Orientador: Peter Hammer / Resumo: Este trabalho relata uma investigação detalhada das propriedades estruturais e eletroquímicas de revestimentos de polimetilmetacrilato (PMMA)-sílica. Espectroscopia Raman e análise térmica mostraram que o ajuste da quantidade de peróxido de benzoíla (BPO), como um parâmetro crítico de síntese, melhora a eficiência de polimerização do metilmetacrilato (MMA), levando a uma estrutura híbrida altamente reticulada. A espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) mostrou para revestimentos depositados sobre aço carbono (A1020) e liga de Al (AA7075) uma resposta de impedância capacitiva quase ideal, mantendo o módulo de impedância de baixa frequência de até 10 GΩ cm2 essencialmente inalterado durante 19 meses de imersão em NaCl 3,5%. Embora revestimentos passivos de alto desempenho tenham sido desenvolvidos, pites de corrosão podem afetar significativamente sua durabilidade. Assim, a inibição da corrosão ativa induzida por íons lítio e cério em revestimentos de sílica sol-gel de PMMA foi investigada. A adição de carbonato de lítio produziu revestimentos com melhor conectividade dos nós de sílica nanométricos e forte adesão ao substrato de alumínio. Os resultados de EIS mostraram que as concentrações de lítio mais altas resultam em um aumento no módulo de impedância e induzem a autorregeneração que aumenta significativamente sua vida útil dos revestimentos. Time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToFSIMS) e a espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS) suger... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work reports on a detailed investigation of the structural and electrochemical properties of poly(methyl methacrylate) (PMMA)-silica coatings. Raman spectroscopy and thermal analysis showed that the fine-tuning of the benzoyl peroxide (BPO) amount, as a critical synthesis parameter, improves the polymerization efficiency of methyl methacrylate (MMA), leading to a highly cross-linked hybrid structure. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) showed for coatings deposited on carbon steel (A1020) and Al alloy (AA7075) a quasi-ideal capacitive impedance response, maintaining the low frequency impedance modulus of up to 10 GΩ cm2 essentially unchanged during 19 months of immersion in 3.5% NaCl. Although high performance passive coatings have been developed, pitting can significantly affect their durability. Hence, active corrosion inhibition induced by lithium and cerium ions in PMMA-silica sol-gel coatings was investigated. The addition of lithium carbonate yielded coatings with improved connectivity of nanometric silica cross-link nodes and stronger adhesion to the aluminum substrate. EIS results showed that higher lithium concentrations result in an increased impedance modulus and induce the self-healing ability, extending significantly the service life of the coatings. Time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) suggest that the regeneration process occurs by means of lithium ions leaching from the adjacent coat... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-03-10T16:04:52Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Rut Díaz.pdf: 5376355 bytes, checksum: 1871a7342c4a6ea883cf39428d4b8c22 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-10T16:04:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Rut Díaz.pdf: 5376355 bytes, checksum: 1871a7342c4a6ea883cf39428d4b8c22 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica Ambiental. Niterói, RJ / A região de Cabo Frio (RJ) é uma área de ressurgência que favorece a produtividade primária e promove elevado acúmulo de matéria orgânica (MO) nos sedimentos, a qual afeta as condições redox do ambiente de sedimentação e na interface água-sedimento, promovendo efeitos sobre a especiação inorgânica do enxofre (S). O presente estudo utiliza a geoquímica inorgânica das espécies reduzidas do S, operacionalmente definidas como acid-volatile sulfufide (AVS) e chromium-reducible sulfur (CRS), a composição isotópica (δ34S) do sulfato da água intersticial e do CRS, e a razão COT/CRS (carbono orgânico total/CRS) para avaliar a diagênese recente do S e a condição redox nos sedimentos. Adicionalmente