Neste estudo a dinâmica de quebra de galhos de acácia negra foi investigada com análise de séries temporais e modelagem ecológica, em conjunto de dados obtidos durante oito anos, visando compreender como se dá o comportamento de Oncideres impluviata (Colepotera, Cerambycidae) em diferentes áreas de plantios florestais, em fazendas localizadas em diferentes municípios do Rio Grande do Sul. A diversidade de cerambicídeos também foi analisada em duas fazendas localizadas no município de maior abundancia de O. impluviata. Os resultados sugerem que a maior abundância de galhos quebrados se dá em Cristal e Encruzilhada do Sul. O município de Piratini exibiu menor densidade de galhos quebrados, entretanto, a projeção dos valores médios de galhos seguiu um padrão aparentemente exponencial para Cristal e Encruzilhada do Sul e sigmóide para Piratini. As funções de autocorrelação e autocorrelação parcial não evidenciaram claras tendências de ciclos nas séries para os três municípios, mas as tendências de ocorrência de picos similares aos surtos diferiram nos três municípios quando a análise espectral foi aplicada. A dinâmica analisada pela equação de Ricker indicou a ocorrência de equilíbrio estável, ciclo limite e comportamento caótico nos três municípios, porém, com menor prevalência de caos em Piratini. A migração espacial mostrou maior poder de estabilização populacional em Cristal e Encruzilhada do Sul em razão das maiores taxas de crescimento presentes nestes municípios. Quinze espécies de cerambicídeos foram encontradas em duas fazendas pertencentes ao município de Encruzilhada do Sul e Oncideres impluviata, Nesozineus alphoides e Ygapema delicata foram as espécies de cerambicídeos mais abundante nas áreas analisadas. As curvas de rarefação atingiram assíntotas de forma satisfatória, comprovando a suficiência do esforço amostral. / In this study, the dynamics of black wattle broken branches was investigated with time series analysis and ecological modeling in dataset obtained during eight years, in order to understand how O. impluviata (Coleoptera, Cerambycidae) behaves in different forests placed in farms of different municipalities of the Rio Grande do Sul, Brazil. The diversity of cerambycids wal also analysed in two farms placed in the municipality with the highest abundance of O. impluviata. The results suggest that higher abundance of broken branches occurs in Cristal and Encruzilhada do Sul. Piratini exhibited the lowest density of broken branches, however, the projection of mean values of branches followed an apparently exponential pattern in Cristal and Encruzilhada do Sul and sigmoid in Piratini. The autocorrelation and partial autocorrelation functions did not show clear trends of cycles in the series of the three municipalities, but the peak occurrence trends similar to the outbreaks differed in the three municipalities when the spectral analysis was applied. The dynamics analysed with the Ricker equation indicated stable equilibrium, limit cycle and chaos in the three municipalities, but, with lower prevalence in Piratini. The spatial migration showed higher power to stabilize population in Cristal and Encruzilhada do Sul in response to high growth rates in these municipalities. Fifteen species of cerambycids were found in the two farms in Encruzilhada do Sul and O. impluviata, Nesozineus alphoides and Ygapema delicate were the most abundant species in the areas. The rarefaction curves showed satisfactory asymptotes, confirming the adequacy of the sampling effort.

