A Constituição Federal Brasileira de 1988 trouxe diversas inovações à estrutura governamental, notadamente nos aspectos financeiros. Com relação às receitas alterou o perfil tributário entre as esferas Federal, Estadual e Municipal. Do lado das despesas alterou profundamente a Agenda Governamental, entendida como o conjunto de obrigações a que o Estado está submetido. Porém, diversos fatores, tanto de natureza ambiental - como os choques na década de 90 na economia internacional; quanto de natureza interna - principalmente os referentes à reforma do Estado, levaram os Municípios a assumirem uma série de responsabilidades que não estavam claramente definidos na Agenda , não estando, por isto, acompanhadas das necessárias transferências de recursos. A diferença entre as despesas públicas realizadas pelos municípios e o volume de recursos próprios arrecadados localmente determina o que a literatura denomina de hiato de recursos. A análise deste hiato quando parcial, pode conduzir a conclusões incorretas. Diversos trabalhos apontam distorções no sistema de financiamento público municipal, desde o superdimensionamento das despesas até as influencias causadas pelo sistema de transferências intergovernamentais nos esforços de arrecadação local, o que faz com que as receitas próprias sejam menores. Este trabalho analisa, da perspectiva da gestão municipal, a existência e dimensionamento do hiato de recursos. Para isso, busca uma aproximação inicial de dois conceitos que devem ser considerados conjuntamente : o conceito de eficiência de exploração- que refere-se à capacidade de explorar suas bases tributárias; e o de eficiência de transformação - que refere-se à capacidade de um município conseguir transformar os recursos de que dispõe em qualidade de vida. Para operacionalizar o conceito de eficiência, os municípios do Estado de São Paulo foram agrupados de acordo com o conceito de centralidade e submetidos à metodologia de análise envoltória de dados (DEA - Data Envelopment Analysis). Os resultados demonstram que os municípios possuem baixas eficiências na exploração das bases tributárias (43%) e altos valores de eficiências na transformação (91%). O estudo também conclui que a ampliação da qualidade de vida nos municípios passa pela alteração do sistema de transferências, em função dos baixos valores de receitas próprias que os municípios podem atingir. / The Brazilian Major Law from 1988 brought several innovations to the governmental structure, notably in the financial aspects. In relation to the public revenue, it altered the revenual profile between Federal, State and Municipal spheres. In relation to the public expenses, it altered deeply the Governmental Agenda, understood as the group of obligations to which the State is submitted. However, many factors, as from environmental nature – like the international economic shocks from the 90 decade; as from internal nature – principally the ones referring to State’s reform, took the Municipalities to assume several responsibilities that were not clearly defined in the Agenda, so not being accompanied by the necessary intergovernmental revenues resources. The difference between the public expenses realized by the municipalities and the volume of their own resources collected locally determine what the literature calls resources hiatus. This hiatus’ analysis, when partial, can conduct to incorrect conclusions. Many studies point out distortions in the municipal public financial system, since the expenses’ super dimensionality to the influences caused by the intergovernmental revenues system in the local collect efforts, what makes their own revenues lower. This study analyses, from the municipal management perspective, the existence and the dimensionality of the hiatus’ resources. For this, it searches for an initial approach of two concepts that must be considered together: the concept of exploration efficiency – that refers to the capacity of exploring its own revenue basis; and the concept of transformation efficiency – that refers to a municipality’s capacity of transforming the resources that it has into quality of life. To make the concept of efficiency operational, the municipalities of São Paulo State were bracket together according to the concept of centrality and were submitted to the methodology of data envelopment analysis (DEA). The results showed that the municipalities have low exploration efficiencies of the revenue basis (43%) and high value in the transformation efficiencies (91%). The study also concludes that the enlargement of the quality of life in the municipalities goes through the alteration of the intergovernmental revenues system due to the low values of their own revenues that the municipalities can reach.

