Since the 1990s, the evolution to more environmentally sustainable business operations has gained increased recognition incorporations and the Academia, with sustainability becoming a key competitive priority for companies. In spite of a large amount of research on ecodesign,or the integration of environmental aspects into product design and development, recent surveys state that thorough ecodesign implementation is still a challenge for most firms.To overcome gaps found in prior studies (such as a distance between theory and practice, and over-technical and fragmented recommendations), this research aimed to identify and experiment how to incorporate environmental sustainability more effectively into product innovation and related activities of a company, and to propose a framework summarising the associated learning. This thesis is based on a set of five articles, applying a multi-methods approach. The framework was built with a methodology combining systematic reviews of previous literature and action research through a five-year long experiment. Inside a leading Brazilian cosmetics company, two implementation cycles were conducted, including customisation of ecodesign tools and their application in eight product development projects, and wide capacity building involving different stakeholders. The research led to three contributions. As a first methodological contribution, action research methodology and application guidelines were developed, for an effective collaboration mode between the Academia and companies, especially adapted to sustainable open innovation. Secondly, this study has deepened and experimented in real company context a broad view of ecodesign related activities, expanding the recognised approach centred on individual projects and validating the concept of formal insertion of customised ecodesign tools into of the Product Development Process. Such principle was further extended to include other managerial aspects, such as project and portfolio management, and linking them with strategic planning. To complement such technical and process related aspects, new \"soft\" side approaches were also experienced, building on the Transition Management theory. The third and major contribution, deriving from a synthesis of more than fifty models found in the literature and the action research, is the proposition of an \"Ecodesign Transition Framework\". The so-called \"15Ps ETF\"comprehends a \"pattern\" with eight main constructs (Purpose, Portfolio, Process, Platform, Pipeline, Practices & tools, Procedures and Project management) for a mature ecodesign and a \"pathway\" component, with five constructs (Planet, Public, Programme, Pilot, and People), for conducting the necessary transition addressing soft issues. The central \"Aztec pyramid\" shape of the framework represents the systemic three-level structure, combining the strategic, tactical and operational product related processes and activities. The ETF intends to support a far-reaching approach to better plan, implement and monitor the integration of environmental considerations in the whole innovation process of a company, through a systemic action learning process. The overall increased ecodesign maturity observed in the company showed congruence with the framework, with substantial challenges also observed. For further validation, the ETF could be applied in different contexts, and explored through qualitative and quantitative studies of associated limiting or success factors, to better address corporate specificities and complexity (e.g., culture, resistance to change, organisational entropy, etc.). / Desde os anos 1990, a evolução em direção de operações mais ambientalmente sustentáveis ganhou maior reconhecimento em empresas e na Academia, com a sustentabilidade se tornando uma prioridade competitiva. Apesar de uma grande quantidade de pesquisas sobre ecodesign, ou a integração dos aspectos ambientais no desenvolvimento de produtos, estudos recentes indicam que uma implementação completa do ecodesign ainda é um desafio para a maioria das empresas. Para superar as lacunas encontradas em estudos anteriores (como a distância entre teoria e prática, e recomendações excessivamente técnicas e fragmentadas), esta pesquisa teve como objetivo identificar como incorporar a sustentabilidade ambiental de forma mais efetiva na inovação de produtos de uma empresa, e propor um modelo que sintetiza os resultados. Esta tese, baseada em cinco artigos, aplicou uma abordagem multimétodos. O modelo foi construído combinando revisões sistemáticas de literatura e uma pesquisa-ação de cinco anos. Dentro de uma empresa brasileira líder do setor cosmético, dois ciclos de implementação foram conduzidos, incluindo customização de ferramentas de ecodesign e sua aplicação em oito projetos de desenvolvimento de produtos, com ampla capacitação de diferentes partes interessadas. A pesquisa levou a três contribuições. Como primeira contribuição metodológica, diretrizes de aplicação da pesquisa-ação promovem um modo de colaboração efetivo entre a Academia e as empresas, especialmente adaptado para a inovação aberta e sustentável. Em segundo lugar, o presente estudo desenvolveu uma visão larga das atividades relacionadas ao ecodesign, ampliando a abordagem tradicional centrada em projetos individuais, e validando o conceito de inserção formal de ferramentas de ecodesign customizadas no Processo de Desenvolvimento de Produtos. Além desse princípio, outros aspectos gerenciais, tais como gestão de projetos e de portfolio foram considerados, ligando-os com o planejamento estratégico. Adicionalmente, novas abordagens de gestão de mudanças foram experimentadas, com base na teoria de Gestão de Transição. A terceira e maior contribuição, decorrente de uma síntese de mais de cinquenta modelos encontrados na literatura, associada à pesquisaação, é a proposição do \"Ecodesign Transition Framework\". O chamado \"15Ps ETF\" compreende um \"Padrão\" com oito construtos (Propósito, Portfolio, Processo, Plataforma, Pipeline, Práticas e ferramentas, Procedimentos e Projetos) para um ecodesign maduro, e um componente chamado \"Percurso\", com cinco construtos (Planeta, Público, Programa, Piloto, e Pessoas), para a realização da necessária transição endereçando aspectos não técnicos. A parte central do modelo, com formato de \"pirâmide azteca\", representa uma estrutura sistêmica com três níveis - estratégico, tático e operacional - combinando os processos e atividades ligados à inovação de produto. O modelo ETF almeja apoiar uma abordagem ampliada para planejar, implementar e monitorar a integração das considerações ambientais em todaa inovação de produto de uma empresa, através de uma dinâmica de aprendizagem sistêmica. O aumento global da maturidade em ecodesign observado na empresa mostrou congruência com o modelo, com desafios significativos também observados. Para maior validação, o ETF poderia ser aplicado em diferentes contextos, e aprofundado através de estudos qualitativos e quantitativos de fatores de sucesso associados, a fim de considerar as especificidades das empresas e complexidade associada (como: cultura, resistência a mudanças, entropia organizacional, etc.).