O objetivo deste estudo foi avaliar a dinâmica do crescimento em consórcios de Eucalyptus globulus e Acacia mearnsii e suas interações. O experimento foi instalado no ano de 2005, em duas fazendas localizadas no município de Piratini - RS, onde foram plantadas as espécies Eucalyptus globulus (E) e Acacia mearnsii (A), em monocultivo (100%E e 100%A) e consorciadas em linhas simples (50%E:50%A - LS) e em linhas duplas (50%E:50%A - LD). Para avaliarmos os efeitos dos consórcios no crescimento das espécies, os tratamentos foram analisados nos anos de 2006, 2007, 2008, 2010 e 2013; no ano de 2014 foi realizada a cubagem pelo método de Smalian e a determinação da biomassa de folhas, galhos, lenho e total e do índice de área foliar (IAF) pelo método destrutivo. A classificação da capacidade produtiva das espécies foi realizada pelo método da curva-guia em função da altura dominante (Hd) e idade. Foram testados três diferentes modelos de crescimento, seis modelos de equações hipsométricas e o modelo de Clutter para a estimação e predição da produtividade por unidade de área. Além disso, foi realizada a modelagem da distribuição diamétrica a partir da estimação dos parâmetros da função densidade de probabilidade (f.d.p.) Weibull de dois parâmetros e testado o emprego das redes neurais artificiais (RNA) para a estimação da altura. A acácia-negra teve seu crescimento em altura beneficiado pelo consórcio, já para o eucalipto não foi possível observar vantagens no crescimento em altura. O DAP para ambas espécies foi influenciado pelos consórcios, positivamente para a acácia-negra e negativamente para o eucalipto, diferenças que são explicadas pelas variações dos espaçamentos proporcionadas ao se manter o espaçamento convencional de plantio das espécies nos tratamentos consorciados. O volume individual teve alta correlação com o DAP (0,92). A produtividade da acácia-negra nos consórcios foi superior a 50% a da monocultura, o que não ocorreu para o eucalipto. As produtividades totais dos consórcios foram iguais estatisticamente as das monoculturas. Os sistemas consorciados foram eficazes em diminuir a mortalidade da acácia-negra. Quando analisada a compartimentalização da biomassa individual acima do solo e o IAF, não foram encontradas diferenças significativas entre os modelos de consórcio e as monoculturas. A classificação da capacidade produtiva das espécies pelo método da curva-guia mostrou-se eficiente, sendo capaz de classificar os tratamentos em diferentes sítios de produção, demonstrando a relação das variáveis do povoamento com a capacidade produtiva dos locais. O único modelo, de crescimento e de relação hipsométrica, que foi capaz de estimar as variáveis com precisão foi o de Chapman-Richards e o H∼∫ (DAP, Hd, AS, Idade), respectivamente. O modelo de Clutter foi indicado tanto para os modelos de consórcio quanto para os monocultivos. A f.d.p. Weibull de dois parâmetros captou de forma precisa a distribuição dos diâmetros e o sistema de equações proposto para a recuperação dessa distribuição pode ser empregado nas diferentes situações de manejo testadas. As RNA possuem potencial de uso para a estimação da altura em monocultivos de eucalipto e acácia-negra, bem como nos consórcios entre essas espécies, gerando estimativas precisas e com pequena tendenciosidade. / The objective of this study was to evaluate the growth dynamics in a mixed-species plantations of Eucalyptus globulus and Acacia mearnsii and their interactions. The experiment was installed in 2005, on two farms in municipality of Piratini - RS, where was planted the species Eucalyptus globulus (E) and Acacia mearnsii (A), in monoculture and mixed in simple lines (50%E:50%A - LS) and double lines (50%E:50%A - LD). To evaluate the effects of mixed-plantings in the growth of the species, the treatments was analysed in 2006, 2007, 2008, 2010 and 2013; in 2014 was realized the volume evaluation by the Smalian method and the determining of the biomass of leaves, twigs, wood and total and the leaf area index (LAI) by the destructive method. The site index of each species was realized by the guide-curve method in function of the dominant height (Hd) and ages. Three different growth models, six different height-diameter models and the Clutter model to estimate and predict the productivity per unit area, were tested. Moreover, modeling the diametric distribution as of the estimation of the parameters of the probability density function two parameters Weibull and the use of the artificial neural network (ANN) for the height estimate was tested. The black wattle had their height growth benefited for the mixed-plantations, for eucalyptus was not observed advantages in height growth. The DBH was influenced by the mixed-plantings for both species, positively to the black wattle and negatively for eucalyptus, differences that are explained by variations in spacing provided to keep the conventional spacing of planting the species in the intercropping treatments. The individual volume had high correlation with DBH (0,92). The productivity of black wattle in the mixed-plantings was higher than 50% of monoculture, which did not occur for eucalyptus. The total productivity of mixed-plantings were statistically equal the monocultures. Mixed-plantings were effective in reducing mortality of black wattle. When analyzing the compartmentalization of the individual aboveground biomass and the IAF, there were no significant differences between the mixedplantings models and monocultures. The site index classification of the species using the guide-curve method was effective, being able to classify out the treatments at different production indexes, showing the relation between the stand variables and productive capacity of local. The only model of growth and height-diameter ratio, which was able to estimate the variables with accuracy was the Chapman-Richards and H∼∫(DBH, Hd, AS, Age), respectively. The Clutter model was indicated both for the models of mixed-plantings as for the monocultures. The probability density function two parameters Weibull represented accurately the distribution of diameters and the system of equations proposed for the recovery of this distribution can be used in different management situations tested. The ANN have potential use for the estimation of height in eucalyptus and black wattle monocultures and in mixed-plantations with these species, with accurate and little bias estimates.