Desde os anos 1980, o governo brasileiro vem realizando ações no sentido de promover a eficiência energética, seguindo a tendência mundial de se poupar energia, enfatizada após os dois choques do petróleo. No âmbito do segmento de energia elétrica, as ações de conservação de energia levaram à criação do PROCEL, em 1985. Nessa mesma linha, nos anos 1990, foi criado o Programa de Eficiência Energética (PEE/ANEEL). Desde então, este Programa tem sido a principal fonte de investimentos em projetos de eficiência energética no Brasil. Observa-se, entretanto, que nesta segunda década do novo milênio, o Brasil ainda apresenta níveis muito baixos de redução no consumo de energia elétrica, face aos potenciais por ele exibidos. Neste contexto, esta tese tem o objetivo de propor uma sistemática alternativa ao PEE/ANEEL, de forma a incentivar uma redução mais intensa de consumo de energia elétrica, visando a aproveitar melhor os potenciais existentes e também a reduzir barreiras à implantação de medidas e/ou projetos nessa linha. Para atingir tal objetivo, este trabalho propõe a implantação no país de um sistema denominado White Certificate. Este tipo de sistema se baseia na criação de um mercado para a energia economizada e, sendo assim, pode gerar aumento na atratividade financeira de projetos de eficiência energética. Para tanto, o trabalho partiu da análise de projetos de eficiência energética existentes e potenciais para simular e mensurar o potencial de incremento na atratividade financeira desses projetos, caso existisse a possibilidade de se comercializar a energia economizada. Os resultados indicam que a sistemática proposta mostrou-se um instrumento de incentivo eficaz, capaz de gerar um incremento significativo na atratividade financeira desses projetos, contribuindo para que mais agentes se interessem em promover e perseguir a eficiência energética no país. / Since the 1980s, the Brazilian government has undertaken actions to promote energy efficiency, following the global trend of concern over the issue after the two oil shocks. Within the electricity sector, electricity conservation actions lead to the creation of PROCEL in 1985. In the same vein, in the 1990s, the Energy Efficiency Program (PEE/ ANEEL) was created. Since then, this Program has been the main source of energy efficiency funds in Brazil. It is noted, however, that in this second decade of the new millennium, Brazil still presents quite low levels of reduction in power consumption compared to the potential that the country shows. In this context, this thesis aims to propose an alternative mechanism to the established PEE/ANEEL in order to encourage a more intense reduction of energy consumption. The proposed mechanism also aims at making better use of the existing potential for energy efficiency and at reducing the barriers to the implementation of measures and / or projects in this line. To achieve this goal, this work proposes the implementation in the country of a mechanism called White Certificates in which it is created a market for energy savings, in order to increase the financial attractiveness of energy efficiency projects. The research departures from the analysis of energy efficiency projects existing and potential ones and simulates the potential increase in financial attractiveness of these projects, if there were the possibility of trading the energy saved. The results indicate that the proposed mechanism can generate a significant increase in financial gains of these projects, attracting more agents interested in pursuing and investing in energy efficiency projects in the country.

A conjuntura nacional de crescimento econômico e populacional aliada aos programas habitacionais de combate ao déficit de moradias deixa antever o contínuo aumento da demanda energética no setor residencial, que deve ser alvo de políticas públicas de promoção de eficiência energética. O objetivo da presente dissertação é investigar o potencial do Código de Obras e Edificações (COE) do Município de São Paulo enquanto instrumento regulatório de promoção de eficiência energética e apresentar sugestões com vista à revisão do atual documento. Para tal dividiu-se a pesquisa em três temas: fatores que explicam o consumo energético (direto e indireto) das edificações e estratégias de minimização desse consumo; caracterização dos códigos de eficiência energética em edificações (CEEE), com destaque para o Código de Obras, e panorama internacional e brasileiro relativamente à sua adoção; caracterização do consumo energético do Município de São Paulo e análise dos requisitos de eficiência energética no atual COE. Atendendo à elevada taxa de novas construções e ao estoque de edifícios obsoletos com potencial de retrofitting defende-se que o Código de Obras, pela sua abrangência e obrigatoriedade, constitui um instrumento regulatório adequado à promoção da eficiência energética no setor de edificações no Município de São Paulo e sugere-se a revisão do atual COE com vista à introdução de requisitos de eficiência energética. Entre as sugestões apresentadas contam-se a segmentação das medidas dirigidas às moradias de interesse social e às chamadas edificações de mercado, definição de limites máximos para o valor de transmitância térmica dos elementos opacos da envoltória (paredes e cobertura) em ambientes condicionados e não condicionados e a exigência de um nível mínimo de eficiência energética para edificações e equipamentos instalados. Como contribuição da presente pesquisa cabe ainda destacar o cálculo da intensidade energética por unidade de área construída nos setores residencial e comercial no Município de São Paulo, indicador em falta na literatura e dados oficiais publicados. / The national economic and population growth in association with the housing programs to combat housing deficit are expected to result in future increase of energy demand in the residential sector. Considering the already high contribution of the building sector in the electricity consumption of Brazil, the development of policy measures aiming to promote energy efficiency in the sector should be encouraged. The main objective of this research is to investigate the potential of the Building Code (BC) of São Paulo municipality as a regulatory instrument to promote energy efficiency and make suggestions to revise it. To this end, the paper is divided in three parts: factors that explain the energy consumption (direct and indirect) of buildings and strategies to minimize it; characterization of Building Energy Efficiency Codes (BEEC) and the Brazilian and international panorama regarding its adoption; energy consumption of São Paulo municipality and analysis of energy efficiency requirements in the current BC. As a mandatory and comprehensive regulatory instrument, Building Codes are adequate do promote energy efficiency given the local reality of high annual rates of construction and the significant stock of old buildings which could benefit from retrofitting. Suggestions to a revision process of the BC of São Paulo Municipality include segmentation of energy efficient requirements according to social economic profile of buildings, definition of overall heat transfer coefficient values (U-factor) for building envelope components (walls and roof) of conditioned and non-conditioned areas, and definition of minimum energy efficiency levels for buildings and equipments. Additional contribution of this research includes estimation of electricity use per square meter of building floor area, for the residential and commercial sectors in São Paulo municipality.

