Os efeitos do campo elétrico, que surgem pela aplicação de uma voltagem no contato Schottky, na estrutura eletrônica de heteroestruturas semicondutoras utilizadas nos recentes transistores de efeito de campo (FET) e numa super-rede finita são simulados numericamente. Estas heteroestruturas apresentam poços quânticos bidimensionais e camadas que podem estar tensionadas pela diferença entre os parâmetros de rede cristalinos. Através de um procedimento numérico auto-consistente várias grandezas físicas são estudadas, os auto-estados e as densidades eletrônicas nas sub-bandas são calculadas. A variação destas grandezas é associada à capacitância e à transcondutância intrínseca, em função da voltagem no gate. Os resultados da simulação são comparados aos dados experimentais. Este procedimento possibilita a compreensão dos fenômenos quânticos envolvidos com a previsão de certas características de dispositivos sem a necessidade prévia de sua produção e testes / Eletric field effects on the electronic characteristics of semiconductor heterostructures used in recent field effect transistors (FETs) and in a finite superlattice are numerically simulated. This field is due to a voltage bias applied on a Schottky contact. These heterostructures have two-dimensional quantum wells and layers wich can be stressed due to different lattice parameters of the materials involved. Through a numerical self-consistent procedure, many physical quantities are studied, such as the eigen-states and the electronic densities at the sub-bands. The changes in such quantities are associated to the capacitance and to the intrinsic transconductance as a function of the gate voltage. The results are compared to experimental data. This procedure allows the comprehension of the quantum phenomena involved and the prediction of device characteristics, without the need to fabricate and test it

O crescimento de pontos quânticos a partir do descasamento dos parâmetros de rede tem sido alvo de intensos estudos nos últimos dez anos. Conhecer as propriedades eletrônicas destes materiais é chave para a engenharia de sistemas quânticos. O objetivo deste trabalho é estudar as propriedades eletrônicas de pontos quânticos (QD) de InAS1-x Px enterrados em GaAs, através de Espectroscopia de Capacitância (CV). A Espectroscopia CV é uma técnica que permite determinar os estados eletrônicos e a distribuição de cargas do sistema. As amostras de InAS1-x Px foram crescidas por MOCVD (Low-Pressure Metalorganic Chemical Vapor Deposition) sobre um substrato de GaAs:Cr (001). A estrutura das amostras é do tipo MIS (Metal-Isolante-Semicondutor) com um contato traseiro do tipo n. As medidas de capacitância foram feitas a 4,2 K para diferentes valores de freqüência e campo magnético. A partir da dispersão dos estados confinados com o campo magnético aplicado perpendicular ao plano dos pontos quânticos, pode-se determinar, &#9690, a freqüência natural do sistema. A partir de &#9690, determinou-se &#87470, o comprimento característico da função de onda. A concordância entre os valores de &#87470 com as dimensões laterais dos pontos quânticos obtidos por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) é boa. Finalmente, através das medidas de espectroscopia CV pode-se separar os efeitos de confinamento lateral e vertical, permitindo um melhor entendimento dos espectros de fotoluminescência (PL), assim como os detalhes da forma dos QD obtidos por TEM. / The growth of quantum dots in the Stranski-Krastranov mode has been subject of intense investigation in the last decade. Knowing the electronics properties of these materials is key for performing quantum systems engineering. The objective of this work is to study the quantum dots (QD) electronic properties of the InAS1-x Px embedded in GaAs. The study was done by capacitance spectroscopy (CV), which is an experimental tool that allows the evaluation of the electronic states and the charge distribution of a given quantum device. The samples of InAS1-x Px were grown by Low-Pressure Metalorganic Chemical Vapor Deposition on GaAs:Cr (001) substrates. They consist of metalinsulator-semiconductor structures with an n-type back contact. The measurements were performed at 4.2 K for different values of frequencies and magnetic field. From the confined states dispersion as a function of the applied magnetic field, perpendicular to the QD plane, the system natural frequency, &#9690, was determined. From the &#9690, we could determine the wave function characteristic length, &#87470. The concordance between the &#87470, values and the lateral sizes obtained by Transmission Electronic Microscopy (TEM) is good. Finally, by CV spectroscopy we could separate the lateral and vertical confinement effects, leading to a more complete understanding of the Photoluminescence (PL) spectra, as well as the details of the QD shape obtained by TEM.