Resumo: Este trabalho trata da combustão sem chama, denominada incandescência, em espécimes de madeira. O estágio de incandescência é muito comum em queimadas florestais, ocorrendo após o período de chamas, quando a biomassa de tamanho maior permanece fumegando por até vários dias. Este material, em estado de incandescência, é foco permanente de emissão de gases tóxicos bem como de re-ignição de biomassa não queimada. Os objetivos principais do trabalho são: verificar experimentalmente os parâmetros que favorecem o início e a continuidade do processo de incandescência e quantificar as concentrações de CO, CO2, O2 e HC durante a queima. Também serão determinadas temperaturas, em diferentes pontos dos corpos de prova, a velocidade da frente de incandescência e, finalmente, a taxa de queima. Os ensaios foram feitos em um forno de 1,80 m de comprimento por 0,60 m de diâmetro, conectado a um controlador de temperatura, com vazões de ar de combustão previamente estabelecidas. Além da vazão de ar, outros parâmetros também variaram, como a temperatura interna do forno, a espécie da madeira, o volume e a umidade da amostra. Para otimizar a execução dos testes foi aplicada a técnica de "Projeto de Experimentos". Os ensaios de laboratório foram comparados com os resultados obtidos em uma queimada realizada no interior da floresta Amazônica, no norte do estado de Mato Grosso. / Abstract: This work investigates non flaming combustion in biomass logs. The process is called smouldering combustion. The occurrence of smouldering is very common in forest fires, where the large sized biomass remains fuming for several days. The material in the state of is a source of toxic gases and of ignition for unburned biomass. The main goals of the work are experimentally check the parameters that favor initiation and permanence of the smouldering process and measure CO, CO2, O2 and HC concentrations during the burning. The velocity of the smouldering front was determined by thermocouples placed in different points of the biomass sample. The average burning rate was also determined. The tests were performed in a furnace of 1.80 m length by 0.60 m diameter. A temperature controller was used to set the desired furnace temperature. The mass flow rate of air was controlled by valves and measured with rotameters. Tests were conducted for different biomass species and sample volumes and moisture contents. To optimize the number of tests the technique "Project of Experiments" was applied. Results of the laboratory tests agreed well with those obtained in the Amazon forest, in the north of the state of Mato Grosso, Brazil. / Orientador: João Andrade de Carvalho Junior / Coorientador: Carlos Alberto Gurgel Veras / Banca: Luiz Roberto Carrocci / Banca: Mauricio Araujo Zanardi / Doutor

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente estudo trás informações acerca da comunidade de anfíbios anuros do folhiço nas florestas que compõem a região da Serra das Torres, sul do Espírito Santo, sudeste do Brasil. Foram utilizados métodos de parcelas 4 x 4 m para obter os primeiros dados de sazonalidade na composição, massa e densidade no estado do Espírito Santo. Amostragens de campo foram realizadas durante as estações seca e de chuvas, no período de junho de 2009 a dezembro de 2010. Foram registrados 348 indivíduos com média de 1,0 0,1 ind/parcela, em 14 espécies associadas ao folhiço do chão da floresta. As curvas de rarefação e do coletor apresentaram assíntotas tendendo a estabilizarem. A densidade de anuros na área estudada foi de 6,59 ind/100 m e a biomassa total 413,9 g. Brachycephalus didactylus foi a espécie com maior densidade (3,8 ind/100 m) e a maior abundância (100 indivíduos ou 40,6% da comunidade geral), entretanto, apresentou biomassa relativamente baixa (16,8 g) quando comparada às demais espécies como Haddadus binotatus (239,6 g ou 57,2% da biomassa total da comunidade). Não foi registrada nenhuma variação sazonal em relação à densidade ou biomassa na comunidade. A umidade relativa do ar e a profundidade do folhiço foram fatores ambientais significativos para a abundância de indivíduos, enquanto a temperatura e a presença de rochas ou árvores no interior das parcelas não foram importantes na estruturação da comunidade daquela área. Este estudo aumenta a distribuição geográfica de Brachycephalus didactylus, Zachaenus parvulus, Physalaemus crombiei, Ischnocnema cf. bolbodactyla, Ischnocnema gr. lactea e Leptodactylus cf. bokermanni. / We studied the leaf-litter frog community of the forests of Serra das Torres, southern Espírito Santo, southeastern Brazil. We used methods 4 x 4 m plots for the first data on seasonality in the composition, mass and density in the state of Espirito Santo. We field sampling during the dry and rainy season, from June 2009 to December 2010. We recorded 348 individuals with an average of 1.0 0.1 ind / plot, and 14 species associated with leaf litter on the forest floor. Rarefaction curves and the collector had asymptotes tended to stabilize. The density of frogs in the study area was 6.59 ind/100 m and total biomass 413.9 g. Brachycephalus didactylus was the species with the highest density (3.8 ind/100 m) and greater abundance (100 individuals or 40.6% of the general community), however, had relatively low biomass (16.8 g) when compared to other species as Haddadus binotatus (239.6 g or 57.2% of the total biomass of the community). We register no seasonal variation in relation to the density or biomass in the community. The relative humidity and leaf litter depth environmental factors were significant for abundance, while the temperature and the presence of rocks or trees within the plots were not important in structuring the community in that area. This study adds to the geographic distribution of Brachycephalus didactylus, Zachaenus parvulus, Physalaemus crombiei, Ischnocnema cf. bolbodactyla, Ischnocnema gr. lactea and Leptodactylus cf. bokermanni.