O fósforo (P) é um elemento essencial à produção agrícola, finito e insubstituível em suas funções no metabolismo vegetal. A baixa disponibilidade do nutriente nos solos tropicais está relacionada à sua forte interação com os colóides e íons na solução do solo, por meio da adsorção e precipitação, que reduzem a fração disponível. As plantas desenvolvem mecanismos de adaptação sob deficiência de P nos solos. Diversos estudos indicam variação genotípica das plantas em relação ao uso eficiente do nutriente. O aumento da eficiência de uso pode ser conseguida pelo aumento da aquisição do nutriente do solo (eficiência de absorção) e pelo aumento da produção por unidade de P absorvido (eficiência de utilização). Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de caracterizar os cultivares das espécies Coffea arabica e Coffea canephora quanto ao uso de P, agrupar em relação a eficiência e resposta ao nutriente, e avaliar as adaptações morfológicas do sistema radicular do cafeeiro submetido a baixa disponibilidade de P. O crescimento do cafeeiro reduziu sob baixa disponibilidade de P, e a concentração do nutriente foi superior nos cultivares de C. canephora. As folhas jovens concentraram mais P, principalmente na forma de Pi. A colonização micorrízica em C. arabica foi superior nas raízes sob deficiência de P, e a atividade da enzima fosfatase ácida não variou com os níveis do nutriente. Os cultivares de C. canephora foram eficientes na absorção de P, enquanto os cultivares de C. arabica eficientes na utilização do nutriente. A eficiência de P variou entre os cultivares de café, em que E16 Shoa, E22 Sidamo, Iêmen e Acaiá foram eficientes e responsivos. A deficiência de P reduziu o crescimento e o acúmulo de biomassa no cafeeiro, mas aumentou a razão raiz/parte aérea em C. arabica. As raízes sob deficiência de P foram mais finas e cresceram menos. A eficiência de absorção de P correlacionou positivamente com a área superficial, comprimento, volume de raízes, número de ramificações e densidade de tecido de raiz, e negativamente com o comprimento específico. A eficiência de utilização correlacionou positivamente com a altura, número de folhas, massa seca e razão raiz/parte aérea, e negativamente com a concentração e acúmulo de P nos tecidos. Os cultivares mais eficientes em P apresentaram maior área superficial, comprimento, volume de raízes e densidade de tecido radicular, e menor comprimento específico sob deficiência do nutriente. Os cultivares mais eficientes em P foram: E22 Sidamo, Acaiá, Jimma Tane, Obatã, Ouro Verde, Caturra Amarelo, Icatu Precoce e Guarini. / Phosphorus is a nutrient essential to agricultural production, finite and irreplaceable in their functions in plant metabolism. Low P availability in tropical soils is related to its strong interaction with colloids and ions in soil solution by means of adsorption and precipitation, which reduce the fraction available. Plants develop adaptation mechanisms under P deficiency in soils. Several studies indicate genotypic variation of plants in relation to the efficient use of P. Increased use efficiency can be achieved by increasing soil nutrient acquisition (uptake efficiency) and by enhancing production per unit of P absorbed (utilization efficiency). The objective of this study was to characterize cultivars of the species Coffea arabica and Coffea canephora regarding the use of P, group them in terms of efficiency and response to P and assess the morphological adaptations of the root system of coffee cultivars subjected to low availability of P. Coffee growth reduced under low availability of P, and P concentration was higher in cultivars of C. canephora. Young leaves concentrated more P, mostly in the form of Pi. Mycorrhizal colonization of C. arabica was higher in the roots under P deficiency, and the activity of the phosphatase acid enzyme did not vary with nutrient levels. Cultivars of C. canephora were efficient in P uptake, while the cultivars of C. arabica were more efficient in nutrient utilization. P efficiency varied between the coffee cultivars, and E16 Shoa, E22 Sidamo, Iêmen and Acaiá were efficient and responsive. P deficiency reduced growth and biomass accumulation in the coffee plant, but increased the root/shoot ratio in C. arabica. Roots under P deficiency were thinner and grew less. The P uptake efficiency correlated positively with the surface area, length, root volume, number of branches and root tissue density, and negatively with the specific length. P utilization efficiency correlated positively with height, number of leaves, dry matter and root/shoot ratio, and negatively with the concentration and accumulation of P in the tissues. Cultivars that were more efficient in P uptake showed more surface area, length, root volume and root tissue density, and smaller specific length under P deficiency. The most P efficient cultivars were: E22 Sidamo, Acaiá, Jimma Tane, Obatã, Ouro Verde, Caturra Amarelo, Icatu Precoce and Guarini.