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2018-01-30T18:05:32Z No. of bitstreams: 1 DissLGS.pdf: 2155036 bytes, checksum: 4c911a16fe73eab82ffa8f50ed502246 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2018-01-31T13:06:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLGS.pdf: 2155036 bytes, checksum: 4c911a16fe73eab82ffa8f50ed502246 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2018-01-31T13:06:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLGS.pdf: 2155036 bytes, checksum: 4c911a16fe73eab82ffa8f50ed502246 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-31T13:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLGS.pdf: 2155036 bytes, checksum: 4c911a16fe73eab82ffa8f50ed502246 (MD5) Previous issue date: 2017-03-13 / Não recebi financiamento / Agriculture is a very important economic activity in Brazil, and almost all cultures are grown directly on the soil. Thus, improve the knowledge of soil behavior is fundamental for the improvement of agricultural practices potentially harmful to the environment. The acric Oxisols are highly weathered soils, present in large and important productive productive regions of Brazil, and there are few studies using surface complexation models for description of ion adsorption processes in these soils. This work aimed at verifying the adequacy of the constant capacitance model in describing the adsorption of copper, cadmium, nickel and zinc in Latosols acric. This verification was done by analysing simulation residues and comparing surface potencial simuations with the values of PESN. All cations used are plant nutrients or important trace elements with respect to environmental contamination. In this work three soils were considered,Oxisol acric (LVwf), Oxisoil acric (LAw) and Eutric Kandiudalf (NVef). Measurements of their chemical (CEC, pH, Organic carbon, etc,), mineralogical (kaolinite and gibbsite) and physical (distribution of particle size and specific surface area) properties as well as adsorption, were obtained from literature. The adsorption envelope measurements collected in the literature were generally very consistent, and the cadmium and zinc measures are more behaved distribution in relation to other cations. Capacitance constant model were performed by a iterative computer program named FITQL. The constant capacitance model proved reasonably adequate to simulate the behavior of all the cations of the study. Simulations for nickel were relatively inconsistent regarding the experimental measurements. In most cases it was not possible to make appropriate distinctions between measurements and simulations for surface and depth, between the three concentrations of supporting electrolyte. All simulations of waste presented well-defined structure, unlike that normally expected. This may occur mainly due to methodological errors or errors inherent to the model, however, examples were not found in the literature regarding the waste generated by the simulation model for a proper comparison. / No Brasil a agricultura é uma atividade econômica muito relevante, sendo que quase todas as culturas são cultivadas diretamente sobre os solos. Assim, compreender melhor o comportamento dos solos é fundamental para o aperfeiçoamento de práticas agrícolas potencialmente danosas ao ambiente. Os Latossolos ácricos são solos muito intemperizados, presentes em extensas regiões produtivas do Brasil, sendo escassos os estudos que utilizam modelos de complexação de superfície para descrição dos processos de adsorção de íons nestes solos. O objetivo do trabalho foi verificar a adequação do modelo de capacitância constante na descrição da adsorção de cátions cobre, cádmio, níquel e zinco em Latossolos ácricos. A adequação foi verificada através dos resíduos produzidos pelas simulações e através da comparação das simulações de potencial de carga superficial com os valores de ponto de efeito salino nulo (PESN). Todos os cátions utilizados são nutrientes das plantas ou elementos traço importantes com relação a contaminação do meio ambiente. Neste trabalho três solos foram considerados, Latossolo Vermelho distroférrico ácrico (LVwf), Latossolo Amarelo ácrico (LAw) e Nitossolo Vermelho eutroférrico (NVef). Medidas de seus atributos químicos (CTC, pH em água e em solução de KCl 0; 1 molL1, carbono orgânico etc), mineralógicos (caulinita e gibbsita) e físicos (distribuição do tamanho das partículas e superfície específica), assim como envelopes de adsorção para os cátions, foram obtidas na literatura. As medidas de envelope de adsorção coletadas na literatura foram, em geral, muito consistentes, sendo que as medidas de cádmio e zinco apresentam distribuição mais uniforme que as medidas dos demais cátions. As simulações do modelo de capacitância constante foram realizadas com um programa de computador iterativo chamado FITQL. O modelo de capacitância constante se mostrou razoavelmente adequado para simular o comportamento de todos os cátions do estudo. As simulações realizadas para o níquel foram relativamente inconsistentes em relação as medidas experimentais. Na maior parte dos casos não foi possível fazer distinções adequadas entre as medidas e as simulações realizadas para superfície e profundidade, ou entre as três concentrações do eletrólito suporte. Todos os resíduos das simulações apresentaram estrutura bem definida, ao contrário do que normalmente se espera. Isto pode ocorrer, principalmente, devido a erros metodológicos ou erros inerentes ao próprio modelo, entretanto, não foram encontrados exemplos na literatura a respeito dos resíduos das simulações geradas pelo modelo para uma comparação adequada.