foi estudada a morfologia da pirita e a distribuição de tamanho dos frambóides através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) para inferir o estado de oxidação do ambiente de formação. Foram coletados quatro box-cores na plataforma continental do Sistema de Ressurgência de Cabo Frio (SRCF) para este estudo. Os conteúdos de COT variam entre 0,8 e 2,3%, as maiores concentrações foram observadas nas estações da porção média da plataforma. Baixos valores de enxofre total (ST) (< 0,2%) e CRS (< 0,05%) foram encontrados nas camadas superficiais, ocorrendo incremento com a profundidade, indicando o aumento da sulfato redução (SR). As estações com o maior conteúdo de ST foram as localizadas na porção média da plataforma, sendo este padrão de acumulação favorecido pela presença dos vórtices sob a plataforma. A razão COT/CRS indica que o fator limitante para a formação da pirita é o enxofre. Até 50% do S pode estar associado a MO, caracterizando o processo de sulfidização da MO. A composição isotópica do sulfato ao longo dos perfis é mantida constante entre +18,7 e +23‰ e sem fracionamento com respeito ao sulfato da água do mar (+ 21‰), indicando baixas taxas de SR. No entanto, a composição isotópica do CRS apresentou sinais altamente empobrecidos em 34S (-25,6 até -40,8 ‰), indicando reações de oxidação no ciclo do S, promovidas pela intensa bioturbaçao na área e/ou pelo regime hidrodinâmico regional. As diferentes características morfológicas, como as superfícies de oxidação nos microcristais, os processos de crescimento secundário e os poliframboides encontrados nas análises morfológicas da pirita, assim como também a variabilidade na distribuição dos diâmetros dos frambóides evidenciaram uma formação sob condição redox altamente dinâmica. Estes resultados confirmam a complexidade hidrodinâmica do SRCF, o qual afeta inúmeros processos sobre a plataforma, dentre os quais a diagênese no ciclo do enxofre / The Cabo Frio region (RJ) is an upwelling area, which favors the high primary productivity and promotes accumulation of organic matter (OM) in sediments, affecting the redox conditions of the sedimentation environment, the sediment-water interface and mainly the speciation of inorganic sulfur (S). Therefore, this study uses the inorganic geochemistry of reduced S species operationally defined as acid-volatile sulfufide (AVS) and chromium-reducible sulfur (CRS), the isotopic composition (δ34S) of pore water sulfate and CRS, and the COT / CRS ratio (total organic carbon / CRS), to evaluate the recent S diagenesis and redox conditions in sediments. Additionally, was study the pyrite morphology and size distribution of framboids by scanning electron microscopy (SEM) to infer the oxidation state of the environment. In this sense, were collected four box-cores on the continental shelf of the upwelling system of Cabo Frio (SRCF). The TOC contents range from 0.8 to 2.3%, the highest concentrations were observed at stations in the middle shelf. Low values of total sulfur (TS) (<0.2%) and CRS (<0.05%) were found in the superficial layers occurring an increase with depth, indicating an increase in sulfate reduction. The stations with the highest content of ST were located in the middle shelf, this pattern of accumulation is favored by the presence of cyclonic eddy under the platform. The COT/CRS ratio indicates that the limiting factor for the pyrite formation is the sulfur. The isotopic composition of sulfate did not vary much with the sediment depths and is kept constant between +18.7 and +23 ‰ and without fractionation of sulfate with respect to sea water (21 + ‰) indicating low net sulfate reductions, but the isotopic composition of the CRS is highly depleted (-25.6 to -40.8 ‰), indicating oxidation reactions in the cycle of S, promoted by the intense bioturbation in the area and the regional hydrodynamic regime. The different morphological characteristics observed, such as surface oxidation in the microcrystals, the processes of secondary growth and poliframboides found, as well as the variability in the framboids diameters distribution, show the formation under highly dynamic redox condition. These results confirm the complexity of SRCF due to the occurrence of different hydrodynamic conditions over the shelf