Submitted by CARLA MARIA GOULART DE MORAES (carlagm) on 2015-05-19T17:53:47Z No. of bitstreams: 1 AnaCristineHeinen.pdf: 2695303 bytes, checksum: f1ff1f79f79a5c805238bf0b34700bcb (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-19T17:53:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaCristineHeinen.pdf: 2695303 bytes, checksum: f1ff1f79f79a5c805238bf0b34700bcb (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / Banco Santander / Banespa / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / As iniciativas ambientais no setor de transporte aéreo têm sido tema de debates internacionais. A máxima eficiência dos recursos ambientais deve ser buscada e, em resultado, obter lucro com a mínima liberação de poluentes. Isso significa ser ecoeficiente. Assim, o objetivo desta dissertação é determinar a eficiência técnica ambiental das empresas aéreas brasileiras. A metodologia utilizada foi a Análise Envoltória de Dados (DEA), com base no modelo CCR, e orientada a insumo. As variáveis utilizadas no estudo como insumos são: frota, número de funcionários de voo, número de funcionários terra e consumo de combustível em litros. Como produtos são utilizados passageiros vezes quilômetro pago transportado, tonelada vezes quilômetro utilizada paga e número de horas em terra. Foram propostos dois modelos para a análise dos dados, o de transporte de passageiros e o de carga. Foi possível identificar a eficiência relativa de cada organização e, após isso, verificar o percentual de melhoria dos insumos das unidades ineficientes, quando o objetivo é que estas se projetem na fronteira de eficiência. A partir da aplicação DEA e com base no consumo de combustível em litros, pôde-se estimar, além das quantidades totais de emissões de CO2 das empresas, o quanto é possível minimizá-los de forma relativa às unidades eficientes. Concluiu-se com os resultados que, entre as empresas que prestam serviço de transporte de passageiros, as mais eficientes são as que proporcionam voos de maiores distâncias e obtêm maior participação de mercado. Entre elas estão a Azul, a Tam, a Webjet e a Gol/Vrg. Em relação às empresas que prestam serviço de transporte de carga, são eficientes a Absa e a Master Top. Quanto às emissões de CO2 a quantidade estimada com relação às atividades de voo das empresas no ano de 2010 é de 10.991 GgCO2. As empresas do transporte de carga são responsáveis por 365,70 GgCO2. E do transporte de passageiros 10625,62 GgCO2. É possível a redução de 226 GgCO2, o que representa uma redução de 2,05% do total de emissões das empresas. Para o transporte de carga, é possível a minimização de 60,62 GgCO2, representando redução de 0,55% do total de emissões das empresas. / The Environmental initiatives in the aero transportation have been the topic of international debates. The maximum efficiency of the natural resources have to be achieved, and at the same time, there must have profits with minimum pollutants emission. That means being ecoefficient. So, the purpose of this work is to determine the environmental technical efficiency of the Brazilian airlines. The used methodology was Data Envelopment Analysis (DEA), based on the CCR model and input orientation. The variables used as inputs in the study are: fleet, number of flight cabin crew, number of ground staff and fuel consumption in liters. As products are used passengers transported paid times kilometer, paid tons times kilometer and is used as negative product the hours on ground. Two models were suggested for data analysis: the passengers transport and the cargo. It was possible to identify the relative efficiency of each organization and, after that, to identify the input improvement percentage of the inefficient units, when the goal is that they project themselves on the efficiency frontier. From the DEA application and based on the fuel liter consumption, it was estimated, beyond the total quantity of CO2 emissions from the companies, how much it is possible to minimize them relatively to the efficient units. Therefore, it was concluded that, among the companies that transport passengers, the most efficient are the ones that have longer flights and have more market share. In relation to those companies which provide cargo service, the ones that are efficient are Absa and Master Top. Regarding to CO2 emissions, the estimated quantity related to the companies’ flight activities in 2010 is 10.991 GgCO2. The cargo companies are responsible for 365,70 GgCO2, whereas the passengers transport companies are responsible for 10.625,62 GgCO2. It is possible to reduce 226 GgCO2, that represents a reduction of 2.05% from the companies’ total emissions. For the cargo transport, it is possible to minimize 60,62 GgCO2, representing a reduction of 0,55% from the companies’ total emissions.