O Pampa é um bioma do tipo savana exclusivo da região Neotropical, situado na porção sul da América do Sul, cobrindo a Argentina, o Uruguai e o Brasil. O clima é quente temperado e úmido, com temperaturas anuais que variam de 0° C no inverno e mais de 24° C no verão. Os grandes distúrbios no Pampa se iniciaram a cerca de 300 anos com a chegada da colonização Europeia na região e o advento da agricultura, silvicultura, manejo sem controle pelo fogo e a criação de gado, leiteiro e de corte. Apesar de contribuir para a falta de heterogeneidade vegetal e perda na diversidade de fauna, a pecuária ainda é extensivamente indicada como manejo sustentável do Pampa. Com pesquisas e trabalhos por vezes mais focados no aumento da produtividade do rebanho que na manutenção da biodiversidade, a conservação do Pampa vem sendo negligenciada. O monitoramento de diferentes metodologias de pastejo, tradicional, em mosaico e exclusão total do gado, se faz necessário para um maior entendimento de como a diversidade de plantas e animais se comportam nestes sistemas. Para isso, são necessários bons modelos ecológicos para testes de hipóteses e diferentes manejos, o que sustenta a utilização de aranhas para estes estudos. Aranhas são rápidas colonizadoras, ótimas dispersoras, predadoras generalistas, além de estarem estritamente relacionadas à estrutura vegetal. Suscetíveis a impactos bióticos e abióticos, aranhas são ótimas medidoras de qualidade ambiental e, sendo de fácil amostragem, podem ser envolvidas em estudos sobre diversidade de espécies e indivíduos. Para tanto, este estudo foi realizado na APA do Ibirapuitã, na Campanha do Rio Grande do Sul, Brasil. Seis parcelas, de um hectare cada, foram distribuídas em pares em três fazendas. Cada par é constituído de uma parcela com pastejo, demarcadas apenas por estacas, onde o gado tem livre acesso, e uma parcela sem pastejo, cercadas desde Agosto de 2012 onde o pastejo do gado foi excluído por completo. A principal expectativa principal é que a abundancia, riqueza, biomassa e composição de aranhas serão diferentes quando áreas com e sem pastejo são comparadas forem comparados. As amostragens foram realizadas com o uso de armadilhas de queda do tipo “Pitfall traps” nas primaveras de 2011, 2012 e 2013, e sazonalmente no outono (maio), inverno (setembro) e primavera (novembro) de 2015 e verão (fevereiro) de 2016 para a captura de aranhas de hábito epígeo. Para análises estatísticas, Testes T, ANOVA e ANOSIM foram realizadas. Linyphiidae e Lycosidae foram as famílias mais abundantes e ricas em todas as coletas realizadas. Os resultados obtidos em 2011, 2012 e 2013 não demonstraram diferença significativa na fauna de aranhas, abundância e riqueza quando áreas com e sem pastejo foram comparadas. Contudo, os resultados apresentaram valores maiores nas áreas com pastejo quando comparando com áreas sem pastejo. Em 2015/2016 a abundância e a riqueza de aranhas também não foram significativamente diferentes nos dados coletados, contudo, os valores brutos também apresentaram maiores abundância e riqueza em áreas com pastejo do que nas sem pastejo. Analisando-se as estações como um todo, juntando áreas com e sem pastejo, o verão foi a estação com mais riqueza geral. Contudo, analisando as áreas com e sem pastejo separadamente, o inverno foi a estação mais rica e abundante em cada uma destas áreas. Apesar dos resultados anteriores, as espécies mais abundantes demonstraram diferença significativa em suas abundancias em cada estação do ano quando áreas com e sem pastejo foram comparados. A biomassa das aranhas não foi significativamente diferente para todos os anos entre áreas com e sem pastejo, com valores maiores em áreas com pastejo. Entretanto, espécies mais abundantes demonstraram diferenças significativas em sua biomassa sazonalmente nos anos de 2015 e 2016, com valores maiores em áreas com pastejo. Áreas com e sem pastejo ainda se mantém similares mesmo após quase quatro anos de exclusão do gado em termos de abundância total de aranhas. Apenas aranhas mais abundantes demonstram diferença entre áreas com e sem pastejo em termos de abundância e biomassa. / Pampa is a savanna-like biome, exclusively of Neotropical region, lying in southern part o South America, covering Argentina, Uruguay and Brazil. The climate is hot temperate and humid, with annual temperatures ranging of 0° C in winter and higher than 24° C in summer. The increase of disturbance at Pampa began around 300 years after Europian colonization and the advent of agriculture, silviculture, uncontrolled fire management and creation of dairy and beef cattle. Even livestock causing loss of vegetal heterogeneity and fauna diversity, it is a widely recommended methodology for sustainable management of Pampa. With studies more focused in forage properties and beef production than diversity maintenance, the Pampa conservation has been neglected. Monitoring different livestock methodologies are necessary to improve knowledge of how diversity of plants and animals change during this impact. Thus, using great ecological models, like spiders, are necessary to test hypotheses and different managements. Spiders are quick settlers, great dispersers, generalist predators and are much correlated with vegetal structure. Susceptible to biotic and abiotic impacts, spiders are great environmental quality meters, being easy to sample and to measure abundance, diversity and richness. This study was conduct at Ibirapuitã River Environmental Federal Protection Area “Área de Proteção Ambiental – APA do Rio Ibirapuitã” in Rio Grande do Sul state, Brazil. Six plots, of one hectare each, were distributed in pars in three farms. Each pair is constituted of a closed plot, a fenced plots since August 2012, with total exclusion of cattle graze; and a opened plot with only poles in the corners to demarcate the place, and cattle have free access for graze. Our main expectative is that abundance, richness, biomass and composition of arenofauna will be different when grazed and ungrazed areas were compared. Ground dwelling spiders were sampled with Pitfall traps in springs of 2011, 2012 and 2013, and seasonally in autumn (May), winter (September) and spring (November) 2015 and summer (February) 2016. Statistical analyses were performed using Stundents’ Test, ANOVA and ANOSIM. Linyphiidae and Lycosidae were the most abundant and richer families. Results of 2011, 2012 and 2013 were no significant different in spider abundance and richness when grazed and ungrazed plots were compared. However, raw data suggest higher values of abundance in grazed areas than ungrazed ones. In 2015/2016 samples, spider abundance and richness were not significant different between grazed and ungrazed areas. Raw data suggest that grazed areas abundance and richness was higher than in ungrazed though. Although summer was the richer season in general, winter was the richer season separately in grazed and ungrazed areas. Despite the previous results, abundance of the most abundant species were significant different between grazed and ungrazed areas in general and in each season. Spider biomass was not significant different in any year when grazed and ungrazed areas were compared. However, biomass of most abundant species were significant different seasonally and in each season in 2015/2016. Grazed and ungrazed areas are still very similar even after almost four years of cattle exclusion in terms of spider abundance and biomass. Only most abundant species demonstrate a significant difference between grazed and ungrazed areas in terms of abundance and biomass, with higher values in grazed plots.