O crescimento de pontos quânticos a partir do descasamento dos parâmetros de rede tem sido alvo de intensos estudos nos últimos dez anos. Conhecer as propriedades eletrônicas destes materiais é chave para a engenharia de sistemas quânticos. O objetivo deste trabalho é estudar as propriedades eletrônicas de pontos quânticos (QD) de InAS1-x Px enterrados em GaAs, através de Espectroscopia de Capacitância (CV). A Espectroscopia CV é uma técnica que permite determinar os estados eletrônicos e a distribuição de cargas do sistema. As amostras de InAS1-x Px foram crescidas por MOCVD (Low-Pressure Metalorganic Chemical Vapor Deposition) sobre um substrato de GaAs:Cr (001). A estrutura das amostras é do tipo MIS (Metal-Isolante-Semicondutor) com um contato traseiro do tipo n. As medidas de capacitância foram feitas a 4,2 K para diferentes valores de freqüência e campo magnético. A partir da dispersão dos estados confinados com o campo magnético aplicado perpendicular ao plano dos pontos quânticos, pode-se determinar, &#9690, a freqüência natural do sistema. A partir de &#9690, determinou-se &#87470, o comprimento característico da função de onda. A concordância entre os valores de &#87470 com as dimensões laterais dos pontos quânticos obtidos por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) é boa. Finalmente, através das medidas de espectroscopia CV pode-se separar os efeitos de confinamento lateral e vertical, permitindo um melhor entendimento dos espectros de fotoluminescência (PL), assim como os detalhes da forma dos QD obtidos por TEM. / The growth of quantum dots in the Stranski-Krastranov mode has been subject of intense investigation in the last decade. Knowing the electronics properties of these materials is key for performing quantum systems engineering. The objective of this work is to study the quantum dots (QD) electronic properties of the InAS1-x Px embedded in GaAs. The study was done by capacitance spectroscopy (CV), which is an experimental tool that allows the evaluation of the electronic states and the charge distribution of a given quantum device. The samples of InAS1-x Px were grown by Low-Pressure Metalorganic Chemical Vapor Deposition on GaAs:Cr (001) substrates. They consist of metalinsulator-semiconductor structures with an n-type back contact. The measurements were performed at 4.2 K for different values of frequencies and magnetic field. From the confined states dispersion as a function of the applied magnetic field, perpendicular to the QD plane, the system natural frequency, &#9690, was determined. From the &#9690, we could determine the wave function characteristic length, &#87470. The concordance between the &#87470, values and the lateral sizes obtained by Transmission Electronic Microscopy (TEM) is good. Finally, by CV spectroscopy we could separate the lateral and vertical confinement effects, leading to a more complete understanding of the Photoluminescence (PL) spectra, as well as the details of the QD shape obtained by TEM.