Massive MIMO communication systems have been highlighted as the main technology for physical layer of next generation communication standards, like 5G. While conventional communication between BS and its covered users is performed in orthogonal time-frequency resources, the improved interuser interference mitigation capability provided by the large number of BS antennas enables the BS to communicate with several users in the same time-frequency resource. This better usage of available but scarce spectrum elevates the spectral efficiency to very appreciable levels, and has a similar effect on energy efficiency, since the transmit power is not increased. On the other hand, if the objective is to provide a target performance for the users, the required transmit power in both direct and reverse links can be made inversely proportional to the number of BS antennas employed. In this Doctoral Thesis, several important aspects of massive MIMO systems are systematically investigated aiming to improve their energy and spectral efficiencies. We can enumerate our main contributions as follows. Considering a cellular massive MIMO network, we proposed an optimized assignment policy of training sequences to the users, which is then combined with suitable power control algorithms. We have also investigated the adoption of alternative waveforms in this scenario, such as single-carrier transmission, in order to overcome the issues of conventional OFDM. Our contributions in this topic are to derive analytical performance expressions for a time-domain single-carrier equalizer taking advantage of the large number of BS antennas, and to evaluate and compare the total energy efficiency of OFDM versus single-carrier massive MIMO systems. Finally, considering crowded massive MIMO networks, composed by both human users as well as machine-type communication devices, we proposed an improved random access protocol aiming to decrease the average number of access attempts for the users and decreasing the probability of failed access attempts. / Sistemas de comunicação de múltiplas antenas (multiple-input multiple-output - MIMO) têm se destacado como a principal tecnologia para a camada física dos padrões de comunicação da próxima geração, como o 5G. Enquanto a comunicação convencional entre a estação base (base station - BS) e seus usuários atendidos é realizada em recursos ortogonais de tempo-frequência, a grande capacidade de redução da interferência interusuários possibilitada pelo grande número de antenas da BS habilita a BS a se comunicar com diversos usuários no mesmo recurso tempo-frequência. Este melhor uso do escasso espectro disponível eleva a eficiência espectral a níveis muito apreciáveis, e tem um efeito similar na eficiência energética, pois a potência de transmissão não é aumentada. Por outro lado, se o objetivo é fornecer um desempenho desejado para os usuários, a potência de transmissão necessária em ambos os enlaces direto e reverso pode ser feita inversamente proporcional ao número de antenas na BS. Nesta Tese de Doutorado, diversos aspectos importantes de sistemas MIMO massivo são sistematicamente investigados com o objetivo de melhorar suas eficiências energética e espectral. Pode-se enumerar as principais contribuições alcançadas como se segue. Considerando uma rede celular MIMO massivo, propõe-se uma política de atribuição de sequências de treinamento aos usuários otimizada, a qual é depois combinada com apropriados algoritmos de controle de potência. Também investiga-se a adoção neste cenário de formas de onda alternativas, tal como a transmissão de portadora única, visando superar as deficiências da convencional multiplexagem por divisão de portadoras ortogonais (orthogonal frequency-division multiplexing - OFDM). As principais contribuições obtidas neste tema são derivar expressões de desempenho analíticas para um equalizador de portadora única no domínio do tempo que aproveita o grande número de antenas na BS, e avaliar e comparar a eficiência energética total de sistemas MIMO massivo OFDM versus portadora única. Finalmente, considerando redes MIMO massivo sobrecarregadas, compostas por usuários humanos bem como dispositivos de comunicação do tipo máquina, propõe-se um protocolo de acesso aleatório melhorado visando diminuir o número médio de tentativas de acesso para os usuários e diminuir a probabilidade de falhas de tentativa de acesso.

Devido ao aprimoramento das práticas silviculturais e do melhoramento genético para seleção de genótipos mais produtivos, a produtividade do Pinus taeda no Brasil é reconhecida entre as maiores do mundo. Mesmo com alta produtividade em determinados sítios, sua variação é consideravelmente grande. Sabe-se que a disponibilidade de água, luz e nutrientes são fatores essenciais para a produção de madeira, onde a eficiência de uso desses recursos influenciam nesta variação do produtividade. Contudo, a ausência de fertilização em plantios de Pinus é majoritária nas áreas comerciais no Brasil, devido ao bom crescimento em solos de baixa fertilidade e por dificilmente apresentarem deficiência visual de nutrientes. Para compreender quais fatores influenciam na produção e partição de biomassa, se faz necessário o estudo da ecologia da produção. Diante disso, o presente trabalho tem como principais objetivos: i) estudar a influência de diferentes classes de solo no crescimento do Pinus taeda; ii) estudar a resposta da produtividade da espécie submetida à fertilização e ao desbaste; iii) avaliar a interceptação de luz; e iv) estimar a eficiência do crescimento (EC), uso da luz (EUL) e do nitrogênio (EUN) em povoamentos de Pinus taeda no sul do Brasil. Utilizou-se para este estudo parcelas quadrigêmeas da rede experimental do programa de Produtividade Potencial do Pinus no Brasil, as quais compõem um gradiente edafoclimático nos estados do Paraná e de Santa Catarina. As parcelas foram submetidas aos seguintes tratamentos: controle (C), fertilizado (F), desbastado (D), desbastado e fertilizado (DF). Foi calculado o índice de sítio, o incremento corrente anual, o incremento médio anual, índice de uniformidade do povoamento, a produtividade primária líquida de madeira e o índice de área foliar (IAF). Realizou-se análises de solo (0-20 cm) e foliar. Os dados das variáveis climáticas calculadas foram