O tema desta tese envolve a avaliação de dados de sensoriamento remoto e de campo como preditores de estimativa de biomassa em áreas de silvicultura, no sudeste do Estado do Rio Grande do Sul. Tem como objetivo geral avaliar modelos de variação temporal de biomassa vegetal acima do solo para povoamentos de eucalipto, utilizando variáveis dendrométricas e índices espectrais. A metodologia consistiu inicialmente, na organização de um banco de dados no aplicativo Spring. Foram elaborados mapas temáticos da evolução da silvicultura a partir da interpretação visual das imagens Landsat 5 TM e em seguida, extraídas as médias dos índices espectrais (NDVI, EVI e GPP) das imagens MODIS, a partir das quais se elaborou os perfis temporais da vegetação em hortos de eucalipto, oriundos de mudas de semente e mudas clonais, em diferentes idades (3, 5 e 7 anos). Estes perfis foram correlacionados com dados de precipitação do TRMM. Em uma terceira etapa foram associados os dados adquiridos em campo (IAF, DAP e H) quando se estimou a biomassa do eucalipto por meio de equações alométricas. Por último foram correlacionados os dados MODIS, IAF e a biomassa estimada, avaliando os modelos de predição de biomassa para o eucalipto. Os resultados observados nos mapas de evolução da silvicultura demonstraram que a região apresenta um crescente desenvolvimento neste setor. Os perfis temporais dos índices espectrais comprovaram a capacidade dos produtos MODIS para a avaliação dos ciclos fenológicos e da produtividade em diferentes plantios de eucalipto, no entanto, a correlação com os dados de precipitação (TRMM) não apresentou resultados satisfatórios. Os dados de IAF permitiram diferenciar os plantios clonais e por semente, além da idade do eucalipto. Os dados de inventário (DAP e H) proporcionaram bons resultados da estimativa de biomassa acima do solo para os plantios de eucalipto estudados. A correlação dos dados (de campo e espectrais) demonstrou pequena possibilidade na estimativa de biomassa em áreas de plantios arbóreos, com destaque para os dados de IAF e GPP. Conclui-se que a utilização conjunta de dados de campo e orbital, possibilita análises confiáveis para povoamentos de eucalipto. Assim, este trabalho demonstra a relação entre dados de satélite e de campo, e contribui com novas informações, alternativas e sugestões para o estudo de povoamentos arbóreos na região estudada. / This thesis involves the evaluation of remote sensing data and field as predictors of estimated biomass in forestry areas in the southeastern state of Rio Grande do Sul. We evaluate models of temporal variation of above ground biomass for eucalyptus stands, using dendrometric variables and spectral indices. The methodology consisted of organization of a database application Spring. Thematic maps with the evolution of forestry were developed from visual interpretation of Landsat 5 Thematic Mapper images and then extracted averages of spectral indexes (NDVI, EVI and GPP) derived from MODIS images from which elaborated the temporal profiles of vegetation in eucalyptus plantations, from seedlings of seed and clonal considered at different ages (3, 5 and 7 years old). These profiles were correlated with precipitation data from TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission). Following that, these profiles were associated with field data (IAF, DAP and H) and biomass of eucalyptus estimated through allometric equations. Finally, data were correlated with the MODIS data, IAF and the estimated biomass, evaluating prediction models of biomass for eucalyptus. The results observed for the evolution of forestry, showed that the region presents a growing development in forestry sector. The temporal profiles of spectral indices proved the ability of MODIS products for evaluation of phenological cycles and productivity in different eucalyptus plantations. However, the correlation with precipitation data (TRMM) did not provide satisfactory results. The IAF data allowed to differentiate between clonal and seed stands, and also the age of eucalyptus stands. The inventory data (DAP and H) have provided good results for eucalyptus plantations above-ground biomass estimation. The correlation of the data (spectral and field) demonstrated small possibility for estimating biomass in eucalyptus plantations, with emphasis on the data of IAF and GPP. It is concluded that the joint use of data from field and orbital, enables reliable analyses for stands of eucalyptus. This work demonstrates the relationship between satellite and field data, and contributes with new information, alternatives and suggestions for studying arboreal settlements in the region studied.

