition of ORC®, called control, and the other with supplementation MgO2. In each bioreactor was added seawater and a microbial consortium enriched BRS and applied successive amounts of ORC®. The concentrations of sulfate and sulfite in the effluent were determined as well as pH and DO. With the use of the ORC® can be seen that 10 g.L-1 was capable of inhibiting the formation of sulfide for 10 days. Therefore, the alternative use of MgO2 to avoid souring offshore not inative and does not prevent the growth of BRS only inhibits them effectively, while aerobic conditions are maintained.

A presente pesquisa foi realizada em experimento de longa duração (19 anos) conduzido em Argissolo Vermelho (220 g kg-1 argila) sob plantio direto (PD), e teve como principais objetivos (i) estimar os parâmetros da dinâmica da MO e verificar o papel de sistemas de cultura e da adubação nitrogenada no acúmulo de C orgânico no solo; (ii) avaliar o fracionamento físico densimétrico e granulométrico como alternativos à oxidação química com KMnO4 na determinação da labilidade da MO do solo; (iii) avaliar a qualidade dos sistemas de manejo a partir do Índice de Manejo de C (IMC), o qual integra índices de estoque e de labilidade da MO; e (iv) acessar o papel dos sistemas de culturas e adubação nitrogenada na acidificação do solo e a participação dos ciclos do C e do N nesse processo. O experimento engloba 10 sistemas de culturas em plantio direto, e para essa pesquisa foram selecionados tratamentos com uma ampla variação no aporte de C ao solo [pousio/ milho (M), aveia/M, aveia+ervilhaca /M, lablab+M, guandu+ M, aveia+ervilhaca/ M+caupi e pangola], sendo que os quatro primeiros foram amostrados nos tratamentos sem e com aplicação de N mineral no milho (0 e 180 kg N-uréia ha-1) e nos três últimos apenas sem N mineral. O solo foi amostrado em seis subcamadas até a profundidade de 0,3 m, tendo sido amostrada também uma área de campo nativo como referência da condição natural do solo A adição anual de C pelas culturas variou de 2,61 a 7,84 Mg C ha-1 e teve efeito positivo nos estoques de C orgânico e na labilidade da MO do solo em PD. Considerando as condições de clima quente e úmido, a taxa de decomposição da MO no solo foi relativamente baixa (k2 = 1,4%), o que pode ser decorrente em parte da proteção física da MO no solo. Aproximadamente 12% do C adicionado foi incorporado na MO do solo, sendo estimada a necessidade de adição de 3,70 Mg C ha-1 ano-1 para contrabalançar as perdas de C do solo. Os métodos de fracionamento físico da MO e por oxidação química (KMnO4 60 mmol L-1) mostraram-se adequados à avaliação da labilidade da MO, enquanto a solução de KMnO4 333 mmol L-1 superestimou o C lábil deste solo. Com base no IMC, verificou-se que a qualidade do sistema de manejo foi diretamente relacionada ao aporte de resíduos vegetais, com destaque nesse sentido para o papel das leguminosas e da adubação nitrogenada. A acidificação do solo foi mais intensa nos sistemas com leguminosas e/ou com adubação nitrogenada, e isto foi decorrente da maior extração de material vegetal alcalino pela colheita de grãos de milho, e não devido à lixiviação de nitrato. / The research was performed in a long term experiment (19 years) in a Paleudult soil (220 g kg-1 clay) under no tillage and aimed (i) to estimate parameters of OM dynamic and to verify the role of cropping systems and nitrogen fertilization in accumulating organic C in the soil; (ii) to evaluate the density and particle size fractionation as alternative to the chemical oxidation with KMnO4 in determining soil OM lability; (iii) to evaluate the quality of management systems using the C Management Index (CMI), which integrates C pool index and Lability index of OM; and (iv) to access the role of cropping systems and N fertilization in the soil acidification, as well as the contribution of C and N cycles in this process. The experiment is composed by 10 no-till cropping systems and, among them, the fallow/maize (M), oat/M, oat+vetch/M, lablab/M, pigeonpea+M, oat+vetch/cowpea+M and digitaria systems were selected in order to obtain a wide range of annual C input to the soil, being the first four systems sampled where the soil receives 0 and 180 kg N-urea ha-1 yr-1, while the others were sampled only in the absence of N fertilization. The soil was sampled in six layers from 0-30 cm depth and an adjacent area with native grassland was sampled as reference of natural soil condition. The annual C input by crop systems ranged from 2.61 to 7.84 Mg C ha-1 and had positive effect on organic C stocks and OM lability in this no-tilled soil. Taking the warm and humid weather into account, the OM decomposition rate in the soil was relatively low (k2 = 1.4%), which might be due to the OM physical protection in the soil. About 12% of the added C has incorporated as soil OM, and a requirement of 3.70 Mg C ha-1 yr-1 was estimated in order to counterbalance the soil C loss. The OM physical fractionation methods and the chemical oxidation (60 mmol L-1 KMnO4) seemed to be suitable to the OM lability evaluation, while the 333 mmol L-1 KMnO4 overestimated the labile C at this soil. Based on the CMI, it was found that the quality of management systems was directly related to the input of phytomass by the plants, which was higher when leguminous species and N fertilization were present. The soil acidification was more intense where leguminous-based crop systems and/or N fertilization were present and it was due to the higher exportation of alkaline plant material through the corn grain harvest, and not due to nitrate leaching.