Private sector, government and the academia have been recognizing the value of a \'designerly\' approach to business problems, in the context that the traditional technical-rationality has been insufficient to address issues in the contemporary volatile, uncertain, complex and ambiguous environment. Design Thinking has been growing since Tim Brown, CEO of a prestigious global design agency, started advocating and disseminating this approach in the business environment ten years ago. As more organizations are implementing Design Thinking (DT), this research aims to analyze the relation between individuals\' Readiness for adopting DT in organizations and their thinking styles, namely Rationality and Experientiality. From the literature review, some authors characterize Design Thinking by its focus on human needs, open objectives so creativity can arise, iteratively, reliance on qualitative methods, intuition and experience, - to name some of the characteristics. Accordingly, the initial hypothesis of this research stated that individuals with high Experientiality score would be the ones with higher Readiness to adopt Design Thinking. A quantitative survey was designed based on existing instruments in the academic literature. For assessing the thinking styles, the Rationality-Experientiality Inventory (REI) developed by Pacini & Epstein (1999) was integrally applied; for measuring the individual\'s Readiness for adoption of Design Thinking, the Readiness for Organizational Change Measure (ROCM) developed by Holt, Armenakis, Feild, & Harris (2007b) was partially applied; and to collect the respondents\' understanding on Design Thinking, questions were designed based on the paper published by Glen, Suciu & Baughn (2014). The sample size had 251 valid respondents from the state of Sao Paulo (Brazil), with declared knowledge or experience with Design Thinking. One-way ANOVA was conducted to determine significant differences within the terciles of Rationality, Experientiality and Readiness-for-change and between the thinking styles terciles and the score of Readiness for adopting Design Thinking; Regression Analysis was conducted to determine, among all variables in the research, which are the ones explaining Readiness for adopting Design Thinking. The results pointed out that the group of individuals with high score of Rationality (third tercile) presented higher Readiness for adopting Design Thinking, as well as the third and first terciles of Experientiality. Furthermore, when Rationality and Experientiality scores were analyzed together, both thinking styles did have influence on the individuals\' Readiness for adopting Design Thinking. The understanding of the level of individual\'s thinking styles provides some light on the challenges ahead regarding the acceptance of Design Thinking. Smoother and more efficient change management programs can be designed for educational programs relying on Design Thinking or for departments in organizations implementing Design Thinking. These findings may implicate in further researches in the cognitive field of Design Thinking, as the success of DT adoption in organizations can be influenced by the thinking style profile which is dominant in the selected department or functional area to be implemented. / Private sector, government and the academia have been recognizing the value of a \'designerly\' approach to business problems, in the context that the traditional technical-rationality has been insufficient to address issues in the contemporary volatile, uncertain, complex and ambiguous environment. Design Thinking has been growing since Tim Brown, CEO of a prestigious global design agency, started advocating and disseminating this approach in the business environment ten years ago. As more organizations are implementing Design Thinking (DT), this research aims to analyze the relation between individuals\' Readiness for adopting DT in organizations and their thinking styles, namely Rationality and Experientiality. From the literature review, some authors characterize Design Thinking by its focus on human needs, open objectives so creativity can arise, iteratively, reliance on qualitative methods, intuition and experience, - to name some of the characteristics. Accordingly, the initial hypothesis of this research stated that individuals with high Experientiality score would be the ones with higher Readiness to adopt Design Thinking. A quantitative survey was designed based on existing instruments in the academic literature. For assessing the thinking styles, the Rationality-Experientiality Inventory (REI) developed by Pacini & Epstein (1999) was integrally applied; for measuring the individual\'s Readiness for adoption of Design Thinking, the Readiness for Organizational Change Measure (ROCM) developed by Holt, Armenakis, Feild, & Harris (2007b) was partially applied; and to collect the respondents\' understanding on Design Thinking, questions were designed based on the paper published by Glen, Suciu & Baughn (2014). The sample size had 251 valid respondents from the state of Sao Paulo (Brazil), with declared knowledge or experience with Design Thinking. One-way ANOVA was conducted to determine significant differences within the terciles of Rationality, Experientiality and Readiness-for-change and between the thinking styles terciles and the score of Readiness for adopting Design Thinking; Regression Analysis was conducted to determine, among all variables in the research, which are the ones explaining Readiness for adopting Design Thinking. The results pointed out that the group of individuals with high score of Rationality (third tercile) presented higher Readiness for adopting Design Thinking, as well as the third and first terciles of Experientiality. Furthermore, when Rationality and Experientiality scores were analyzed together, both thinking styles did have influence on the individuals\' Readiness for adopting Design Thinking. The understanding of the level of individual\'s thinking styles provides some light on the challenges ahead regarding the acceptance of Design Thinking. Smoother and more efficient change management programs can be designed for educational programs relying on Design Thinking or for departments in organizations implementing Design Thinking. These findings may implicate in further researches in the cognitive field of Design Thinking, as the success of DT adoption in organizations can be influenced by the thinking style profile which is dominant in the selected department or functional area to be implemented.