obtidos das estações meteorológicas mais próximas aos sítios avaliados. A produtividade mínima e máxima das parcelas controle foi de, respectivamente, 20,3 e 56,9 m³ ha-1 ano-1 com idade média de 13 anos. Houve efeito significativo dos tratamentos F e DF, com ganho máximo no estoque de volume por parcela de 33 e 63%, respectivamente. A resposta da fertilização e da fertilização com desbaste ocorreram em áreas menos férteis e com menor teor de matéria orgânica do solo. A uniformidade dos povoamentos correlacionou-se positivamente com as parcelas de maior área basal em 2014 e com a EC, EUL e EUN calculadas em 2013. Os valores médios da EC, EUL e EUN aos 12,4 anos de idade foram de 2,1 Mg ha-1 IAF-1, 0,55 g MJ-1 e 93 kg lenho kg-1 N ano-1, respectivamente. Houve relação linear positiva da EC, EUL e EUN com a produção de biomassa total acima do solo. Ocorreu maior influência das variáveis edáficas na eficiência do uso dos recursos naturais comparado com as variáveis climáticas. / Due to the improvement of silviculture practices and breeding for the selection of more productive genotypes, the loblolly pine productivity in Brazil is recognized as one of the biggest in the world. Even with the high productivity at certain sites, its variation is large. It is known that the availability of water, light and nutrients are essential for the wood production, and that the use efficiency of these resources influences the productivity variation. However, the absence of fertilization in pine plantations is majority in the commercial areas in Brazil due to good growth in low fertility soils and it hardly presents visual nutrient deficiency. To understand which factors influence the production and biomass partitioning, it is necessary to study the production ecology. Thus, the present work has as main objectives: i) to study the influence of different soil classes in loblolly pine growth; ii) to study the productivity response submitted to fertilization and thinning; iii) to evaluate the light interception; and iv) to estimate the growth efficiency (GE), use of light (LUE) and nitrogen (NUE) in loblolly pine stands in southern Brazil. For this study, it was used quadriplots from the experimental network of Pinus Potential Productivity in Brazil program, which composes an edaphoclimatic gradient in Parana and Santa Catarina states. The plots were submitted to the following treatments: control (C), fertilized (F), thinning (T), thinning and fertilized (TF). It was calculated the site index, the annual increment, the mean annual increment, the stand uniformity index, wood net primary productivity and the leaf area index (LAI). The soil (0-20 cm) and foliar analyzes were held. Data from the calculated climate variables was obtained from the closest weather stations to the evaluated sites. The minimum and maximum productivity of control plots were, respectively, 20.3 and 56.9 m³ ha-1 yr-1 with an average age of 13 years. There was a significant effect of F and TF treatments, with maximum gain in volume stock of 33 and 63%, respectively. The response of fertilization and fertilization with thinning occurred in less fertile areas and with lower soil organic matter content. The stands uniformity correlated positively with the basal area in 2014 and the GE, LUE and NUE calculated in 2013. The mean values of GE, LUE and NUE at the average age of 12,4 years were 2.1 Mg ha-1 LAI-1, 0.55 g MJ-1 and 93 kg wood kg-1 N year-1, respectively. There was a positive linear relationship of GE, LUE and NUE with the production of total biomass above ground. The soil variables influenced more on the use efficiency of natural resources than climatic variables.

O fósforo (P) é um elemento essencial à produção agrícola, finito e insubstituível em suas funções no metabolismo vegetal. A baixa disponibilidade do nutriente nos solos tropicais está relacionada à sua forte interação com os colóides e íons na solução do solo, por meio da adsorção e precipitação, que reduzem a fração disponível. As plantas desenvolvem mecanismos de adaptação sob deficiência de P nos solos. Diversos estudos indicam variação genotípica das plantas em relação ao uso eficiente do nutriente. O aumento da eficiência de uso pode ser conseguida pelo aumento da aquisição do nutriente do solo (eficiência de absorção) e pelo aumento da produção por unidade de P absorvido (eficiência de utilização). Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de caracterizar os cultivares das espécies Coffea arabica e Coffea canephora quanto ao uso de P, agrupar em relação a eficiência e resposta ao nutriente, e avaliar as adaptações morfológicas do sistema radicular do cafeeiro submetido a baixa disponibilidade de P. O crescimento do cafeeiro reduziu sob baixa disponibilidade de P, e a concentração do nutriente foi superior nos cultivares de C. canephora. As folhas jovens concentraram mais P, principalmente na forma de Pi. A colonização micorrízica em C. arabica foi superior nas raízes sob deficiência de P, e a atividade da enzima fosfatase ácida não variou com os níveis do nutriente. Os cultivares de C. canephora foram eficientes na absorção de P, enquanto os cultivares de C. arabica eficientes na utilização do nutriente. A eficiência de P variou entre os cultivares de café, em que E16 Shoa, E22 Sidamo, Iêmen e Acaiá foram eficientes e responsivos. A deficiência de P reduziu o crescimento e o acúmulo de biomassa no cafeeiro, mas aumentou a razão raiz/parte aérea em C. arabica. As raízes sob deficiência de P foram mais finas e cresceram menos. A eficiência de absorção de P correlacionou positivamente com a área superficial, comprimento, volume de raízes, número de ramificações e densidade de tecido de raiz, e negativamente com o comprimento específico. A eficiência de utilização correlacionou positivamente com a altura, número de folhas, massa seca e razão raiz/parte aérea, e negativamente com a concentração e acúmulo de P nos tecidos. Os cultivares mais eficientes em P apresentaram maior área superficial, comprimento, volume de raízes e densidade de tecido radicular, e menor comprimento específico sob deficiência do nutriente. Os cultivares mais eficientes em P foram: E22 Sidamo, Acaiá, Jimma Tane, Obatã, Ouro Verde, Caturra Amarelo, Icatu Precoce e Guarini. / Phosphorus is a nutrient essential to agricultural