A Baía de Guanabara é um dos ecossistemas costeiros mais impactados do mundo. Apesar da fauna sublitoral de substratos inconsolidados ser amplamente utilizada como ferramenta ao monitoramento dos impactos de efluentes urbanos, pouco se sabe sobre a biologia das espécies dominantes. Foram analisadas amostras de variáveis ambientais e biológicas da coluna d\'água e do sedimento através de coletas mensais ao longo de um ano em uma estação fixa na Baía de Guanabara (ca. 12 m de profundidade), com objetivo de compreender a estratégia reprodutiva e a dinâmica populacional da espécie Poecilochaetus australis (Annelida: Polychaeta) em local sujeito à influência de efluentes urbanos não-tratados. Os resultados das variáveis ambientais demonstraram pequena flutuação. O sedimento foi composto essencialmente por frações finas de silte e argila com grãos pobremente selecionados, altas concentrações de matéria orgânica total, clorofila-a sedimentar e intensa atividade microbiana na camada superficial. A comunidade foi composta essencialmente por organismos tubícolas e sofreu pouca variação estrutural ao longo do tempo, sendo dominada pelos poliquetas P. australis, Spiochaetopterus nonatoi, Aricidea suecica simplex, Prionospio steenstrupii, pelos anfípodes Tiburonella viscana e uma espécie não identificada da família Corophiidae, uma espécie de isópode da família Anthuridae, o braquiúro Pinnixa sp. e o cladócero Daphnia sp. Não foram verificadas diferenças temporais significativas entre as riquezas e as diversidades específicas. Os valores médios de riqueza e a diversidade específica ficaram entre 15 táxons e 2,77 bits por indivíduo, respectivamente. Houve investimento reprodutivo contínuo das fêmeas de P. australis. A menor fêmea madura (0,8 mm; largura do 7° setígero - D7) foi encontrada em junho de 2005. Grande parte dos indivíduos maduros concentrou-se entre 1,1 e 1,3 mm D7. Os maiores ovócitos foram encontrados no mês de dezembro de 2005 com 163 ?m de diâmetro, e os menores em março de 2006 com 115 ?m. Foram observadas diferenças significativas no grau de desenvolvimento dos ovócitos ao longo do ano com amadurecimento dos ovócitos de um mês para o seguinte. Os ovócitos tenderam a atingir seu ápice de desenvolvimento em dezembro de 2005. Não foi possível determinar sincronismo entre as fêmeas maduras. Não houve variabilidade mensal significativa da abundância de P. australis. O tamanho médio dos 1575 indivíduos amostrados de P. australis ficou em 0,71 mm D7 (dp = 0,36). Foram identificadas oito classes de tamanho. O maior indivíduo foi uma fêmea com 1.5 mm D7 e os menores foram encontrados entre as larvas planctônicas com 0,15 mm D7 e nos recrutas do sedimento com 0,20 mm D7. Em todos os meses, as classes de tamanho inferiores (0,20 - 0,55 mm) estiveram presentes, sendo responsáveis por grande parte da densidade encontrada. O tamanho assintótico de P. australis ficou em 0,97 mm D7, sendo que 79,1% dos indivíduos encontraram-se neste ou abaixo deste tamanho. A constante de crescimento K ficou em 1,7. A taxa de mortalidade ficou em 3,12. Em grande parte do período estudado houve contribuição expressiva de recrutas na abundância de indivíduos, sem que as classes de tamanho maiores fossem excluídas. A população manteve-se estável, já que foi capaz de manter simultaneamente adultos com potencial reprodutivo e alta disponibilidade de larvas e recrutas em ambiente propício ao desenvolvimento, crescimento e reprodução. Não foi encontrado nenhum resultado que apontasse ciclo de vida do tipo oportunista. / Guanabara Bay is one of the most human impacted coastal ecosystems in the world. Despite the wide use of sublittoral soft bottom fauna on urban sewage monitoring programs, little is known about the biology of dominant species. Water column and sediment environmental and biological variables were monthly analyzed in a permanent station in Guanabara Bay (ca. 12 m depth) in order to understand the reproductive ecology and population dynamics of Poecilochaetus australis (Annelida: Polychaeta) in a grossly sewage impacted area. Environmental variables showed only minor fluctuations. Surface sediments