O objetivo deste estudo é responder a três perguntas básicas: \"que\" mudanças estratégicas têm sido observadas nas empresas que cresceram e diversificaram seus negócios; \"por que\" essas mudanças ocorrem; e \"como\" elas são gerenciadas. Para responder a essas perguntas utilizou-se a metodologia do estudo de caso na empresa Mangels, onde foram analisados: o conteúdo das mudanças na estratégia de negócios, na estrutura organizacional, na cultura e na política interna; o contexto externo e interno em que essas mudanças ocorreram; e os processos utilizados para implementá-las. Conclui-se que a Mangels passou por fases distintas de evolução (nascimento, crescimento, maturidade, declínio e revitalização), durante as quais apresentou mudanças características em sua estratégia de negócios, estrutura organizacional, cultura e política interna. Tais mudanças foram provocadas por pressões do ambiente externo (macroeconômico e competitivo) e interno (resultados econômico-financeiros, cultura e política interna), e foram implementadas através de mecanismos graduais ou radicais, dependendo da intensidade das pressões do ambiente. / The purpose of this study is to answer three basic questions: what kind of strategic changes have been observed in companies which increased and diversified their businesses; why these changes occur; and how they were managed. To answer these questions the case study methodology was used on the \"Mangels\" company. The following issues were analised: changes to the business strategy, organizational structure, culture and internal politics; the external and internal context in which these changes ocurred; and the processes used to implement these changes. The conclusion is that Mangels moved through five distinct life phases (birth, growth, maturity, decline and revitalization), in each of which specific changes to the business strategy, organizational structure, culture and internal politics were observed. These changes occurred in response to external and internal environment pressures, and were implemented by different approaches, gradual or radical, depending on intensity of these environment pressures.

A criação de inimigos naturais em laboratório pode resultar em mudanças genéticas e fenotípicas drásticas devido às alterações ocasionadas principalmente pela deriva genética, endogamia e seleção natural. Estas alterações podem afetar o fitness das populações e reduzir a capacidade adaptativa às condições naturais. Além disto, a criação de inimigos naturais em hospedeiros alternativos pode comprometer a eficiência em campo. Poucos estudos tiveram como objetivo estudar estratégias para minimizar estes efeitos em condições de laboratório. Quantificar a variação genética em características biológicas pode auxiliar a estimar a resposta adaptativa às condições de criação, além de fornecer informações importantes para o melhoramento de agentes de controle biológico. A hibridização intraespecífica, ou seja, o cruzamento entre populações divergentes também pode ser um método relevante e eficaz para aumentar a aptidão biológica de agentes de controle, uma vez que permite a introdução de variação genética externa capaz de recuperar o fitness de populações mantidas em laboratório por muito tempo. Desta forma, este trabalho teve como objetivo estudar as mudanças genéticas e fenotípicas associadas à criação de Trichogramma galloi nos hospedeiros natural e alternativo, bem como investigar a herdabilidade de caracteres fundamentais para o desempenho do parasitoide e identificar os efeitos da hibridização intraespecífica em populações já estabelecidas em laboratório. Os resultados mostraram que a longevidade, a porcentagem de emergência e o número de parasitoides por ovo do hospedeiro apresentaram um aumento entre gerações para a população mantida no hospedeiro natural, indicando haver sinais de adaptação às condições de criação. No entanto, para a população mantida no hospedeiro alternativo foi observada uma redução na fecundidade e porcentagem de emergência quando oferecido o hospedeiro natural para o parasitismo, indicando haver um custo adaptativo associado à utilização de um novo hospedeiro. Foi possível verificar a existência de variação genética significativa na fecundidade. Em média, 46% da variância fenotípica observada foi determinada pela variância genética aditiva, sendo os demais 54% devido à variância ambiental e componentes genéticos dominantes. Nos cruzamentos intraespecíficos não foram observados casos de heterose, no entanto, foi observada a recuperação do fitness em híbridos obtidos a partir da população que apresentava desempenho inferior. Como conclusões deste trabalho, (i) foi possível detectar sinais de adaptação às condições de laboratório na população mantida no hospedeiro natural e uma menor eficiência sobre a praga alvo ao longo das gerações na população mantida no hospedeiro alternativo; (ii) verificou-se variação genética significativa na fecundidade da população estudada e; (iii) a hibridização intraespecífica se mostrou