production, finite and irreplaceable in their functions in plant metabolism. Low P availability in tropical soils is related to its strong interaction with colloids and ions in soil solution by means of adsorption and precipitation, which reduce the fraction available. Plants develop adaptation mechanisms under P deficiency in soils. Several studies indicate genotypic variation of plants in relation to the efficient use of P. Increased use efficiency can be achieved by increasing soil nutrient acquisition (uptake efficiency) and by enhancing production per unit of P absorbed (utilization efficiency). The objective of this study was to characterize cultivars of the species Coffea arabica and Coffea canephora regarding the use of P, group them in terms of efficiency and response to P and assess the morphological adaptations of the root system of coffee cultivars subjected to low availability of P. Coffee growth reduced under low availability of P, and P concentration was higher in cultivars of C. canephora. Young leaves concentrated more P, mostly in the form of Pi. Mycorrhizal colonization of C. arabica was higher in the roots under P deficiency, and the activity of the phosphatase acid enzyme did not vary with nutrient levels. Cultivars of C. canephora were efficient in P uptake, while the cultivars of C. arabica were more efficient in nutrient utilization. P efficiency varied between the coffee cultivars, and E16 Shoa, E22 Sidamo, Iêmen and Acaiá were efficient and responsive. P deficiency reduced growth and biomass accumulation in the coffee plant, but increased the root/shoot ratio in C. arabica. Roots under P deficiency were thinner and grew less. The P uptake efficiency correlated positively with the surface area, length, root volume, number of branches and root tissue density, and negatively with the specific length. P utilization efficiency correlated positively with height, number of leaves, dry matter and root/shoot ratio, and negatively with the concentration and accumulation of P in the tissues. Cultivars that were more efficient in P uptake showed more surface area, length, root volume and root tissue density, and smaller specific length under P deficiency. The most P efficient cultivars were: E22 Sidamo, Acaiá, Jimma Tane, Obatã, Ouro Verde, Caturra Amarelo, Icatu Precoce and Guarini.

A conjuntura nacional de crescimento econômico e populacional aliada aos programas habitacionais de combate ao déficit de moradias deixa antever o contínuo aumento da demanda energética no setor residencial, que deve ser alvo de políticas públicas de promoção de eficiência energética. O objetivo da presente dissertação é investigar o potencial do Código de Obras e Edificações (COE) do Município de São Paulo enquanto instrumento regulatório de promoção de eficiência energética e apresentar sugestões com vista à revisão do atual documento. Para tal dividiu-se a pesquisa em três temas: fatores que explicam o consumo energético (direto e indireto) das edificações e estratégias de minimização desse consumo; caracterização dos códigos de eficiência energética em edificações (CEEE), com destaque para o Código de Obras, e panorama internacional e brasileiro relativamente à sua adoção; caracterização do consumo energético do Município de São Paulo e análise dos requisitos de eficiência energética no atual COE. Atendendo à elevada taxa de novas construções e ao estoque de edifícios obsoletos com potencial de retrofitting defende-se que o Código de Obras, pela sua abrangência e obrigatoriedade, constitui um instrumento regulatório adequado à promoção da eficiência energética no setor de edificações no Município de São Paulo e sugere-se a revisão do atual COE com vista à introdução de requisitos de eficiência energética. Entre as sugestões apresentadas contam-se a segmentação das medidas dirigidas às moradias de interesse social e às chamadas edificações de mercado, definição de limites máximos para o valor de transmitância térmica dos elementos opacos da envoltória (paredes e cobertura) em ambientes condicionados e não condicionados e a exigência de um nível mínimo de eficiência energética para edificações e equipamentos instalados. Como contribuição da presente pesquisa cabe ainda destacar o cálculo da intensidade energética por unidade de área construída nos setores residencial e comercial no Município de São Paulo, indicador em falta na literatura e dados oficiais publicados. / The national economic and population growth in association with the housing programs to combat housing deficit are expected to result in future increase of energy demand in the residential sector. Considering the already high contribution of the building sector in the electricity consumption of Brazil, the development of policy measures aiming to promote energy efficiency in the sector should be encouraged. The main objective of this research is to investigate the potential of the Building Code (BC) of São Paulo municipality as a regulatory instrument to promote energy efficiency and make suggestions to revise it. To this end, the paper is divided in three parts: factors that explain the energy consumption (direct and indirect) of buildings and strategies to minimize it; characterization of Building Energy Efficiency Codes (BEEC) and the Brazilian and international panorama regarding its adoption; energy consumption of São Paulo municipality and analysis of energy efficiency requirements in the current BC. As a mandatory and comprehensive regulatory instrument, Building Codes are adequate do promote energy efficiency given the local reality of high annual rates of construction and the significant stock of old buildings which could benefit from retrofitting. Suggestions to a revision process of the BC of São Paulo Municipality include segmentation of energy efficient requirements according to social economic profile of buildings, definition of overall heat transfer coefficient values (U-factor) for building envelope components (walls and roof) of conditioned and non-conditioned areas, and definition of minimum energy efficiency levels for buildings and equipments. Additional contribution of this research includes estimation of electricity use per square meter of building floor area, for the residential and commercial sectors in São Paulo municipality.