Orientador: Márcia Justino Rossini Mutton / Banca: Octávio Antônio Valsechi / Banca: Maria Benincasa Vidotti / Resumo: O aumento na produção da indústria sucroalcooleira é conhecido e envolve várias etapas ao longo do processo. Uma etapa fundamental é a clarificação do caldo, onde são adicionados polieletrólitos sintéticos a base de acrilamida, objetivando a rápida sedimentação de impurezas presentes no caldo de cana na produção de açúcar e etanol. Considerando-se que a molécula constituinte deste insumo pode ficar retida no cristal de açúcar e na levedura, sua utilização deve ser controlada, uma vez que apresenta ações cancerígenas e neurotóxicas ao ser humano. Um bioexrato que pode ser promissor e que apresenta ação coagulante, é o de semente de Moringa oleífera Lamarck. Neste contexto, o objetivo do trabalho foi comparar os reflexos do emprego de extrato de semente de moringa, com diversas concentrações do polímero à base de acrilamida comercial, como auxiliares de sedimentação na clarificação do caldo de cana, avaliando se ao final do processo ocorre a permanência de resíduos de acrilamida e a qualidade na produção de açúcar e etanol. O extrato de moringa (13mg/L), apresentou características tecnológicas e viabilidade fermentativa, semelhantes comparado ao polímero. O emprego de dosagens superiores a 1,5mg/L de polímero, acarreta redução dos teores de açúcares. Para produção de açúcar o extrato de semente de moringa, apresentou as características dentro do estabelecido para o açúcar VHP, sendo que a pol, a umidade e a cor foram similares ao polímero (1,5mg/L). O extrato semente de moringa... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / The increase in production of sugar and ethanol industry is known and involves several steps throughout the process. A key step is the sugar cane juice clarification, where synthetic acrylamide based polyelectrolytes are added, aiming a rapid sedimentation of impurities present in sugarcane juice, for sugar and ethanol production. Considering that the constituent molecule of this input can be retained in the sugar crystal and in the yeast, its use must be controlled, since it presents carcinogenic and neurotoxic actions to the human being. A bioextract that may be promising and exhibits coagulant action is the one of Moringa oleifera Lamarck seed. In this context, the objective of this study was to compare the use of Moringa seed extract with various concentrations of the commercial acrylamide based polymer as sedimentation aids, in the clarification of sugarcane juice, evaluating at the end of the process the permanence of acrylamide residues and the quality of sugar and ethanol production. The moringa extract (13mg/L) presented technological characteristics and fermentative viability similar to the polymer. The use of dosages higher than 1.5mg/L of polymer, leads to reduction of sugar content. For sugar production, the Moringa seed extract presented characteristics within the established for the VHP sugar, being Pol, humidity and color similar to the polymer (1.5mg/L). The Moringa seed extract presents potential for its use as a flocculant, being equivalent to the acrylamide polymer of 1.5 mg/L. By quantifying the contents of acrylamide in the sugar produced and in the yeast separated from the fermentation process, it was found that the residues of this biomolecule were below the limit of detection. / Mestre

Deforestation of flooded (várzea) and non-flooded (terra firme) forests caused by firewood consumption at tile factories (olaria) was investigated in Abaetetuba Island at the Amazon estuary. Várzea is spatially limited, the area is only 3% of the whole Amazon, however, it is heavily influenced by human activities, especially by the cultivation of acaí palm (Euterpe oleracea Mart.). The trees are cut down for the olarias. The number of tree species are small, and they have less wood density than terra firme tree species because the várzea is flooded twice a day throughout the year. Terra firme forests, which are also secondary forests, receive less human impact, and have more tree species and more individual trees with a growth extension that exceeds the species in the várzea forests. The deforestation was examined by comparing forest biomass in a unit area to firewood consumption at olarias. The annual area of deforestation was estimated by using the combination of tree species in the firewood and human impact in the várzea forests. Then the estimation was extended to the whole island, assuming that the forests were rotatively cleared every 25 to 30 years. The results indicated that the area of deforestation was 6,870ha/25 years to 8,337ha/30 years, and that it was smaller than the island. However, logging is not only for fuel at olarias. If Belém's economic influence becomes stronger, and electric energy is not diffused throughout the island, the lumber consumption will accelerate and the increase might make the forest disappear faster than estimated.