eficaz para amenizar os efeitos da depressão por endogamia em uma das populações de T. galloi estudada. / The rearing of natural enemies in laboratory conditions can result in drastic genetic and phenotypic changes due to natural selection, inbreeding, and genetic drift. These changes may affect population fitness and reduce the adaptive potential in natural conditions. Moreover, rearing on alternative hosts may compromise field efficiency. Few studies have focused in strategies to minimize these effects in laboratory conditions. Quantify the genetic variation in biological traits can help estimate the adaptive response to rearing conditions in addition to provide important information for the improvement of biological control agents. Intraspecific hybridization, that is, the crossing between different populations may also be an important and effective method to increase fitness, since it introduces genetic variation able to recover the fitness of populations under laboratory for a long time. Thus, the aims of this work were to: study the genetic and phenotypic changes in laboratory populations of Trichogramma galloi on the natural and alternative host, investigate the heritability of fundamental traits to parasitoid success and identify the effects of intraspecific hybridization in populations already established in the laboratory. The results showed that longevity, emergence rate and the number of parasitoids per host egg increased between generations for the population maintained on the natural host, which corresponds to adaptation signs to the rearing conditions. However, the population reared on the alternative host had a reduction in fecundity and emergence rate when exposed to the natural host, indicating that there is a fitness cost associated with the utilization of a new host. It was possible to verify the existence of significant genetic variance in fecundity. On average, 46% of the observed phenotypic variance was determined by the additive genetic variance, with the remaining 54% due to environmental variance and dominant genetic components. In the intraspecific crosses there were no cases of heterosis, however, the recovery of fitness was observed in hybrids obtained from the population with lower performance. In summary, (i) it was possible to detect signs of adaptation to the rearing conditions in the population maintained on the natural host and a reduction in the efficiency on the target pest over the generations in the population reared on the alternative host; (ii) there was significant genetic variation in fecundity of the population studied and (iii) intraspecific hybridization proved to be effective to mitigate the effects of inbreeding depression in one of the populations of T. galloi studied.

Low impact developments (LID) have been used to mitigate the effects of urbanization on the hydrological cycle. However, there is a lack of studies on LID performance in subtropical climates and under potential impacts of climate change scenarios. This dissertation evaluated the impacts of two climate change scenarios (RCP 4.5 and 8.5) on urban drainage with pollutants and their effect on LID practice efficiency located in a subtropical climate, with Cfa classification according to Köppen and Geiger. First, the inlet quantity and quality parameters were calibrated. The buildup/washoff model was evaluated, comparing load calibration and concentration of pollutants: chemical oxygen demand (COD), total organic carbon (TOC), phosphate (PO4) (NH3), iron (Fe), cadmium (Cd) and zinc (Zn). Pollutant washing was studied in the area of the bioretention catchment using historical rainfall data between 2013 and 2017, analyzing the influence of the buildup/washoff parameters of each pollutant in the input mass. Afterwards, Eta5x5km (INPE) climate change scenarios were disaggregated to 5-minute intervals by the modified Bartlett-Lewis method. The disaggregated series was used to estimate the impacts of climate change on urban drainage into the bioretention. Therefore, a simple model, developed specifically for the study bioretention cell, was used to estimate the qualitative-quantitative efficiencies of each period of the climate change scenarios. According to the data acquired from INPE, climate change will result in a fall in the volume of rainfall in São Carlos, resulting in lower volumes of surface runoff. The impacts on pollutant washing, however, vary according to the buildup/washoff parameters, explained by a sensitivity analysis. Climate change does not affect the bioretention quantitative efficiency very much: 81.7% from 1980 to 1999 to 81.4% and 81.3% from 2080 to 2099 for CPR scenarios 4.5 and 8.5. The pollutant removal efficiencies, as well as the washing, depend on buildup/washoff characteristics. One of the main consequences of climate change is a drop in the runoff quality. However, even with quantitative efficiency being maintained, bioretention is capable of mitigating this increase in the concentration of pollutants in urban