The black wattle (Acacia mearnsii De Wild.), it is constituted on second main forest essence planted in Rio Grande do Sul, just losing for the Eucalyptus. The culture of that species is of fundamental importance for the tannin industries, foils and cellulose in the state, front to the good results economical coming of the exploration of the same, because the peel is sold for the extraction of tannins and the wood is marketed for conversion in cellulose, foils and energy. The black wattle has been considered as one of the main planting alternatives in the agricultural area of the state. In the present work, it was studied the productivity of the Acacia mearnsii De Wild. (black wattle) in function of different spacings, with initial base of one thousand hundred sixty trees, distributed in five treatments and three repetitions, originated of research developed jointly among the Empresa SETA (Sociedade Extrativa de Tanino de Acácia Ltda.) and the Centro de Pesquisas Florestais (Cepef) of Universidade Federal de Santa Maria (Santa Maria-RS), in the district of Capão Comprido belonging to the municipal district of Butiá-RS, in area of the company. The company uses a spacing of 3,0 m x 1,33 m in their plantings, for accomplishing them with machine, however the results obtained in the test d.m.s. they point that for the united analysis of the treatments analyzed in the period from 2002 to 2004, the volumetric average of the treatment 5 differs statisticaly of all the other ones; the treatments 1, 4 and 3 don't differ statisticaly amongst themselves and the treatment 2 differs statisticaly of all the other ones at the level of significance of 5%, being concluded the treatment 5 as soon as (3,0 m x 2,50 m) it is the most suitable for the planting of the black wattle (Acacia mearnsii De Wild.), tends in view the largest volumetric average. In the aspect regarding the analyzed period, the results obtained in the test d.m.s. they appear that so much for the analysis individual as united of the treatments, the three years-old volumetric averages differ statisticaly amongst themselves at the level of significance of 5%, and the year of 2004 in all of the treatments presented the largest volumetric average / A acácia negra (Acacia mearnsii De Wild.), constitui-se na segunda principal essência florestal plantada no Rio Grande do Sul, perdendo apenas para o Eucalipto. A cultura dessa espécie é de fundamental importância para as indústrias de tanino, chapas e celulose no Estado, frente aos bons resultados econômicos advindos da exploração da mesma, pois a casca é vendida para a extração de taninos e a madeira é comercializada para conversão em celulose, chapas e energia. A acácia negra tem sido considerada como uma das principais alternativas de plantio na área agrícola do Estado. No presente trabalho, foi estudada a produtividade da Acacia mearnsii De Wild. (acácia negra) em função de diferentes espaçamentos, com base inicial de hum mil cento e sessenta árvores, distribuídas em cinco tratamentos e três repetições, originadas de pesquisa desenvolvida conjuntamente entre a Empresa SETA (Sociedade Extrativa de Tanino de Acácia Ltda.) e o Centro de Pesquisas Florestais (Cepef) da Universidade Federal de Santa Maria (Santa Maria RS), no distrito de Capão Comprido pertencente ao município de Butiá-RS, em área da Empresa. A empresa utiliza um espaçamento de 3,0 m x 1,33 m em seus plantios, por realizá-los com máquina, no entanto os resultados obtidos no teste d.m.s. apontam que pela análise conjunta dos tratamentos analisados no período de 2002 a 2004, a média volumétrica do tratamento 5 difere estatisticamente de todos os outros; os tratamentos 1, 4 e 3 não diferem estatisticamente entre si e o tratamento 2 difere estatisticamente de todos os outros ao nível de significância de 5%, concluindo-se assim que o tratamento 5 (3,0 m x 2,50 m) é o mais indicado para o plantio da acácia negra (Acacia mearnsii De Wild.), tendo em vista a maior média volumétrica. No aspecto referente ao período analisado, os resultados obtidos no teste d.m.s. apontam que tanto pela análise individual quanto conjunta dos tratamentos, as médias volumétricas dos três anos diferem estatisticamente entre si ao nível de significância de 5%, sendo que o ano de 2004 em todos os tratamentos apresentou a maior média volumétrica