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-10-19T17:48:31Z No. of bitstreams: 1 PDF - Emanuelle Maria Cabral Avelino Silva.pdf: 12223209 bytes, checksum: ce03de8660f23396fc28bf2698fe381b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-19T17:48:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Emanuelle Maria Cabral Avelino Silva.pdf: 12223209 bytes, checksum: ce03de8660f23396fc28bf2698fe381b (MD5) Previous issue date: 2017-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The search for technologies adapted to the reality of the rural man located in the semi-arid is one of the current trends, since the insertion of new knowledge contributes to the improvement and efficiency of productive activities in rural properties. Among the several existing technologies, biodigestion of agricultural waste has been an application with important advantages for rural properties. In addition to entering an environmental contribution to the treatment of waste, biogas digesters provide, which can be used as a fuel source, and the bio-fertilizer, which is a rich organic fertilizer in replacement of nutrients to the soil. In this context, the present study aims to evaluate the main environmental and socioeconomic contributions of a biogas production system in a rural unit located in the city of Monteiro-PB. The biodigester designed and installed in the property was of the sertanejo type, due to the low cost of construction and maintenance. The same was designed for an energy capacity equivalent to 7 cookware per month, showing to be one of the main socioeconomic contributions. Its structure is composed of a fermenter of 16 m³ and a gasometer of 5 m³. In order to evaluate the available biomass, experiments were carried out in the laboratory, in order to characterize and evaluate the biogas production. The organic matter reduction was verified using the COD (Chemical Oxygen Demand) parameter. Three types of biomass samples were evaluated, such samples being pure swine manure and bovine, and the third with 50% each, or 1: 1. With monitoring of 45 days of digestion, the best biogas production results were of the 1: 1 mixture, with COD reduction of 69%. In turn, the main environmental contribution of the biodigester in the property is the use of a sanitary barrier in the pig farm, where waste is treated, reducing the presence of vectors and disease transmitters. / A busca de tecnologias adaptadas à realidade do homem do campo situado no semiárido é uma das vertentes da atualidade, uma vez que a inserção de novos conhecimentos contribui para melhoria e eficiência das atividades produtivas em propriedades da zona rural. Dentre as várias tecnologias existentes, a biodigestão de resíduos agrícolas vem sendo uma aplicação com vantagens importantes para propriedades rurais. Além de inserir uma contribuição ambiental, com o tratamento de resíduos, os biodigestores fornecem o biogás, que pode ser usado como fonte de combustível, e o biofertilizante, que é um adubo orgânico rico em nutrientes de reposição para o solo. Nesse contexto, o presente estudo tem por finalidade avaliar as principais contribuições ambientais e socioeconômicas de um sistema de produção de biogás em uma unidade rural localizada no município de Monteiro-PB. O biodigestor projetado e instalado na propriedade foi do tipo sertanejo, devido ao baixo custo de construção e manutenção. O mesmo foi projetado para uma capacidade energética equivalente a 7 botijões de gás de cozinha por mês, mostrando ser uma das principais contribuições socioeconômicas. A sua estrutura é constituída por um fermentador de 16 m³ e gasômetro de 5 m³. No intuito de avaliar a biomassa disponível foram realizados experimentos em bancada, buscando caracterizar e avaliar a produção de biogás, sendo verificada a redução da matéria orgânica a partir do parâmetro DQO (demanda química de oxigênio). Três tipos de amostras de biomassa foram avaliados, sendo tais amostras puras de esterco suíno e bovino, e a terceira com mistura de 50% cada, ou 1:1. Com monitoramento de 45 dias de digestão, os melhores resultados de produção de biogás foram da mistura de 1:1, com redução na DQO de 69 %. Por sua vez, a principal contribuição ambiental do biodigestor na propriedade é a utilização de uma barreira sanitária no criadouro de suínos, sendo os resíduos tratados, reduzindo a presença de vetores e transmissores de doenças.

O aproveitamento da palha do café por meio da conversão térmica apresenta-se com uma alternativa para o problema ambiental de descarte e queimadas a céu aberto, evitando a emissão dos gases poluentes na atmosfera, mais conhecidos como gases do efeito estufa (GEE), agregando valor aos resíduos. A palha do café, também conhecida como casca do café, foi utilizada in natura, e submetida à pirólise em reator de leito fixo, em escala laboratorial. Os experimentos foram realizados em sistema de bateladas, uma vez que o equipamento é totalmente fechado; a massa de palha do café utilizada foi de 54g e parâmetros como pressão de alimentação do gás de aquecimento (5,5 Kgf/cm2), taxa de aquecimento (20 °C/min), temperatura de operação do reator de pirólise (Tmáx = 708 0C) e rendimento gravimétrico tanto da fase sólida quanto da fase líquida, foram estudados definindo as melhores condições de controle do processo. Várias caracterizações utilizando as seguintes técnicas: análise imediata, análise elementar, análise térmica (TG/DTG e DSC) e GC/MS foram realizadas com a palha do café, para que fossem inferidos parâmetros de partida para a pirólise da biomassa. Os produtos sólido (cinzas), líquido (bio-óleo) e gasoso foram coletados avaliando-se os rendimentos e relacionando-os com os parâmetros previamente estabelecidos, sendo submetidos a análises com o objetivo de obter informações que possam contribuir para a sua melhor utilização. Quanto à caracterização dos produtos sólidos, os mesmos apresentaram alto poder calorífico, podendo ser utilizado como combustível. A fração liquida é composta basicamente de hidrocarbonetos oxigenados e aromáticos, caracterizando o bio-óleo como insumo para indústria química. O hidrogênio, objetivo deste trabalho, foi obtido em frações significativas e os resultados mostraram que a temperatura, bem como a taxa de aquecimento influem no rendimento do mesmo. / The use of coffee straw through the thermal conversion is presented as an alternative to the environmental