Os efeitos do campo elétrico, que surgem pela aplicação de uma voltagem no contato Schottky, na estrutura eletrônica de heteroestruturas semicondutoras utilizadas nos recentes transistores de efeito de campo (FET) e numa super-rede finita são simulados numericamente. Estas heteroestruturas apresentam poços quânticos bidimensionais e camadas que podem estar tensionadas pela diferença entre os parâmetros de rede cristalinos. Através de um procedimento numérico auto-consistente várias grandezas físicas são estudadas, os auto-estados e as densidades eletrônicas nas sub-bandas são calculadas. A variação destas grandezas é associada à capacitância e à transcondutância intrínseca, em função da voltagem no gate. Os resultados da simulação são comparados aos dados experimentais. Este procedimento possibilita a compreensão dos fenômenos quânticos envolvidos com a previsão de certas características de dispositivos sem a necessidade prévia de sua produção e testes / Eletric field effects on the electronic characteristics of semiconductor heterostructures used in recent field effect transistors (FETs) and in a finite superlattice are numerically simulated. This field is due to a voltage bias applied on a Schottky contact. These heterostructures have two-dimensional quantum wells and layers wich can be stressed due to different lattice parameters of the materials involved. Through a numerical self-consistent procedure, many physical quantities are studied, such as the eigen-states and the electronic densities at the sub-bands. The changes in such quantities are associated to the capacitance and to the intrinsic transconductance as a function of the gate voltage. The results are compared to experimental data. This procedure allows the comprehension of the quantum phenomena involved and the prediction of device characteristics, without the need to fabricate and test it

A demanda de alimentos para 2050 está prevista ser o dobro da atual. A produção de alimentos no Brasil tem significativa relevância para a segurança alimentar mundial, sendo a pecuária de suma importância devido à grande demanda mundial de carne e leite provenientes do Brasil. Assim, surge a necessidade de estudos que visem aumentar a produção sem expandir área de plantio, sendo a irrigação uma das formas de intensificar a produtividade de sistemas agrícolas. Para um manejo da irrigação adequado é necessário o conhecimento da evapotranspiração da cultura (ETc), e estudos de técnicas que façam essa estimativa com precisão, de forma prática e acessível, são de grande valia para uma agricultura irrigada sustentável. Uma dessas técnicas é a reflectometria no domínio da frequência (FDR), que se destaca por sua praticidade e capacidade de medir a umidade do solo em camadas distintas. Por ser um equipamento portátil, sua utilização pode resultar em menos custo para estimativas de coeficientes de cultura, substituindo a lisimetria (método padrão). Portanto, o objetivo deste trabalho foi verificar a possibilidade da utilização de uma sonda (FDR) como instrumento auxiliar na estimativa de consumo hídrico e de coeficientes de cultura (Kc) do capim Marandu, em cultivo solteiro (primavera/verão) e consorciado com aveia preta + azevém ou centeio + azevém no período de outono/inverno. Como objetivos secundários, buscou-se: (i) estimar o consumo hídrico e os coeficientes de cultura dos dosséis forrageiros estudados com a sonda FDR devidamente calibrada ao solo local; (ii) comparar o consumo de água e os valores de Kc obtidos por meio da sonda FDR e por lisimetria de pesagem; (iii) verificar se a técnica capacitiva é capaz de identificar a atividade de absorção de água do sistema radicular das forrageiras estudadas; e (iv) analisar parâmetros produtivos do capim Marandu solteiro e consorciado, e estimar a produtividade de água da cultura. O experimento foi realizado na Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ/USP), em Piracicaba-SP. O período experimental foi de 21/09/2017 a 24/09/2018, com ciclos de corte de duração variada, baseados na fenologia das culturas. Os resultados obtidos revelaram que a técnica de capacitância com sonda FDR mostrou-se apropriada para a estimativa de ETc e Kc de dosséis forrageiros em cultivo solteiro e consorciado, com valores próximos ao método padrão (lisimetria de pesagem). O uso da sonda capacitiva também foi eficaz na identificação da atividade de absorção de água pelas raízes, por meio do monitoramento da umidade do solo. A sobressemeadura com culturas de inverno foi uma opção resiliente para o período de estacionalidade, durante o qual aumentou o potencial produtivo do dossel forrageiro. O consórcio Marandu + aveia preta + azevém apresentou maior produtividade que Marandu + centeio + azevém. / The demand for food by 2050 is expected to be the double of the current year. The food production in Brazil has significant relevance for the world food security, and pasture crops are very important due to the great world demand for meat and milk come from Brazil. Thus, there is a need for studies that aim to increase forage production without expanding tillage area, and irrigation is one way to increase the productivity of agricultural systems. Adequate irrigation management requires knowledge of crop evapotranspiration (ETc), and studies of techniques to accurately estimate