Neste estudo a dinâmica de quebra de galhos de acácia negra foi investigada com análise de séries temporais e modelagem ecológica, em conjunto de dados obtidos durante oito anos, visando compreender como se dá o comportamento de Oncideres impluviata (Colepotera, Cerambycidae) em diferentes áreas de plantios florestais, em fazendas localizadas em diferentes municípios do Rio Grande do Sul. A diversidade de cerambicídeos também foi analisada em duas fazendas localizadas no município de maior abundancia de O. impluviata. Os resultados sugerem que a maior abundância de galhos quebrados se dá em Cristal e Encruzilhada do Sul. O município de Piratini exibiu menor densidade de galhos quebrados, entretanto, a projeção dos valores médios de galhos seguiu um padrão aparentemente exponencial para Cristal e Encruzilhada do Sul e sigmóide para Piratini. As funções de autocorrelação e autocorrelação parcial não evidenciaram claras tendências de ciclos nas séries para os três municípios, mas as tendências de ocorrência de picos similares aos surtos diferiram nos três municípios quando a análise espectral foi aplicada. A dinâmica analisada pela equação de Ricker indicou a ocorrência de equilíbrio estável, ciclo limite e comportamento caótico nos três municípios, porém, com menor prevalência de caos em Piratini. A migração espacial mostrou maior poder de estabilização populacional em Cristal e Encruzilhada do Sul em razão das maiores taxas de crescimento presentes nestes municípios. Quinze espécies de cerambicídeos foram encontradas em duas fazendas pertencentes ao município de Encruzilhada do Sul e Oncideres impluviata, Nesozineus alphoides e Ygapema delicata foram as espécies de cerambicídeos mais abundante nas áreas analisadas. As curvas de rarefação atingiram assíntotas de forma satisfatória, comprovando a suficiência do esforço amostral. / In this study, the dynamics of black wattle broken branches was investigated with time series analysis and ecological modeling in dataset obtained during eight years, in order to understand how O. impluviata (Coleoptera, Cerambycidae) behaves in different forests placed in farms of different municipalities of the Rio Grande do Sul, Brazil. The diversity of cerambycids wal also analysed in two farms placed in the municipality with the highest abundance of O. impluviata. The results suggest that higher abundance of broken branches occurs in Cristal and Encruzilhada do Sul. Piratini exhibited the lowest density of broken branches, however, the projection of mean values of branches followed an apparently exponential pattern in Cristal and Encruzilhada do Sul and sigmoid in Piratini. The autocorrelation and partial autocorrelation functions did not show clear trends of cycles in the series of the three municipalities, but the peak occurrence trends similar to the outbreaks differed in the three municipalities when the spectral analysis was applied. The dynamics analysed with the Ricker equation indicated stable equilibrium, limit cycle and chaos in the three municipalities, but, with lower prevalence in Piratini. The spatial migration showed higher power to stabilize population in Cristal and Encruzilhada do Sul in response to high growth rates in these municipalities. Fifteen species of cerambycids were found in the two farms in Encruzilhada do Sul and O. impluviata, Nesozineus alphoides and Ygapema delicate were the most abundant species in the areas. The rarefaction curves showed satisfactory asymptotes, confirming the adequacy of the sampling effort.

O objetivo deste estudo foi avaliar a dinâmica do crescimento em consórcios de Eucalyptus globulus e Acacia mearnsii e suas interações. O experimento foi instalado no ano de 2005, em duas fazendas localizadas no município de Piratini - RS, onde foram plantadas as espécies Eucalyptus globulus (E) e Acacia mearnsii (A), em monocultivo (100%E e 100%A) e consorciadas em linhas simples (50%E:50%A - LS) e em linhas duplas (50%E:50%A - LD). Para avaliarmos os efeitos dos consórcios no crescimento das espécies, os tratamentos foram analisados nos anos de 2006, 2007, 2008, 2010 e 2013; no ano de 2014 foi realizada a cubagem pelo método de Smalian e a determinação da biomassa de folhas, galhos, lenho e total e do índice de área foliar (IAF) pelo método destrutivo. A classificação da capacidade produtiva das espécies foi realizada pelo método da curva-guia em função da altura dominante (Hd) e idade. Foram testados três diferentes modelos de crescimento, seis modelos de equações hipsométricas e o modelo de Clutter para a estimação e predição da produtividade por unidade de área. Além disso, foi realizada a modelagem da distribuição diamétrica a partir da estimação dos parâmetros da função densidade de probabilidade (f.d.p.) Weibull de dois parâmetros e testado o emprego das redes neurais artificiais (RNA) para a estimação da altura. A acácia-negra teve seu crescimento em altura beneficiado pelo consórcio, já para o eucalipto não foi possível observar vantagens no crescimento em altura. O DAP para ambas espécies foi influenciado pelos consórcios, positivamente para a acácia-negra e negativamente para o eucalipto, diferenças que são explicadas pelas variações