problem of disposal and burning in the open, avoiding the emission of greenhouse gases in the atmosphere, better known as greenhouse gases (GHGs), and adding value to waste. The coffee straw, also known as \"shell\" coffee, was used in nature, and subjected to a fixed bed pyrolysis reactor at laboratory scale. The experiments were carried out in batch system, once the equipment is completely closed; the coffee straw weight used was about 54g and parameters such as feed pressure process (5.5 kgf/cm2), heating rate (20 0C/min), the operating temperature pyrolysis reactor (Tmax = 708 °C) and gravimetric yield of both the solid phase and liquid phase were studied by defining the best conditions for the process control. Several characterizations using the following techniques: proximate analysis, elemental analysis (CHN), thermal analysis (TG / DTG and DSC), and GC-MS analysis were performed with coffee straw, to be inferred starting parameters for the pyrolysis of biomass. The solid product (ash), liquid (bio-oil) and gases were collected by assessing incomes and linking them with the previously established parameters, being subjected to analysis in order to obtain information that can contribute to improved utilization. The solid products characterization, presented a high calorific value and can be used as fuel. The liquid fraction is composed primarily of aromatics and oxygenated hydrocarbons, characterizing the bio-oil as a feedstock for chemical industry. Hydrogen, objective of this study was obtained in significant fractions, the results showed that the temperature and the heating rate improves the hydrogen yield.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / O feijÃo-caupi, de origem africana, à uma das espÃces mais importantes no Nordeste brasileiro, principalmente no aspecto social, como geradora de empregos e garantia de subsistÃncia, utilizando mÃo-de-obra familiar e tÃcnicas de cultivo, que vÃo das rudimentares Ãs mais modernas. NÃo obstante, o feijÃo-caupi se desenvolve no semi-Ãrido brasileiro sob condiÃÃes ambientais adversas, nas quais predominam irregularidades hÃdricas, temperaturas elevadas e solos salinizados. O excesso de sais na soluÃÃo do solo pode causar estresse osmÃtico nas culturas, pela reduÃÃo do potencial hÃdrico do solo, e toxicidade iÃnica especÃfica, em funÃÃo do acÃmulo excessivo de Ãons salinos (Na+ e Cl-) no tecido vegetal. Os efeitos da salinidade sobre o metabolismo vegetal sÃo complexos e atingem processos metabÃlicos associados ao dÃficit hÃdrico, desbalanÃo nutricional e iÃnico, comportamento estomÃtico, eficiÃncia fotossintÃtica e capacidade de assimilaÃÃo e alocaÃÃo de carbono. Neste estudo, duas cultivares, (PitiÃba e PÃrola) de feijÃo-caupi foram comparadas quanto a mecanismos fisiolÃgicos ligados com a resistÃncia ao estresse salino. Sementes de feijÃo-caupi das cultivares foram utilizadas apÃs uma seleÃÃo entre 55 genÃtipos. A resistÃncia destas cultivares ao estresse salino foi averiguada durante a germinaÃÃo e o desenvolvimento inicial em condiÃÃes controladas (27Â2C, fotoperÃodo de 12 h, 240 mol.m-2 s-1) e de casa de vegetaÃÃo, nas quais as plantas foram submetidas a tratamentos com concentraÃÃes crescentes de NaCl (0, 25, 50, 75 e 100 mM). Em casa de vegetaÃÃo, as irrigaÃÃes foram baseadas em curva de absorÃÃo e retenÃÃo de Ãgua pelo substrato, mantendo-se a umidade equivalente à capacidade de campo (70%). Nos experimentos de germinaÃÃo, os efeitos dos tratamentos salinos foram verificados sobre a massa fresca, massa seca, porcentagem de umidade, conteÃdo de Na+ e K+, porcentagem de germinaÃÃo (%G) e Ãndice de velocidade de germinaÃÃo (IVG). Durante o desenvolvimento inicial, massa fresca, massa seca, porcentagem de umidade, CRA e particionamento de Na+ e K+ foram determinados na planta completa, ao passo que a atividade de enzimas antioxidativas (SOD, CAT, APX e POX), %VE e TBARS foi determinada em folhas. As cultivares PÃrola e PitiÃba apresentaram respostas diferenciais à salinidade causada pelo NaCl, especialmente durante a germinaÃÃo. Apesar de apresentar maior conteÃdo de reservas, a cultivar PÃrola se mostrou mais sensÃvel aos tratamentos salinos, possivelmente pela maior permeabilidade do tegumento, que permitiu rÃpida embebiÃÃo e maior acÃmulo de Na+. Assim, os tecidos desta cultivar estariam mais propensos a sofrer danos de membrana e distÃrbios metabÃlicos que os da cultivar PitiÃba. O conteÃdo de Na+ em folhas da cultivar PÃrola foi maior quando comparado com a cultivar PitiÃba. O estresse salino afetou severamente o crescimento de feijÃo-caupi durante o estÃdio de estabelecimento das plÃntulas. Esta restriÃÃo de crescimento ocorreu associada ao acÃmulo excessivo de Na+ e Cl- nos diferentes ÃrgÃos, sem alteraÃÃes significativas do conteÃdo de K+. Plantas de feijÃo-caupi apresentam carÃter excluidor de Na+ da parte aÃrea, acumulando este Ãon preferencialmente nas raÃzes. A cultivar PitiÃba acumulou mais Cl- nas folhas e apresentou melhor performance de crescimento, indicando que o conteÃdo de Cl- acumulado nas folhas nÃo atingiu concentraÃÃes tÃxicas, e que a toxicidade iÃnica na espÃcie està associada principalmente ao Na+. O efeito do NaCl no crescimento pode ser observado atravÃs da TCR das duas cultivares. As cultivares apresentaram reduÃÃo da taxa de crescimento em torno de 70%, quando tratadas com NaCl 100 mM. Apesar do %VE ter sido aumentado devido ao tratamento salino em folhas, o conteÃdo de TBARS sofreu aumento discreto. AlÃm disso, as atividades de SOD, APX e POX foram aumentadas em ambas as cultivares, enquanto a atividade de CAT foi reduzida, indicando um possÃvel efeito protetor dos tecidos foliares contra danos oxidativos. Assim, à