drainage. Thus, the LID will help preserve the quality of downstream rivers, whose volumes will already have diminished by the decrease in rainfall volume. / Técnicas compensatórias de drenagem (TC) vêm sido utilizadas para mitigar efeitos da urbanização no ciclo hidrológico. Entretanto faltam estudos sobre a performance destas TCs em clima subtropical e sob potenciais impactos de cenários de mudanças climáticas. Esta dissertação avaliou os impactos de dois cenários de mudanças climáticas (RCP 4.5 e 8.5) sobre o escoamento superficial urbano com poluentes e sua afetação na eficiência da TC localizada em clima subtropical, classificação Cfa segundo Köppen e Geiger. Primeiro se calibrou os parâmetros de quantidade e qualidade do escoamento superficial na entrada da biorretenção. O modelo buildup/washoff foi avaliado, comparando-se calibração da carga e concentração de poluentes: demanda química de oxigênio (DQO), carbono orgânico total (TOC), fosfato (PO4), nitrato (NO3), nitrito (NO2) amônia (NH3), ferro (Fe), cadmio (Cd) e zinco (Zn). Então se estudou a lavagem de poluentes na área de contribuição da biorretenção com histórico de precipitação entre 2013 e 2017 e analisando a influência dos parâmetros buildup/washoff de cada poluente na entrada de massa. Em seguida, cenários de mudanças climáticas Eta-5x5km (INPE) foram desagregados em intervalos de 5 minutos, pelo método de Bartlett-Lewis modificado. A série desagregada foi utilizada para se estimar os impactos das mudanças climáticas na drenagem urbana, a incidir na biorretenção. Então um modelo simples desenvolvido especificamente para a biorretenção em estudo foi usado para se estimar as eficiências quali-quantitativas de cada período dos cenários de mudanças climáticas. Os dados adquiridos do Inpe mostram que as mudanças climáticas resultarão em uma queda no volume de chuvas em São Carlos, resultando em menores volumes de escoamento superficial. Os impactos na lavagem de poluentes, entretanto, variam de acordo com os parâmetros buildup/washoff, explicados por uma análise de sensibilidade. As mudanças climáticas pouco afetam a eficiência quantitativa da biorretenção, 81.7% no período 1980-1999 para 81.4% e 81.3% no período 2080-2099 para cenários RCP 4.5 e 8.5. Já as eficiências de remoção de poluentes, assim como a lavagem destes, dependem das características buildup/washoff de lavagem. Uma das principais consequências observadas das mudanças climáticas é uma queda na qualidade do escoamento. Porém, mesmo com eficiência quantitativa sendo mantida, a biorretenção é capaz de amenizar essa o aumento na concentração de poluentes na drenagem urbana. Assim, a técnica ajudará a preservar a qualidade dos rios à jusante, que já terão seus volumes diminuídos pela queda no volume de chuva.

O segmento de concreto brasileiro contribui para as mudanças climáticas devido às emissões de CO2 e as possibilidades de reduções de emissões com maior visibilidade, atualmente, são as referentes ao setor cimenteiro. Mas, o cimento tem seu consumo aumentado devido às condições de aplicação no concreto, o que torna importante a análise das emissões nesta aplicação e das possibilidades de redução. Estes foram os objetivos desta pesquisa. A emissão estimada no concreto nacional foi de 224 kgCO2/m³. Para o cimento, foi de 659 kgCO2/t, que é inferior à emissão mundial, e que pode ser reduzida pela troca de combustíveis usados no setor. O patamar atual de mitigação na produção do cimenteiro nacional situa-se em torno de 20%, podendo chegar a aproximadamente 30% com medidas como uso exclusivo de biomassa como fonte de energia, ainda não possível no setor. As reduções no concreto podem chegar a 30%, pelo aumento no rigor na preparação deste material e pela redução de desperdício. Demonstrou-se, nesta pesquisa, que es se patamar de redução é tão significativo quanto o do setor cimenteiro. / The Brazilian concrete sector contributes to the climate change due to its CO2 emissions, that can be reduced through efforts of the cement sector, that have been receiving great attention. But the use of the cement in concrete can increase its consumption if made in the wrong way, and this can increase the CO2 emissions, making important the study of the emissions in concrete and the study of the possibilities of mitigation. These were the main aims of this thesis, that demonstrated that the CO2 reduction potential in the concrete have the same magnitude of the potential in the cement. The emission in the concrete, in Brazil, is 224 kgCO2/t. In cement, is 659 kgCO2/t, that is lower than the global emission and can be reduced by changes in the fuels used in the cement production. The Brazilian cement sector can reduce its emission in 20% and, using only biomass as fuel, this reduction can reach 30%, but this is not possible, yet. Emission reduction in the concrete production and use may reach 30%, through better preparation of concretes and reducing waste of material in constructions. This value is similar to the emission mitigation in the cement sector.