dos espaçamentos proporcionadas ao se manter o espaçamento convencional de plantio das espécies nos tratamentos consorciados. O volume individual teve alta correlação com o DAP (0,92). A produtividade da acácia-negra nos consórcios foi superior a 50% a da monocultura, o que não ocorreu para o eucalipto. As produtividades totais dos consórcios foram iguais estatisticamente as das monoculturas. Os sistemas consorciados foram eficazes em diminuir a mortalidade da acácia-negra. Quando analisada a compartimentalização da biomassa individual acima do solo e o IAF, não foram encontradas diferenças significativas entre os modelos de consórcio e as monoculturas. A classificação da capacidade produtiva das espécies pelo método da curva-guia mostrou-se eficiente, sendo capaz de classificar os tratamentos em diferentes sítios de produção, demonstrando a relação das variáveis do povoamento com a capacidade produtiva dos locais. O único modelo, de crescimento e de relação hipsométrica, que foi capaz de estimar as variáveis com precisão foi o de Chapman-Richards e o H∼∫ (DAP, Hd, AS, Idade), respectivamente. O modelo de Clutter foi indicado tanto para os modelos de consórcio quanto para os monocultivos. A f.d.p. Weibull de dois parâmetros captou de forma precisa a distribuição dos diâmetros e o sistema de equações proposto para a recuperação dessa distribuição pode ser empregado nas diferentes situações de manejo testadas. As RNA possuem potencial de uso para a estimação da altura em monocultivos de eucalipto e acácia-negra, bem como nos consórcios entre essas espécies, gerando estimativas precisas e com pequena tendenciosidade. / The objective of this study was to evaluate the growth dynamics in a mixed-species plantations of Eucalyptus globulus and Acacia mearnsii and their interactions. The experiment was installed in 2005, on two farms in municipality of Piratini - RS, where was planted the species Eucalyptus globulus (E) and Acacia mearnsii (A), in monoculture and mixed in simple lines (50%E:50%A - LS) and double lines (50%E:50%A - LD). To evaluate the effects of mixed-plantings in the growth of the species, the treatments was analysed in 2006, 2007, 2008, 2010 and 2013; in 2014 was realized the volume evaluation by the Smalian method and the determining of the biomass of leaves, twigs, wood and total and the leaf area index (LAI) by the destructive method. The site index of each species was realized by the guide-curve method in function of the dominant height (Hd) and ages. Three different growth models, six different height-diameter models and the Clutter model to estimate and predict the productivity per unit area, were tested. Moreover, modeling the diametric distribution as of the estimation of the parameters of the probability density function two parameters Weibull and the use of the artificial neural network (ANN) for the height estimate was tested. The black wattle had their height growth benefited for the mixed-plantations, for eucalyptus was not observed advantages in height growth. The DBH was influenced by the mixed-plantings for both species, positively to the black wattle and negatively for eucalyptus, differences that are explained by variations in spacing provided to keep the conventional spacing of planting the species in the intercropping treatments. The individual volume had high correlation with DBH (0,92). The productivity of black wattle in the mixed-plantings was higher than 50% of monoculture, which did not occur for eucalyptus. The total productivity of mixed-plantings were statistically equal the monocultures. Mixed-plantings were effective in reducing mortality of black wattle. When analyzing the compartmentalization of the individual aboveground biomass and the IAF, there were no significant differences between the mixedplantings models and monocultures. The site index classification of the species using the guide-curve method was effective, being able to classify out the treatments at different production indexes, showing the relation between the stand variables and productive capacity of local. The only model of growth and height-diameter ratio, which was able to estimate the variables with accuracy was the Chapman-Richards and H∼∫(DBH, Hd, AS, Age), respectively. The Clutter model was indicated both for the models of mixed-plantings as for the monocultures. The probability density function two parameters Weibull represented accurately the distribution of diameters and the system of equations proposed for the recovery of this distribution can be used in different management situations tested. The ANN have potential use for the estimation of height in eucalyptus and black wattle monocultures and in mixed-plantations with these species, with accurate and little bias estimates.