provÃvel que os danos fisiolÃgicos causados por NaCl nÃo foram, na sua maioria, causados por estresse oxidativo. Inversamente, o conteÃdo de TBARS, juntamente com as atividades de SOD, CAT, APX e POX, podem nÃo ser bons indicadores fisiolÃgicos para explicar a intensidade dos danos oxidativos causados por NaCl em folhas de plantas de feijÃo-caupi. Contudo, a habilidade de folhas de feijÃo-caupi em resistir ao estresse oxidativo causado por salinidade, podem envolver diferentes vias de remoÃÃo de EROs. / The cultivation of cowpea is fundamental in the Northeast of Brazil due to its social features in employment and subsistence. In this region, cowpea develops under adverse environmental conditions, including irregular precipitation, high temperatures and salinizated soils. The excessive soil salinity could lower the soil water potential, causing osmotic stress in plants, as well as salt stress could induce ionic toxicity due to the accumulation of saline ions (Na+ and Cl-) in the plant tissues. The effects of salinity in the plant metabolism are complex and include processes associated to water deficit, nutritional imbalance, photosynthetic efficiency and carbon assimilation and allocation. In this work, two cowpea cultivars were confronted in relation to physiological mechanisms associated to salt stress. Cowpea seeds of the PÃrola and PitiÃba cultivars were selected to this work after a preliminary screening among 55 genotypes. The resistance of these cultivars against NaCl-salinity were assessed during the germination and the initial growth under controlled (27Â2C, photoperiod of 12 h, 240 mol.m-2 s-1) and greenhouse conditions, subjecting plants to increasing external concentrations of NaCl (0, 25, 50, 75 and 100 mM). At greenhouse conditions, watering were performed according to the substrate field capacity (70%). In the germination assays, the effects of the salt treatments were assessed in fresh weight, dry weight, Na+ , Cl- and K+ content, germination percentage (%G) and germination velocity index (GVI). During the initial growth, fresh weight, dry weight, relative water content and Na+, Cl- and K+ partitioning were determined in the whole plants, while electrolyte leakage, TBARS and the activity of antioxidative enzymes (SOD, CAT, APX e POX) were measured only in the leaves. The tested cultivars presented differential responses to NaCl-salinity, especially during seed germination. Although the PÃrola seeds contained more food reserves, they appeared more sensible to the salt treatments, probably due to tegument permeability, which allowed fast imbibition and higher Na+ accumulation. Then, the tissues of PÃrola seeds could be more exposed to membrane damages and metabolic disturbances caused by NaCl than that of the PitiÃba cultivar. Additionally, the salt treatments also affected severely the growth of both cultivars during the seedling establishment. This growth restriction was related to saline ion accumulation in the different organs of cowpea seedlings, without considerable changes in the K+ content. Cowpea seedlings excluded Na+ from the shoot and accumulated this ion preferentially in the roots. The PitiÃba seedlings accumulated more Cl- in the shoot than that of the PÃrola cultivar and presented better growth performance, indicating that the accumulated Cl- probably did not reach toxic concentrations. Then, ionic toxicity in this species could be related more to Na+ than to Cl- accumulation. Although the salt treatment induced a considerable increase of the electrolyte leakage in cowpea leaves, it provoked only a slight augment of TBARS in these organs. In addition, the activity of SOD, APX and POX was increased in salt-treated plants of both cultivars, while the CAT activity was reduced, indicating a possible protective effect against oxidative damages in leaf tissue. In this way, it seems that the physiological disturbances caused by NaCl stress were not attributable to a secondary oxidative stress. Conversely, the TBARS content jointly with the activity of SOD, CAT, APX and POX could not be recommendable parameters to assess the oxidative damages caused by NaCl in cowpea leaves. Finally, the ability of cowpea leave to overcome salt-induced oxidative stress could involve different pathways of ROS scavenge.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / O aumento da produÃÃo de biodiesel tem causado um aumento repentino na produÃÃo de glicerol residual, criando um excesso desse produto no mercado. O glicerol pode ser utilizado como fonte de carbono em processos biotecnolÃgicos, incluindo a produÃÃo de carotenoides. Os carotenoides microbianos tÃm sido estudados e seu potencial reconhecido ao longo dos anos. O gÃnero Rhodotorula à conhecido por sua capacidade de biossintetizar carotenoides, tais como β-caroteno, toruleno e torularrodina, em diferentes proporÃÃes. Este gÃnero tem sido estudado devido a seu potencial para produÃÃo industrial de carotenoides, uma vez que oferecem vantagens sobre os outros gÃneros em termos de taxa de crescimento elevada e uso de substratos de baixo custo. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho foi demonstrar a aplicabilidade do glicerol bruto como fonte de carbono na produÃÃo de pigmentos carotenoides por linhagens do gÃnero Rhodotorula atravÃs de fermentaÃÃo submersa. O meio de cultura utilizado nos processos fermentativos apresentou a seguinte composiÃÃo em (g.L-1): glicerol: 20,0; extrato de levedura: 1,0; K2HPO4: 1,0; (NH4)2SO4: 5,0 e MgSO4.7H2O: 0,5. Para tanto foram preparados 100 mL de meio, inoculados com 0,1 g.L-1 massa seca, e incubado a 30ÂC, 150 rpm por 24 h em agitador orbital. Posteriormente o meio fermentado foi transferido para um frasco de 2L contendo 400 mL de meio e incubado por 48 horas. O meio de cultura contendo 500 mL foi utilizado para inocular o fermentador, onde o crescimento prosseguiu por 240 horas a uma taxa de aeraÃÃo de 1,0 vvm-1. As amostras foram retiradas em intervalos regulares de 24 horas para determinaÃÃo de biomassa, glicerol, produtividade, cromaticidade a* e carotenoides. ApÃs os testes preliminares da investigaÃÃo, selecionaram-se trÃs linhagens do gÃnero Rhodotorula (R. lactosa CCT 2057, R. glutinis URM 5724 e R. aurantiaca URM 5726) capazes de produzir biomassa e sintetizar carotenoides atravÃs do glicerol P.A como fonte de carbono. Ensaios de aumento volumÃtrico do meio de fermentaÃÃo realizados com Rhodotorula mucilaginosa CMIAT 164 e Rhodotorula aurantiaca URM 5726 compararam o desempenho de glicerol bruto e P.A na produÃÃo de biomassa. Os testes em Erlenmeyers de 2 L revelaram o melhor desempenho de glicerol bruto na produÃÃo de biomassa rica em carotenoides, registrando-se 6,2  0,1 g.L-1 nos cultivos com Rhodotorula mucilaginosa CMIAT 164 e produtividade em biomassa de 0,069  0,007 g.L-1.h-1 utilizando glicerol bruto como fonte de carbono. No teste de inÃculo realizado em biorreator, selecionaram-se os tempos de 48 horas de fermentaÃÃo (fase exponencial) e 120 horas (fase estacionÃria) para as duas cepas. Nas fermentaÃÃes realizadas em biorreatores de 3 L com Rhodotorula mucilaginosa CMIAT 164 empregando o glicerol bruto como fonte carbono, observou-se que a inoculaÃÃo da suspensÃo proveniente de um cultivo de 48 h de propagaÃÃo influenciou maiores valores de produÃÃo de biomassa (6,35  0,3 g.L-1) e produtividade (0,080  0,004 g.L-1h-1). Os testes em biorreatores tambÃm revelaram que a temperatura de incubaÃÃo de 30 ÂC e controle do pH em 6 foram as melhores condiÃÃes para a sÃntese de biomassa e carotenoides. Os cultivos mantidos a 30 ÂC registraram 6,5  0,3 g.L-1 de biomassa e 0,546  0,02 mg.g-1 de carotenoides. As fermentaÃÃes mantidas em pH 6 apresentaram os maiores valores de produÃÃo de carotenoides (0,576  0,02 mg.g-1). O aumento da concentraÃÃo do inÃculo e as estratÃgias de alimentaÃÃo do biorreator, nas condiÃÃes avaliadas, nÃo impactaram consideravelmente no aumento da produÃÃo de biomassa e carotenoides por R. mucilaginosa CMIAT 164. / The increased production of biodiesel has caused a sudden increase in the production of glycerol, creating an excess of this product on the market. Glycerol can be used as biotechnological processes carbon source, including the carotenoids production. The microbial carotenoids have been studied and its potential recognised over the years. The genus Rhodotorula is renowned for its ability to biossintetizar carotenoids, such as β-carotene, toruleno and torularhodin, in different proportions. This genus has been studied due to their potential for industrial production of carotenoids, once that offer advantages over other genres in terms of high growth rate and use of low cost substrates. In this context, the main objective of this work was to demonstrate the applicability of crude glycerol as a carbon source on production of carotenoids pigments for the genus Rhodotorula by submerged fermentation. The culture medium used in fermentation processes performed as follows in (g. L-1): glycerol: 20.0; yeast extract: 1.0; K2HPO4:1.0; (NH4) 2SO4:5.0 and 4.7 MgSO.H2O: 0.5. For both were prepared 100 mL of medium, inoculated with 0.1 g L-1 dry mass, and incubated at 30 C, 150 rpm for 24 hours in orbital shaker. Subsequently the fermented medium was transferred to a 2 L bottle containing 400 mL and incubated for 48 hours. The culture medium containing 500 mL was used to inoculate the fermentor, where growth continued for 240 hours under aeration rate of 1.0 vvm-1. The samples were taken at regular intervals of 24 hours for determination of biomass, glycerol, productivity, the chromaticity a* and carotenoids. After the preliminary tests of research, selected three strains of Rhodotorula genus (R. lactosa CCT 2057, R. glutinis URM 5724 e R. aurantiaca URM 5726) capable of producing biomass and synthesize carotenoids via glycerol. Testing of volumetric expansion of the fermentation medium with Rhodotorula mucilaginous CMIAT 164 and Rhodotorula aurantiaca 5726 URM compared the performance of raw glycerol and biomass production. In tests of 2 L Erlenmeyer flasks revealed the best performance of crude glycerol in the production of biomass rich in carotenoids, registering 6.2  0.19 g.L-1 in Rhodotorula mucilaginous CMIAT 164 crops and biomass productivity of 0.069  0.007 g.L-1.h-1 using crude glycerol as a carbon source. Inoculum test held in bioreactor, selected the times of 48 hours of fermentation (exponential phase) and 120 hours (stationary phase) for the two strains. In the fermentations conducted in 3 L bioreactors with Rhodotorula mucilaginous CMIAT 164 employing crude glycerol as carbon source, it was observed that the inoculation of the suspension from a 48 h culture propagation influenced higher biomass production values (6.35  0.3 g L-1) and productivity (0.080  0.004 g.L-1.h-1). The tests also revealed that the bioreactors in incubation temperature of 30 ÂC and pH control in 6 were the best conditions for the synthesis of biomass and carotenoids. The cultures kept at 30 ÂC registered biomass 6.5  0.3 g.L-1 and 0.546  0.02 mg.g-1 of carotenoids. Fermantations kept at pH 6 showed higher carotenoids production values (0.576  0.02 mg.g-1). Increase in the concentration of the inoculum and the feeding strategies of bioreactor, under the conditions evaluated no impact considerably on increasing the production of biomass and carotenoid by R. mucilaginosa CMIAT 164.