it, in a practical and accessible way, having a great value for a sustainable irrigated agriculture. One of these techniques is frequency domain reflectometry (FDR), which stands out for being practical and able to measure soil moisture in different layers. Because it is a portable equipment, its use can result in lower costs for estimating crop coefficients, replacing lysimetry (standard method). Therefore, this work aimed at verifying the possibility to use a FDR probe as a tool for estimating the crop water consumption and crop coefficients (Kc) of \'Marandu\' palisade grass, single cropped (spring / summer) and intercropped with black oat + ryegrass and with rye + ryegrass during the fall / winter period. As secondary objectives, we sought to: (i) estimate the crop water consumption and crop coefficients of the forage canopies with the FDR probe properly calibrated to the local soil; (ii) compare the crop water consumption and Kc values estimated by the FDR probe and those ones determined by weighing lysimetry; (iii) verify if the capacitive technique is able to identify the water absorption activity of the root system; (iv) to analyze productive parameters of single and intercropped \'Marandu\' palisade grass, and to estimate the water productivity of the forage canopies. The experiment was carried out at an experimental area of \"Luiz de Queiroz\" College of Agriculture (ESALQ / USP), at Piracicaba-SP. The experimental period was from 09/21/2017 to 09/24/2018, with grow-and-cut cycles whose duration based on the phenology of the crops. The results revealed that FDR capacitance technique was adequate for ETc and Kc estimates of both, single cropped and intercropped forage canopies, with values near to the standard method (weighing lysimetry). The use of the capacitive probe was also effective in identifying the water absorption activity of the root system, through the monitoring of soil moisture. Overseeding with winter forage crops was a resilient option for the seasonality period, increasing the productive potential of the forage canopy. Intercropped \'Marandu\' + black oat + rye consortium presented higher forage yield than \'Marandu\' + rye + ryegrass consortium.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joao Alexandre Cruz.pdf: 7505097 bytes, checksum: 227ae1f1c6b1c1dd753fb648adc79f93 (MD5) Previous issue date: 2013-09-05 / The knowledge and control of soil properties in gricultural cultivation, obtained from sensors at automated system, extend the possibilities of increasing the results of a culture. This work aims to develop an electrical measure sensor at low cost to determinethe soil moisture, test and evaluate the correlation between the readings and gravimetric soil moisture, considered standard to calibratethe other methods. To achieve the proposed objective, in the first place we sought to study the main aspects of the interaction process water-soil-plant and the existing methods of determination. Subsequently, we performed the fabrication of prototype sensors in different shapes and geometry. We have also developed a measurement and record systemthat enables us to collect the data and to store them in a memory card. Having the operation of the sensors as a beginning, the concept of capacitance is obtained by the effect of the electric field, the charge of two plates insulated by a dielectric material, which, therefore, in this study is the soil moisture. Thus, when there is a variation in the dielectric constant, depending on the amount of water present in it, the capacitance of the system will also vary. Finally, tests were performed to evaluate the sensors and circuitry construction. The results were satisfactory, with a correlation coefficient of 99.14% for a non conventional coplanar plates sensor. / O conhecimento e controle das propriedades do solono cultivo agrícola, obtidos a partir de sensores em sistema automatizado, ampliam as possibilidades de incremento dos resultados de uma cultura. Este trabalho tem por objetivo desenvolver um sensor de medidas elétricas e de baixo custo, para determinação da umidade do solo; testar e avaliar a correlação entre as leituras e a umidade gravimétrica do solo, considerada padrão para a calibração de outros métodos. Para alcançar o objetivo proposto, buscou-se, em primeiro lugar, o estudo dos principais aspectos relacionados ao processo de interação água-solo-planta e os métodos de determinação existentes. Posteriormente, efetuou-se a confecção de protótipos de sensores em diferentes formatos e geometria. Foi também desenvolvido um sistema de medida e registro que permite a coleta dos dados e armazenamento num cartão de memória. Tendo como princípio o funcionamento dos sensores, o conceito de capacitância, que é obtido pelo efeito do campo elétrico, da carga de duas placas isoladas por um material dielétrico, que neste estudo é o solo com umidade. Assim, quando há variação na constante dielétrica, em função da quantidade de água presente nele, a capacitância do sistema também irá variar.Por fim, realizaram-se os ensaios para avaliar os sensores e circuitos construídos. Os resultados obtidos foram satisfatórios, apresentando coeficiente de determinação de 99,14% para um sensor de placas coplanares não-convencional. létrico, capacitância, umidade do solo, sensor, arduino.