Philosophiae Doctor - PhD / Mountainous areas are important water sources in many landscapes. An understanding of how mountainous catchments function is important particularly in semi-arid areas, where water shortages are prevalent. In addition to climate and physiographic factors, the hydrological responses of mountainous catchments can be influenced by land uses and land cover types. Although the general effects of land use and land cover types on hydrological processes are known, prediction of the specific effects in a given catchment is still problematic. This study characterized flowpaths, and hydrological responses to different land cover types in a semi-arid, mountainous Kromme River catchment (Eastern Cape province of South Africa), located in the Cape Fold Mountains of the Table Mountain Group (TMG) geological region.

A preservação ambiental e o uso de combustíveis fósseis para geração de energia têm estimulado a realização de pesquisas na busca de alternativas para a redução das emissões de gases poluentes como CO2, CO, SO2 e NOx. O uso da biomassa em sistemas de co-combustão em leito fluidizado é mencionado como uma destas alternativas. O presente trabalho utilizou biomassa residual da indústria de extração de tanino, o Resíduo de Cascas de Acácia Negra (RCAN), em conjunto com carvão mineral da Mina de Candiota – RS com o objetivo de estudar a fluidodinâmica entre diferentes composições destes materiais em sistema de leito fluidizado com areia em escala de laboratório e em uma unidade piloto. Também foi realizada a avaliação dos parâmetros operacionais e das emissões dos gases gerados na co-combustão das misturas em planta piloto com reator de leito fluidizado borbulhante. Durante a fluidização no sistema de escala laboratorial, os valores da velocidade mínima de fluidização, Umf, variaram consideravelmente com o aumento da concentração de RCAN no leito em relação à fluidização utilizando-se somente o carvão mineral Da mesma forma, a queda de pressão, ΔP, diminuiu com o aumento da concentração da biomassa no leito. Nas operações de co-combustão em planta piloto, as misturas de carvão mineral e RCAN necessitaram de menores porcentagens de excesso de ar (99,7% a 65,2%) no reator em comparação à queima apenas de carvão mineral (108,4% a 107,5%) para que se atingisse a temperatura de operação do leito. Em particular, a condição de maior quantidade de biomassa na alimentação pode se observar a menor porcentagem de excesso de ar (50,8%). Ainda, a co-combustão do RCAN com carvão mineral favoreceu a diminuição das concentrações de SO2 nos gases gerados em mais de 90%, mantendo as emissões em níveis aceitáveis conforme os limites de emissão estabelecidos pela resolução CONAMA Nº 436, de 22/12/2011 e Resolução SEMA Nº 016 de 2014. / The environmental issues brought by the use of fossil fuels for power generation have led to the development of research in the exploration for alternatives to reduce emissions of greenhouse gases or pollutants such as CO2, CO, SO2, and NOx. The biomass use in cofiring systems with fluidized bed has been mentioned as one of these alternatives. The present work used biomass waste from tannin extraction industry, Black Wattle Bark Waste (BWBW), jointly with coal for the purpose of studying the fluid dynamics biomass mixtures with coal and sand in different proportions of the materials in laboratory scale fluidized bed system. Also, operational parameters and emissions generated in a cofiring pilot plant with bubbling fluidized bed reactor were evaluated. The fluidization tests performed on a bench scale showed that the values of the minimum fluidization velocity, Umf, varied considerably with increasing concentration of BWBW compared with the fluidization of coal. Likewise, the pressure drop through the bed, ΔP, decreased with increasing concentration of biomass in the bed. In the cofiring operations, coal and mixtures BWBW required smaller percentages of excess air in the reactor (99,7% a 65,2%) in comparison with the pure coal (108,4% a 107,5%) burning to obtaining the bed operating temperature. The burning of the mixture with higher amounts of biomass in the reactor feed had the lowest percentage of excess air (50.8%). It was also evidenced a decrease of SO2 generation in more than 90% for the flue gas generated in the coal with BWBW cofiring keeping emissions at acceptable levels in comparison with emission limits of current legislation CONAMA Nº 436, from 22/12/2011 and legislation SEMA Nº 016 of 2014.