Este trabalho mede o impacto econômico que as mudanças climáticas projetadas para as regiões brasileiras podem ter até o final do século. Em particular, estima o impacto direto que essa mudança no padrão climático terá sobre a produtividade das principais culturas agrícolas do país e o impacto indireto dessas mudanças na economia brasileira como um todo. Ademais, constrói um índice de vulnerabilidade que permite detectar quais são as regiões brasileiras mais vulneráveis em termos de mudanças climáticas para o período estudado. Por fim, utiliza metodologia proposta na literatura a fim de tratar da incerteza dos resultados de maneira explícita. A análise é realizada com dados de soja, cana-de-açúcar, milho, feijão café e laranja entre 1994 e 2015. Essas culturas representam cerca de 82% área de cultivo agrícola do país. Além disso, o modelo inter-regional de EGC usa os dados mais recentes disponíveis em sua calibragem e capta a interdependência regional dos 27 Estados brasileiros. Por fim, o trabalho usa as projeções para o padrão regional de mudanças climáticas fornecido pelo 5º Assessment Report do IPCC (AR5). Os resultados apontam para um impacto econômico bastante heterogêneo entre as regiões brasileiras. Em termos diretos, as perdas agrícolas totais até o final do século variam de 9,7% a 55,6% do PIB brasileiro até o final do século. Sob o aspecto regional, os Estados que apresentam maiores perdas são São Paulo, Paraná e Minas Gerais em todos os cenários. Os impactos de 2ª ordem derivados dessas perdas de produtividade variam de R$2,2 trilhões à R$ 9,2 trilhões a depender dos cenários e se estão mais concentrados nos Estados da região Sul, Sudeste e Centro-Oeste. / This study measures the impact Brazil has to have until the end of the century. In particular, estimating the impact that does not refer to a climate model on the Brazilian economy as a whole. In addition, construct the index of vulnerability that could detect those that are the most vulnerable regions in terms of climatic changes for the studied period. Finally, in the critical analysis, in order to treat the uncertainty of the results explicitly. The analysis is performed with data on soybean, sugarcane, corn, beans and orange between 1994 and 2015. The 6 countries represent 86% of the country\'s agricultural area. In addition, the CGE interregional model uses the most recent data on its calibration and capture in a regional interdependence of the 27 Brazilian states. Finally, the paper uses as projections for the regional pattern of change control by the IPCC\'s 5th Assessment Report (AR5). The results point to a very heterogeneous economic impact among the Brazilian regions. In direct terms, as the successive exchange rates until the end of the year, they vary from 9.7% to 55.6% of Brazilian GDP by the end of the century. Under the regional aspect, the states of which are most important are São Paulo, Paraná and Minas Gerais in all scenarios. The second-highest ratings ranged from R $ 2.2 trillion to R $ 9.2 trillion from the scenarios and are more concentrated in the states of the South, Southeast and Midwest

Given the importance of climate conditions in the agricultural environment, more specifically in the transport of water in the soil, there is a need to understand the effects of climate change on the water dynamics in the soil. This influence of climate conditions in the agricultural environment seems to be important in evapotranspiration, water availability for plants and roots, and for other processes. Many theoretical models have been developed to characterize the physical processes involved in water and transport. Climate prediction models such as the suite of models in the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) make it possible generate climate data that can be used to characterize physical and biological processes. This research focuses on two main aspects: 1) the effects of climate change on the occurrence of extreme events that may affect agricultural processes in the region of Urbana-Champaign, in Illinois (USA) and 2) the effects of climate change on the dynamic of soil water in a corn crop (two fields, ANW and ASW) in the studied area. To explore the impacts of climate change on the occurrence of extreme events, the errors of some climate models from CMIP5 were evaluated and the models were subsequently used to develop indices to represent the occurrence of extreme events. These indices were calculated from observed data, and historical and future simulations, considering pessimistic and optimistic scenarios of climate change. The model that best represents the climate in the region was used to provide input data for Hydrus simulation of the soil water dynamics in two fields with different drainage system layout. These simulations with the Hydrus model were made for current conditions and for near term, midcentury, and end of century time periods (2011-2040, 2041-2070, 2071-2100, respectively). The results indicate that the variation of precipitation in the future may result in increased in one (RX1DAY) and five days (RX5DAY) maximum precipitation, and in the number of consecutive dry days (CDD) and consecutive wet days (CWD). Changes in temperature will be reflected as an increase of the indices of maximum and minimum values of temperatures and summer days (TNn, TNx, TXn, TXx and SU); and decreasing of the index of icing and frost days (ID, FD). This increasing of temperatures will represent a risk for agriculture, due to increased evapotranspiration, which will increase crop water demand and can create a hydric stress. Results of Hydrus simulations of surface flux, cumulative surface flux, runoff, cumulative runoff, soil water storage and cumulative infiltration, with input data from the IPSL model, are presented. These variables are critical in a corn crop, and are dependent on climate variables, soil conditions, parameters of the study region, drainage system, crop characteristics, inter alia. The ANW field had lower values of surface flux and cumulative surface flux comparing to the ASW field. This results is