Selenium (Se) is a trace element essential to the nutrition of animals. On the other hand, in a narrow concentration range, Se can cause toxicity. The presence of Se in food is related to the concentration of the element in soil. Thus, the knowledge of the Se amount and its behavior in soil are very important to the better manage the environment and to prevent toxicological problems and human deficiency. The objectives of this study were: (i) to quantify the natural content of Se in some Brazilian soils and correlates them with soil attributes; (ii) to evaluate the adsorption of selenite and selenate as a function of pH and Se concentration in tropical soils; (iii) to adjust the constant capacitance model to describe the Se adsorption in tropical soil as compared to empiric models. Se concentrations ranged from <0.08 to 1.61 mg kg-1, with a mean of 0.19 mg kg-1. Concentrations of Se in the samples collected in the superficial layers were positively correlated to cationic exchange capacity, as well as to clay, organic matter and oxide contents of the soils. In the subsurface samples, only pH and aluminum oxide content were correlated with Se concentrations. Most samples with the highest Se concentrations were derived from sedimentary parent material. Se(IV) adsorption was high for all soils, decreased with increasing pH and was strongly correlated to organic matter and Fe and Al oxides contents. On the other hand, Se(VI) adsorption was very low at pH values commonly found in agricultural soils, except for the highly weathered Rhodic Acrudox which was positively correlated with the gibbsite content. The constant capacitance model fit the Se(IV) and Se(VI) adsorption data well, and was similar to Langmuir and Freundlich empirical models. Optimizations of mono and bidentate complexation and surface protonation constant were used for the Se(IV) adsorption data. For Se(VI), optimizations for the two monodentate species were employed. / O selênio (Se) é um elemento traço essencial a nutrição animal. Por outro lado, o limiar de concentração entre suficiente e tóxico é estreito. A presença de Se nos alimentos está relacionada à sua concentração no solo. Deste modo, conhecer a quantidade e o comportamento do Se no solo é muito importante para um correto manejo ambiental, previnindo problemas toxicológicos e deficiência em humanos. Os objetivos deste estudo foram: (i) quantificar os conteúdos naturais de Se em solos brasileiros e correlacioná-los com seus atributos; (ii) avaliar a adsorção de selenito e selenato em função da variação do pH e da concentração de Se em solos tropicais; (iii) ajustar o modelo de capacitancia constante para descrever a adsorção de Se em solos tropicais comparado a modelos empíricos. As concentrações de Se variaram de <0,08 - 1,61 mg kg-1, com média de 0,19 mg kg-1. As concentrações de Se nas amostras coletadas nas camadas superficiais do solo foram positivamente correlacionadas com a capacidade de troca catiônica, bem como os teores de argila, matéria orgânica e óxidos de Fe e Al do solos. Nas amostras subsuperficiais, apenas pH e teor de óxido de alumínio foram correlacionadas com as concentrações de Se. A maioria das amostras com maiores concentrações de selênio foram provenientes de material de origem sedimentar. A adsorção de Se(IV) foi elevada para todos os solos, diminuiu com o aumento do pH e foi fortemente correlacionada com teores de matéria orgânica e de óxidos de Fe e de Al. Por outro lado, a adsorção de Se(VI) foi muito baixa em valores de pH normalmente encontrados em solos agrícolas, excepto para o Latossolo Vermelho acriférrico, que foi positivamente correlacionada com o teor de gibbsita dos solos. O modelo de capacitância constante ajustou-se bem aos resultados de adsorção Se(IV) e Se(VI), com ajuste similar aos modelos empíricos de Langmuir e de Freundlich. Para os resultados de adsorção de Se(IV) foram utilizadas otimizações das constantes de complexação mono e bidentadas e da constante de protonação de superfície. Para Se(VI), foram empregadas otimizações para as duas espécies de monodentadas.