The X-Ray imaging technology opened a new branch of science in which the internal porous structure can be captured and the reconstructed volume can be used for fluid flow simulations and structural measurements. However, there is still the question of how the internal structure of the pore space impacts in the observed simulations. A way to characterize this internal structure is by simplifying it into well-defined elements and the interaction between them, describing it as a network. The interaction between elements are the edges of the network and elements are the nodes. This opens the possibility of applying complex network theory on the characterization of porous media which has proven to give powerful insights into how the structure of porous materials influences on the dynamics of the permeating fluid. The problem with this description is in definition of the basic elements that will compose the network, since there isnt a consensus on this definition. The purpose of this work is to provide a method to analyze &mu;CT data through networks in which the separation of the space is done in a semi-continuous method. The recovering of the pores local geometry is captured through a network analysis method of centrality, instead of a geometrical definition. This way the intrinsic morphology of the samples is what governs the pore-space separation into different entities. The method developed is based on the network extraction method Max Spheres Algorithm (MSA). The volumetric data is recovered through a network composed by sphere cells. The output of this process are two distinct networks: the complete volume network and a network which represents the variation of the channels diameter. These networks give unbiased real information on pore connectivity and can provide important data to better understand the morphology and topology of the samples. This method was successfully applied to samples of Berea sandstone, Estaillades carbonate, and to characterize the morphology of wormholes. Wormhole is the denomination of the channel formed after the application of an acid treatment as a stimulation procedure of an oil reservoir, a method of EOR (Enhanced oil recovery). This treatment consists of a reactive fluid flow injected in the inner rock of the reservoir, which creates a preferential path (wormhole) that optimizes the extraction of the hydrocarbon fluids. / A microtomografia de raios-X permitiu a evolução de uma nova área da ciência aplicada a meios porosos: a Rocha Digital. Através desta técnica, todo o espaço poroso é recuperado, e é possível entender a dinâmica do fluido que o permeia através de simulações computacionais. No entanto, ainda há a questão de como a estrutura do meio influencia nos resultados observados. Entender questões como connectividade e clusterização de regiões podem dar informações valiosas sobre como a origem do meio poroso influencia na dinâmica do fluido que o permeia. Esta avaliação do meio é possível através da simplificação do mesmo em uma rede de conexão de elementos básicos e as interações entre estes. O problema com a descrição do meio poroso em uma rede de conexão é que não existe um consenso na definição destes elementos básicos. O propósito deste trabalho foi encontrar uma maneira de descrever o meio que fosse aplicável a qualquer litologia, e que se aproximasse ao máximo dos dados extraídos pela micro tomografia para a análise das topologias de diferentes rochas através de teoria de redes complexas.Para isso, utilizamos o algoritmo robusto de extração de redes de poros, esferas máximas, como base para dividir o espaço-poroso em células esféricas. Desta forma, todo o volume do espaço poroso observado através da micro tomografia é recuperado e descrito em uma rede de conexão. O resultado final do método aplicado é uma rede que descreve o meio completo e uma rede que descreve o eixo medial das interconexões entre poros. A geometria local dos poros é recuperada através de um critério de centralidade de rede, assim a separação é governada pela morfologia intrínseca das amostras, ao invés de fatores geométricos.Desta forma podemos analisar o efeito da tortuosidade real do meio, assim como a interconexão entre poros, com relação a permeabilidade do meio.O método se mostrou eficaz na análise de rochas com diferentes litologias: arenito (Berea) e carbonato (Estaillades). O método também foi aplicado na avaliação da estrutura de canais formados pelo processo de acidificação de rochas (wormholes).