indicative that the risk associated with the ASW drainage system layout is higher than that of the ANW drainage system layout, related to the wider spacing between drains and the difficulty in removing water at the required rate. In general, the maximum and average values of surface flux and cumulative surface flux, will increase over time. In addition, it is noticeable that all Hydrus simulation indicates increasing maximum surface runoff and cumulative surface runoff over time. Percentile changes in average runoff and cumulative runoff are dependent on the period simulated. Increases range from 5.61 to 24.4% in the short term (2011-2040), 16.45 to 39.32% in the medium term (2041-2070) and 3.32 to 19.98% in the long term (2071-2100) compared to historical simulation. The maximum values of infiltration tend to be higher in all simulations when compared to the reference period in both fields. Changes in cumulative infiltration are indicative that infiltration will increase in the future. With respect to the correlation between runoff and extreme events, all simulations showed that the correlation between runoff and extreme precipitation events (RX1DAY ranges between 0.76 and 0.78, and RX5DAY ranges between 0.5 and 0.66), are higher than the correlation between runoff and precipitation (ranges between 0.31 and 0.43). This approach can improve the understanding of climate changes impacts on sustainable groundwater management based on adaptive management. Information gained in this work can be used to design monitoring systems to manage a sustainable groundwater in future climate regimes and create mitigation measures to prevent any risk for food security. An implication of the study is that the impact of climate change on water resources is a function of the projection scenario. The study was limited by the use of daily time step, necessitated by the large data sets. / Dada a importância das condições climáticas no ambiente agrícola, mais especificamente no transporte de água, é necessário compreender o efeito da mudança climática dinâmica da água no solo. Muitos modelos teóricos foram desenvolvidos para caracterizar os processos físicos envolvidos no transporte da água. Os modelos de previsão climática, como o conjunto de modelos do CMIP5, permitem gerar dados climáticos que podem ser usados para caracterizar processos físicos e biológicos. Esta pesquisa foca em dois aspectos principais: 1) efeito das mudanças climáticas na ocorrência de eventos extremos que podem afetar os processos agrícolas na região e 2) efeitos das mudanças climáticas na dinâmica da água no solo sob uma cultura de milho (dois campos experimentais, ANW e ASW) em uma região de Illinois (EUA). Os resultados encontrados indicam que a variação da precipitação no futuro pode causar o aumento de RX1DAY, RX5DAY, CDD e CWD. Considerando os eventos extremos de temperatura, percebemos que o aumento da temperatura média, máxima e mínima será refletido no aumento dos indices TNn, TNx, TXn, TXx e SU; e na diminuição dos indices ID e FD. Este aumento de temperaturas representará um risco para a agricultura considerando a evapotranspiração, que aumentará a necessidade de água das plantas e poderá criar um estresse hídrico. Os resultados apresentam as simulações do modelo IPSL aplicado no modelo Hydrus para simular, fluxo superficial, fluxo superficial acumulado, escoamento superficial, escoamento superficial acumulado, armazenamento de água do solo e infiltração acumulada. Essas variáveis são importantes na produção de milho e são função das variáveis climáticas, condições do solo e também alguns parâmetros da região de estudo, como o sistema de drenagem, as características da cultura e outros. O campo ANW apresentou valores mais baixos de fluxo superficial em comparação ao campo ASW. Isso indica que o risco associado ao sistema de drenagem ASW é maior que o ANW, que está relacionado ao maior espaçamento entre os drenos e a dificuldade em drenar a quantidade necessária de água. A tendência do fluxo superficial e do fluxo cumulativo de superfície, em geral, é de aumento em cenários de mudanças climáticas (em valores máximos e médios). Também é notável que toda a simulação indica o aumento do escoamento superficial em termos de valores máximos. O percentil de mudanças nos valores médios de escoamento mostra que a projeção climática tende a aumentar o escoamento superficial em diferentes cenários de simulação. Esta faixa crescente é de 5,61 a 24,4% em curto prazo (2011-2040), 16,45 a 39,32% em médio prazo (2041-2070) e 3,32 a 19,98% em longo prazo (2071-2100) em relação à simulação histórica (1976-2005). Os valores máximos de infiltração tendem a ser maiores em todas as simulações quando comparados ao período de referência (em ambos os campos). Além disso, mudanças na infiltração acumulada indicam que a infiltração média tende a aumentar no futuro. Considerando a correlação entre o escoamento superficial e os eventos de extremos climáticos, todas as simulações indicaram que a correlação entre o escoamento e os eventos extremos de precipitação RX1DAY (varia entre 0,76 e 0,78) e RX5DAY (varia entre 0,5 e 0,66), sendo estas maiores do que a correlação entre o escoamento superficial e a precipitação (intervalos entre 0,31 e 0,43). Conclui-se, portanto, que a ocorrência de eventos de extremos climáticos está mais associada as variáveis estudadas do que a condição climática em si, tendo impactos diretos na agricultura. O estudo mostra diferentes indicações do impacto das mudanças climáticas no recurso hídrico usando diferentes projeções. Uma dificuldade da pesquisa é sobre a grande quantidade de dados ea necessidade de tempo de passagem diário para a integração de variáveis. Esta abordagem pode melhorar a compreensão dos impactos das mudanças climáticas na gestão sustentável das águas subterrâneas com base no gerenciamento adaptativo. As informações obtidas neste trabalho podem ser usadas para projetar sistemas de monitoramento para gerenciar águas subterrâneas de maneira sustentável em regimes climáticos futuros e criar medidas de mitigação para garantir a segurança alimentar.