Massive MIMO communication systems have been highlighted as the main technology for physical layer of next generation communication standards, like 5G. While conventional communication between BS and its covered users is performed in orthogonal time-frequency resources, the improved interuser interference mitigation capability provided by the large number of BS antennas enables the BS to communicate with several users in the same time-frequency resource. This better usage of available but scarce spectrum elevates the spectral efficiency to very appreciable levels, and has a similar effect on energy efficiency, since the transmit power is not increased. On the other hand, if the objective is to provide a target performance for the users, the required transmit power in both direct and reverse links can be made inversely proportional to the number of BS antennas employed. In this Doctoral Thesis, several important aspects of massive MIMO systems are systematically investigated aiming to improve their energy and spectral efficiencies. We can enumerate our main contributions as follows. Considering a cellular massive MIMO network, we proposed an optimized assignment policy of training sequences to the users, which is then combined with suitable power control algorithms. We have also investigated the adoption of alternative waveforms in this scenario, such as single-carrier transmission, in order to overcome the issues of conventional OFDM. Our contributions in this topic are to derive analytical performance expressions for a time-domain single-carrier equalizer taking advantage of the large number of BS antennas, and to evaluate and compare the total energy efficiency of OFDM versus single-carrier massive MIMO systems. Finally, considering crowded massive MIMO networks, composed by both human users as well as machine-type communication devices, we proposed an improved random access protocol aiming to decrease the average number of access attempts for the users and decreasing the probability of failed access attempts. / Sistemas de comunicação de múltiplas antenas (multiple-input multiple-output - MIMO) têm se destacado como a principal tecnologia para a camada física dos padrões de comunicação da próxima geração, como o 5G. Enquanto a comunicação convencional entre a estação base (base station - BS) e seus usuários atendidos é realizada em recursos ortogonais de tempo-frequência, a grande capacidade de redução da interferência interusuários possibilitada pelo grande número de antenas da BS habilita a BS a se comunicar com diversos usuários no mesmo recurso tempo-frequência. Este melhor uso do escasso espectro disponível eleva a eficiência espectral a níveis muito apreciáveis, e tem um efeito similar na eficiência energética, pois a potência de transmissão não é aumentada. Por outro lado, se o objetivo é fornecer um desempenho desejado para os usuários, a potência de transmissão necessária em ambos os enlaces direto e reverso pode ser feita inversamente proporcional ao número de antenas na BS. Nesta Tese de Doutorado, diversos aspectos importantes de sistemas MIMO massivo são sistematicamente investigados com o objetivo de melhorar suas eficiências energética e espectral. Pode-se enumerar as principais contribuições alcançadas como se segue. Considerando uma rede celular MIMO massivo, propõe-se uma política de atribuição de sequências de treinamento aos usuários otimizada, a qual é depois combinada com apropriados algoritmos de controle de potência. Também investiga-se a adoção neste cenário de formas de onda alternativas, tal como a transmissão de portadora única, visando superar as deficiências da convencional multiplexagem por divisão de portadoras ortogonais (orthogonal frequency-division multiplexing - OFDM). As principais contribuições obtidas neste tema são derivar expressões de desempenho analíticas para um equalizador de portadora única no domínio do tempo que aproveita o grande número de antenas na BS, e avaliar e comparar a eficiência energética total de sistemas MIMO massivo OFDM versus portadora única. Finalmente, considerando redes MIMO massivo sobrecarregadas, compostas por usuários humanos bem como dispositivos de comunicação do tipo máquina, propõe-se um protocolo de acesso aleatório melhorado visando diminuir o número médio de tentativas de acesso para os usuários e diminuir a probabilidade de falhas de tentativa de acesso.