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-05-16T17:11:07Z No. of bitstreams: 1 ChristianCarvalho.pdf: 1874919 bytes, checksum: 3c4ecd041d9c80194ae2c47a229bbd6a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-16T17:11:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ChristianCarvalho.pdf: 1874919 bytes, checksum: 3c4ecd041d9c80194ae2c47a229bbd6a (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / The use of biodiesel/diesel mixtures out of the quality standards specified by the National Agency of Petroleum and Natural Gas and Biofuels - ANP can be harmful to the environment and automotive engines. Therefore, it is important to develop methodologies capable of certifying the commercial quality of such products. In such context, this project aims to design a low-cost sensor to the quantification of the biodiesel content in biodiesel / diesel pseudo-binary blends based on the dielectric constant as a response. Thus, pseudo-binary samples were prepared using soybean or babassu methyl biodiesel with commercial diesel. The dielectric measurements were performed using a LCR meter operating in parallel circuit. In this way, a voltage of 1.0 V, frequency ranging from 100 Hz to 2000 Hz and a pitch of 100 Hz were employed. The dielectric profile of diesel and biodiesel showed remarkable variations in the frequency range of 100-300 Hz and less intense changes in under 400 and 2000 Hz, which confirms greater system stability in this measurement range. The results obtained by ANOVA of pure soybean biodiesel, pure babassu biodiesel and diesel oil showed that there was no significant difference between data treatment at the 95% significance level, once the Fcalculate was lower than the Fcritical. The frequency of 1000 Hz was adopted in biodiesel analysis of content in diesel, as it was verified that the system had a higher stability at this frequency. The correspondent values of dielectric constant demonstrate regularity and stability as well as a precision between the values found. Observing the values of the dielectric constants as a function of the percentage of biodiesel in the diesel, it was possible to plot the correlation curve for a linear model. Finally, according to the Kruskal-Wallis test reinforces the thesis that measuring dielectric constants (K) can be used to determine the concentration of biodiesel in mineral diesel. / A utilização de misturas biodiesel/diesel fora dos padrões especificados pela Agência Nacional de Petróleo e Gás Natural e Biocombustíveis – ANP podem ser prejudiciais ao meio-ambiente e causar prejuízos aos donos de veículos automotivos. Neste sentido, torna-se necessário o desenvolvimento de novas metodologias capazes de certificar a qualidade destes produtos no Brasil. O presente trabalho teve por objetivo desenvolver um sensor de baixo custo para determinar o teor de biodiesel em misturas pseudo-binárias biodiesel/diesel, utilizando constante dielétrica como resposta. Para tanto, foram preparadas misturas utilizando biodieseis metílicos de soja e/ou babaçu e óleo diesel A comercial. As medidas dielétricas foram realizadas em um medidor LCR configurado para funcionar com o circuito em paralelo. Desta forma, foram empregadas tensão de 1,0 V, frequência de 100 Hz - 2000 Hz e um passo de 100 Hz. O perfil dielétrico do óleo diesel e dos biodieseis demonstrou variações acentuadas no intervalo de frequência de 100 - 300 Hz e alterações de menor intensidade entre as frequências de 400 a 2000 Hz, confirmando maior estabilidade do sistema nessa faixa. Os resultados obtidos por ANOVA do biodiesel de soja puro, biodiesel de babaçu puro e o óleo diesel, demostraram que não há diferença significativa entre os tratamentos ao nível de significância de 95%, visto que o Fcalculado foi menor que o Fcrítico. A frequência de 1000 Hz foi adotada nas análises do teor de biodiesel no diesel, pois verificou-se maior estabilidade do sistema nessa frequência. Os valores de constante dielétrica em questão demonstram regularidade e estabilidade, além de uma precisão entre os valores encontrados. Observando os valores das constantes dielétricas em função da porcentagem de biodiesel no diesel, foi possível traçar a curva de correlação para um modelo linear. Por fim, o teste de Kruskal-Wallis demonstrou que a tese de que as medidas constantes dielétricas (𝐾) podem vir a ser utilizadas para determinar a concentração de biodiesel no diesel mineral.