were composed of poorly sorted silt and clay fractions, with high concentrations of total organic matter, chlorophyll-a and microbial biomass. The softbottom community structure showed only small, non-significant temporal variations with a large abundance of tube dwellers. Macroinfauna was dominated by the polychaetes P. australis, Spiochaetopterus nonatoi, Aricidea suecica simplex and Prionospio steenstrupii; the amphipods Tiburonella viscana and a non-identified species of the family Corophiidae; a species of the isopod family Anthuridae; the brachiuran Pinnixa sp.; and the cladoceran Daphnia sp. There were no significant temporal differences in species richness and diversity. Mean values for these two parameters were 15 taxa and 2.77 bits ind.-1, respectively. Reproductive output was continuous in P. australis females. The smallest ripe female (0.8 mm; 7th setiger width - D7) was found in June 2005. Most mature individuals measured between 1,1 and 1,3 mm D7. The largest oocytes were found in December 2005 measuring 163 ?m in diameter. The smallest ones were 115 ?m and occurred in March 2006. Significant temporal differences were found in oocyte development with fully matured oocytes occurring every month. However, most oocytes were mature in December 2005. Analysis of ripe females did not show synchronous development. There were no significant differences in numerical abundance of P. australis. Mean D7 size was 0.71 mm (SD=0,36; N=1575). Eight size classes were identified, with the largest individual a female 1.5 mm D7. The smallest individuals were a planktonic larva 0.15 mm D7 and a recently settle recruit 0.20 mm D7. The smallest size classes (0.20 - 0.55 mm D7) were present throughout the sampling period, responding for most of the individuals collected. P. australis asymptotic size was 0.97 mm D7, with over 79% being smaller or at this size. The growth constant K was 1.7 and the mortality rate 3.12. There was a large contribution of newly settled recruits on all studied months. The population was stable, showing the presence of mature adults and a high availability of larvae and recruits. There was no evidence of an opportunist type life cycle for P. australis.

A poluição atmosférica já é considerada um caso de saúde pública nos grandes centros urbanos. Freqüentemente as emissões veiculares são as principais causas dessa poluição, principalmente as provenientes dos motores diesel, os quais, além da produção de material particulado (MP), em cuja superfície são adsorvidas substâncias carcinogênicas e mutagênicas, produzem poluentes como os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs). Contudo não existe uma avaliação direta dos riscos dessas emissões nos seres vivos. Plantas bioindicadoras podem dar idéia desses riscos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de risco mutagênico da exaustão proveniente de um motor diesel, utilizando o bioensaio Trad-SH (clone KU-20) como bioindicador da poluição do ar. Nos experimentos, a exaustão do motor diesel aspirado de 2.0 L de deslocamento volumétrico foi diluído com ar atmosférico de modo a atingir concentrações de uma atmosfera pesadamente poluída (aproximadamente 50, 100 e 150 ppm de CO). Obtidos estes níveis de diluição, as inflorescências foram expostas a esta mistura de poluentes por duas horas (doses agudas). A concentração de CO foi monitorada continuamente por meio de um analisador de gases Horiba Enda utilizando o princípio de absorção seletiva no infravermelho. Para se avaliar o efeito mutagênico foi feita uma comparação entre as inflorescências não expostas aos poluentes (grupo 1) e as inflorescências expostas (grupos 2, 3 e 4) com aproximadamente 50, 100 e 150 ppm de CO respectivamente. Os dados obtidos foram analisados estatisticamente observando-se que, a freqüência média das mutações no grupo 1 (controle), foi significativamente mais baixa do que aquela dos grupos 3 e 4, porém foi similar à do grupo 2. Por sua vez, não houve diferenças significativas nas freqüências de mutações entre os grupos 3 e 4. Os resultados indicam que a exaustão do motor a diesel teve um papel significativo no desenvolvimento de mutações, mas somente quando diluída para concentrações de CO acima