Made available in DSpace on 2016-04-28T14:56:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009 - Joao Carlos de Mello Barbosa.pdf: 368412 bytes, checksum: 5ae0ef2040832998eb804e8b2b0fd642 (MD5) Previous issue date: 2009-01-13 / The general goal of this work is to evaluate the possibility of utilizing tannin from black wattle and lignocelullosic derivatives in the preparation of foundry sand, as well as to evaluate the utilization of tannins as glueing for the confection of briquettes of vegetal residues. The work has been divided into two chapters, which comprise distinct experiments. In the first chapter tannin and cellulignin were used as constituents of foundry sand for the fabrication of pieces of pure aluminum alloy or aluminum-silicon eutectic alloy (11,0 a 13,0 % of Si). In the second chapter the use of tannin was evaluated in the production of briquettes of vegetal residues for application as a source of energy. The traces of foundry sand normally use clay as glueing and mogul (corn starch) with the goal of enhancing the resistance to compression and workability of the mold thus produced. It is common practice the use of mineral coal as a reducing agent in the mixture, and so the effects of its substitution by cellulignin, because of its high carbon content, were evaluated. Tannin, for its adhesive properties, acted as glueing together with clay, and replaced molasses, which is a component of foundry sand, perfectly. The resistance analysis produced good results and the process will generate molds with good visual aspect and adequate mechanical properties. Sawdust obtained in a eucalyptusprocessing sawmill was used in the confection of the briquettes. Tannin demonstrated great affinity to water in the composition of the standard mixture for briquetting. In natura sawdust, without any beneficiation, was used for briquetting. The results revealed that tannin is effective in the production of briquettes, where acted as an element of adhesion between the sawdust particles. / O objetivo geral deste trabalho foi avaliar a possibilidade de utiliza??o de tanino de ac?cia negra e de derivados lignocelul?sicos na prepara??o de areias de fundi??o, bem, como avaliar a utiliza??o dos taninos como aglomerante para confec??o de briquetes de res?duos vegetais. O trabalho foi dividido em dois cap?tulos, constituindo experimentos distintos. No primeiro cap?tulo foram utilizados o tanino e a celulignina como constituintes de areia preparadas de fundi??o para a fabrica??o de pe?as em ligas de alum?nio puro ou alum?nio-sil?cio eut?tica (11,0 a 13,0 % de Si). No segundo cap?tulo, avaliou-se a utiliza??o do tanino na obten??o de briquetes de res?duos vegetais para aplica??o como fonte de energia. Os tra?os de areia preparada de fundi??o normalmente usam a argila como aglomerante e o mogul (amido de milho) com a finalidade de melhorar a resist?ncia ? compress?o da areia e a trabalhabilidade do molde produzido. ? pr?tica comum a utiliza??o do carv?o mineral como elemento redutor na mistura, e assim, foram avaliados os efeitos de sua substitui??o pela celulignina, em fun??o do seu teor elevado de carbono. O tanino, por suas propriedades adesivas, atuou como aglomerante em parceria com a argila, e ainda substituiu perfeitamente o mela?o, que ? um componente da areia preparada de Fundi??o, obtendo-se bons resultados na an?lise das resist?ncias, gerando moldes de bom aspecto visual e propriedades mec?nicas adequadas. Na confec??o dos briquetes, foi utilizada serragem obtida em serraria que processa madeira de eucalipto. O tanino demonstrou grande afinidade com a ?gua na composi??o da mistura padr?o para a briquetagem. Na briquetagem, foi utilizada a serragem in natura, sem qualquer tipo de beneficiamento. Os resultados revelaram que o tanino mostrou-se efetivo na fabrica??o de briquetes, onde atuou como elemento de ades?o entre as part?culas de serragem.