Selenium (Se) is a trace element essential to the nutrition of animals. On the other hand, in a narrow concentration range, Se can cause toxicity. The presence of Se in food is related to the concentration of the element in soil. Thus, the knowledge of the Se amount and its behavior in soil are very important to the better manage the environment and to prevent toxicological problems and human deficiency. The objectives of this study were: (i) to quantify the natural content of Se in some Brazilian soils and correlates them with soil attributes; (ii) to evaluate the adsorption of selenite and selenate as a function of pH and Se concentration in tropical soils; (iii) to adjust the constant capacitance model to describe the Se adsorption in tropical soil as compared to empiric models. Se concentrations ranged from <0.08 to 1.61 mg kg-1, with a mean of 0.19 mg kg-1. Concentrations of Se in the samples collected in the superficial layers were positively correlated to cationic exchange capacity, as well as to clay, organic matter and oxide contents of the soils. In the subsurface samples, only pH and aluminum oxide content were correlated with Se concentrations. Most samples with the highest Se concentrations were derived from sedimentary parent material. Se(IV) adsorption was high for all soils, decreased with increasing pH and was strongly correlated to organic matter and Fe and Al oxides contents. On the other hand, Se(VI) adsorption was very low at pH values commonly found in agricultural soils, except for the highly weathered Rhodic Acrudox which was positively correlated with the gibbsite content. The constant capacitance model fit the Se(IV) and Se(VI) adsorption data well, and was similar to Langmuir and Freundlich empirical models. Optimizations of mono and bidentate complexation and surface protonation constant were used for the Se(IV) adsorption data. For Se(VI), optimizations for the two monodentate species were employed. / O selênio (Se) é um elemento traço essencial a nutrição animal. Por outro lado, o limiar de concentração entre suficiente e tóxico é estreito. A presença de Se nos alimentos está relacionada à sua concentração no solo. Deste modo, conhecer a quantidade e o comportamento do Se no solo é muito importante para um correto manejo ambiental, previnindo problemas toxicológicos e deficiência em humanos. Os objetivos deste estudo foram: (i) quantificar os conteúdos naturais de Se em solos brasileiros e correlacioná-los com seus atributos; (ii) avaliar a adsorção de selenito e selenato em função da variação do pH e da concentração de Se em solos tropicais; (iii) ajustar o modelo de capacitancia constante para descrever a adsorção de Se em solos tropicais comparado a modelos empíricos. As concentrações de Se variaram de <0,08 - 1,61 mg kg-1, com média de 0,19 mg kg-1. As concentrações de Se nas amostras coletadas nas camadas superficiais do solo foram positivamente correlacionadas com a capacidade de troca catiônica, bem como os teores de argila, matéria orgânica e óxidos de Fe e Al do solos. Nas amostras subsuperficiais, apenas pH e teor de óxido de alumínio foram correlacionadas com as concentrações de Se. A maioria das amostras com maiores concentrações de selênio foram provenientes de material de origem sedimentar. A adsorção de Se(IV) foi elevada para todos os solos, diminuiu com o aumento do pH e foi fortemente correlacionada com teores de matéria orgânica e de óxidos de Fe e de Al. Por outro lado, a adsorção de Se(VI) foi muito baixa em valores de pH normalmente encontrados em solos agrícolas, excepto para o Latossolo Vermelho acriférrico, que foi positivamente correlacionada com o teor de gibbsita dos solos. O modelo de capacitância constante ajustou-se bem aos resultados de adsorção Se(IV) e Se(VI), com ajuste similar aos modelos empíricos de Langmuir e de Freundlich. Para os resultados de adsorção de Se(IV) foram utilizadas otimizações das constantes de complexação mono e bidentadas e da constante de protonação de superfície. Para Se(VI), foram empregadas otimizações para as duas espécies de monodentadas.