O aumento da concentração de dióxido de carbono (CO2) atmosférico é um dos aspectos causadores das mudanças climáticas, mas poucos estudos avaliam seus efeitos nas gramíneas tropicais utilizadas nas pastagens brasileiras, principal fonte de alimento empregada na atividade pecuária do país. Este trabalho teve o objetivo de avaliar os efeitos do incremento da concentração de CO2 atmosférico na produção e qualidade nutricional de gramíneas tropicais. Uma revisão sistemática com meta-análise foi realizada a fim de analisar dados disponíveis na literatura científica sobre o tópico \"elevação da concentração de CO2 atmosférico e seus efeitos em plantas de ciclo C4\", e demonstraram a importância de serem realizados mais estudos experimentais para um melhor entendimento das questões envolvendo mudanças climáticas e seus efeitos na agropecuária. O experimento a campo foi desenvolvido em uma instalação FACE (Free Air Carbon-dioxide Enrichment), sendo avaliados os parâmetros produção de biomassa, características morfológicas, composição química e degradabilidade in vitro de Brachiaria brizantha cv. Marandu e a produção de biomassa, características morfológicas, frações de fibra, composição elementar e isotópica de Brachiaria decumbens cv. Basilisk. Em períodos distintos, as gramíneas foram semeadas em cada um dos doze anéis do FACE, onde seis anéis foram mantidos em condição ambiente (Controle; concentração de CO2 atmosférico ? 390 ?mol mol-1; delta13C-CO2 = -8 ?) e outros seis anéis foram enriquecidos com CO2 puro para se atingir a concentração alvo de ? 550 ?mol mol-1 (CO2 Elevado; delta13C-CO2 = -10,6 ?). Antes do início do experimento, amostras de solo (0-0,10 m) foram coletadas para análises da densidade do solo e das concentrações, estoques e teores isotópicos de carbono (C) e nitrogênio (N), que não apresentaram diferenças entre os tratamentos (P > 0,05). A produção de biomassa, assim como as características morfológicas, composição química e degradabilidade in vitro da matéria orgânica de B. brizantha não foram diferentes entre os tratamentos (P > 0,05). Também não foram verificados efeitos da elevação da concentração de CO2 atmosférico na produção de biomassa, características morfológicas e frações da fibra de B. decumbens (P > 0,05). Entretanto, menor concentração de cálcio (Ca) foi determinada nas amostras de folha e material senescente de B. decumbens mantida sob elevada concentração de CO2 atmosférico (P < 0,05). Menor relação C:N foi detectada na fração total de B. decumbens do tratamento CO2 Elevado (P < 0,05). A composição isotópica desta forragem também foi modificada pela elevação de CO2 atmosférico, apresentando menores valores de ?13C e maiores valores de delta15N quando comparados aos do Controle (P < 0,05). Os resultados indicam que as gramíneas avaliadas são menos responsiveis à elevação da concentração de CO2 atmosférico que plantas de ciclo C3, provavelmente por diferenças nos mecanismos fisiológicos envolvidos nos processos de fotossíntese que, em plantas do tipo C4 já se encontram próximos da saturação nas atuais concentrações de CO2 atmosférico. Entretanto, sob atmosfera de concentração elevada de CO2, B. decumbens apresentou menor teor de Ca, o que em um cenário previsível de mudanças climáticas, pode gerar consequências para os sistemas de produção pecuária baseados em pastagens / Increased atmospheric carbon-dioxide (CO2) is a consequence of recent anthropogenic environmental change and few studies have evaluated its effect on tropical grasses used in Brazilian pastures, main feed source of major part of livestock. The present study aimed to evaluate the effects of increased CO2 atmospheric concentration on production and nutritive value of tropical grasses. A systematic review with meta-analysis was performed in order to systematize and analyze published data on the topic \"elevated concentration of atmospheric CO2 and its effects on plants with type C4 photosynthetic cycle\" and demonstrated the importance of more experimental studies for a better understanding of the issues surrounding climate change and its effects on agriculture. Using a FACE (Free-Air Carbon dioxide Enrichment) facility, forage production, morphological characteristics, chemical composition and in vitro organic matter degradability of Brachiaria brizantha cv. Marandu (palisade grass), and biomass production, morphologic characteristics, fiber fractions, elemental and isotopes composition of Brachiaria decumbens cv. Basilisk (signal grass) were evaluated. In different periods, the grasses were sown in each of the twelve rings of the FACE facility where six rings were kept at ambient condition (current atmospheric CO2 concentration; Control ? 390 ?mol mol-1; delta13C = -10.6 ?) and six other rings were enriched with pure CO2 in order to achieve the target concentration of ? 550 ?mol mol-1 (Elevated CO2; delta13C = -10.6 ?). Before the beginning of the experiment, soil samples were collected to determine the concentrations, stocks and isotopic contents of carbon (C) and nitrogen (N), which showed no difference between treatments (P > 0.05). Biomass production, as well as morphological characteristics, chemical composition and in vitro organic matter degradability of B. brizantha were not different between Control and Elevated CO2 treatments (P > 0.05). In addition, no effects of Elevated CO2 were observed in biomass production, morphological characteristics and fiber fractions of B. decumbens (P > 0.05). However, lower values of calcium (Ca) were observed in the leaves and senescent material of B. decumbens on the Elevated CO2 treatment (P < 0.05). Lower C:N ratio was observed in the total fraction of B. decumbens under Elevated CO2 treatment (P < 0.05). The isotopic compositions of B. decumbens were also affected by the increased CO2 atmosphere, presenting lower delta13C and higher delta15N values when compared to Control (P < 0.05). These results indicate that the evaluated grasses (C4) are less responsive than C3 plants to CO2 enrichment, probably due to the physiological mechanisms during photosynthesis leading to an increased CO2 concentration in the loci of photosynthesis of C4 plants. However, under elevated CO2 atmospheric concentration, B. decumbens showed lower Ca content, which can affect the livestock production in a predictable scenario of climate change

Orientador: Gustavo Quevedo Romero / Banca: José Francisco Gonçalves Júnior / Banca: Vinícius Fortes Farjalla / Resumo: / Abstract: / Mestre