A preservação ambiental e o uso de combustíveis fósseis para geração de energia têm estimulado a realização de pesquisas na busca de alternativas para a redução das emissões de gases poluentes como CO2, CO, SO2 e NOx. O uso da biomassa em sistemas de co-combustão em leito fluidizado é mencionado como uma destas alternativas. O presente trabalho utilizou biomassa residual da indústria de extração de tanino, o Resíduo de Cascas de Acácia Negra (RCAN), em conjunto com carvão mineral da Mina de Candiota – RS com o objetivo de estudar a fluidodinâmica entre diferentes composições destes materiais em sistema de leito fluidizado com areia em escala de laboratório e em uma unidade piloto. Também foi realizada a avaliação dos parâmetros operacionais e das emissões dos gases gerados na co-combustão das misturas em planta piloto com reator de leito fluidizado borbulhante. Durante a fluidização no sistema de escala laboratorial, os valores da velocidade mínima de fluidização, Umf, variaram consideravelmente com o aumento da concentração de RCAN no leito em relação à fluidização utilizando-se somente o carvão mineral Da mesma forma, a queda de pressão, ΔP, diminuiu com o aumento da concentração da biomassa no leito. Nas operações de co-combustão em planta piloto, as misturas de carvão mineral e RCAN necessitaram de menores porcentagens de excesso de ar (99,7% a 65,2%) no reator em comparação à queima apenas de carvão mineral (108,4% a 107,5%) para que se atingisse a temperatura de operação do leito. Em particular, a condição de maior quantidade de biomassa na alimentação pode se observar a menor porcentagem de excesso de ar (50,8%). Ainda, a co-combustão do RCAN com carvão mineral favoreceu a diminuição das concentrações de SO2 nos gases gerados em mais de 90%, mantendo as emissões em níveis aceitáveis conforme os limites de emissão estabelecidos pela resolução CONAMA Nº 436, de 22/12/2011 e Resolução SEMA Nº 016 de 2014. / The environmental issues brought by the use of fossil fuels for power generation have led to the development of research in the exploration for alternatives to reduce emissions of greenhouse gases or pollutants such as CO2, CO, SO2, and NOx. The biomass use in cofiring systems with fluidized bed has been mentioned as one of these alternatives. The present work used biomass waste from tannin extraction industry, Black Wattle Bark Waste (BWBW), jointly with coal for the purpose of studying the fluid dynamics biomass mixtures with coal and sand in different proportions of the materials in laboratory scale fluidized bed system. Also, operational parameters and emissions generated in a cofiring pilot plant with bubbling fluidized bed reactor were evaluated. The fluidization tests performed on a bench scale showed that the values of the minimum fluidization velocity, Umf, varied considerably with increasing concentration of BWBW compared with the fluidization of coal. Likewise, the pressure drop through the bed, ΔP, decreased with increasing concentration of biomass in the bed. In the cofiring operations, coal and mixtures BWBW required smaller percentages of excess air in the reactor (99,7% a 65,2%) in comparison with the pure coal (108,4% a 107,5%) burning to obtaining the bed operating temperature. The burning of the mixture with higher amounts of biomass in the reactor feed had the lowest percentage of excess air (50.8%). It was also evidenced a decrease of SO2 generation in more than 90% for the flue gas generated in the coal with BWBW cofiring keeping emissions at acceptable levels in comparison with emission limits of current legislation CONAMA Nº 436, from 22/12/2011 and legislation SEMA Nº 016 of 2014.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Density management diagrams (DMD) is a tool used to carry out the prognosis of production in density, basal area and volume in order to establish management strategies for forest planning. The aim was to build a density management diagram for Acacia mearnsii De Wild. Data from 12 cities in the northeastern region of Rio Grande do Sul were used for the DMD construction. Since the Tang model had the best evaluation, it was used to select the maximum population density estimative, thus the density 1x1 was used to construction of the DMD. With the same model, self-thinning graphs and Stand Density Index (SDI) were generated; adopting a standard quadratic mean diameter of 10cm. Density levels were determined proportionally to SDI maximum density in 200 class intervals, with higher 2400 and lower 1400 SDI. The DMD were produced with an average diameter and density control, and volume and green rind bark weight per hectare. A second DMD model was developed in order to insert a site production control through the dominant height of the stand. These DMD models allowed estimating the volume and green rind bark with great precision, from the control of diameter, density and dominant height. / O Diagrama de Manejo da Densidade (DMD) é uma ferramenta utilizada para realizar a prognose da produção em densidade, área basal e volume a fim de estabelecer estratégias de manejo para o planejamento florestal. O objetivo do presente foi construir um diagrama de manejo da densidade para Acacia mearnsii De Wild., com dados dendrométricos provenientes de 12 municípios da região nordeste do Rio Grande do Sul. A máxima densidade populacional foi estimada pelo modelo de Tang, ajustado com dados de parcelas em espaçamento 1x1m. Com este modelo foram gerados os gráficos de autodesbaste e Índices de Densidade de Povoamento (IDP) para um diâmetro padrão de 10cm. Os níveis de densidade foram determinados, proporcionalmente, a partir da máxima densidade, por índice de densidade de povoamento (IDP), em intervalos de classe de 200, com IDP máximo 2400 e mínimo 1400. Os DMDs foram elaborados com controle de diâmetro médio e densidade populacional, e como variável de resposta o volume por hectare e o peso de casca verde por hectare. Um segundo modelo de DMD foi elaborado com o objetivo de inserir um controle produtivo dos sítios, através da altura dominante do povoamento. Estes modelos de DMD permitiram estimar o volume e peso de casca verde com ótima precisão, a partir do controle do desenvolvimento do diâmetro, densidade e altura dominante.