de 100 ppm. / Air pollution caused by vehicle emission has been considered as a major public health concern in the urban centers. Emission from diesel engine powered vehicles, in particular, are highly toxic, since carcinogenic and mutagenic compounds can adsorb on the expelled particles leading to the formation of the so-called polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH\'s). A detailed investigation on the risks of those compounds on the living beings using the methodology applied in the work has not been carried out so far. This work is aimed at evaluating the mutagenic potential of the emission from a diesel engine using the Tradescantia stamen hair assay (TSH), by monitoring the stamen hair mutation in the clone KU-20. Experimentally, the inflorescence of the KU-20 clones was kept for 2 h under a simulated urban heavily polluted atmosphere, obtained by mixing the emission from a diesel engine and atmospheric air. The CO concentration in the atmosphere was monitored using a Horiba-Enda gas analyzer. The mutagenic effects of the atmosphere were analyzed by comparing a group of non-exposed control inflorescence (group 1) to inflorescences kept under polluted atmospheres containing 50, 100 and 150 ppm of CO, assigned to as groups 2, 3 and 4. The experimental data were analyzed using statistical methods. The frequency of mutations observed in the inflorescences from group 2 was slightly higher than that observed in the group 1. In the groups 3 and 4, however, the frequency of mutations was significantly higher than that exhibited by the control group. The latter suggests that the emission from a diesel engine plays an important role in the development of plants mutation, specially for atmospheres containing more than 100 ppm of CO.

Este trabalho apresenta uma revisão dos ciclos teóricos estudados por outros autores sobre o funcionamento de uma máquina a vapor funcionando como máquina de expansão e propõe um ciclo generalizado para o estudo. Esse ciclo generalizado é equacionado e seus pontos operacionais de otimização são determinados. Ao estudar os ciclos teóricos, verificou-se que a máquina a vapor pode atingir a eficiência isentrópica igual de 100%. Um estudo experimental foi conduzido em uma máquina a vapor, a fim de verificar os fenômenos que ocorrem e que influenciam na sua eficiência, fazendo o funcionamento real se afastar do ciclo teórico. Ao fazer o estudo experimental, verificou-se que a máquina a vapor real utilizada possui baixa eficiência, atingindo um máximo de 10% de eficiência isentrópica. Essa eficiência não é do ciclo e sim do conjunto todo, e é devido a diversos fatores, como, por exemplo, atritos, problemas de lubrificação, imperfeições físicas que provocam o vazamento do fluido de trabalho. Uma simulação computacional é realizada, visando prever o comportamento real da máquina a vapor e comparar com os dados obtidos experimentalmente. Verificando assim se a simulação consegue prever os fenômenos físicos e auxiliar no projeto de uma máquina a vapor. Após analisar os dados simulados, verificou-se que as válvulas possuem grande influência na eficiência isentrópica do ciclo da máquina a vapor. Válvulas de acionamento rápido preveem uma eficiência que pode chegar a 96%, enquanto as válvulas reais provocam uma eficiência de aproximadamente 60% para as mesmas condições de simulação. Uma das principais diferenças entre a simulação e os dados reais é a restrição ao fluxo provocada pelas válvulas, e que exigem coeficientes de descarga específicos para esse tipo de válvula. / This work reviews the theoretical cycles studied by other authors on the operation of a steam engine as an expansion machine and chooses a generalized cycle for the study. This generalized cycle is modeled and the points of optimization are determined. By studying the theoretical cycles, it was found that the steam engine can reach the isentropic efficiency equal to 100%. An experimental study carried out in a steam engine in order to verify the phenomena occurring that influence their effectiveness, moving the actual operation away from the theoretical cycle. By making the experimental study, it was found that the actual steam engine has a low efficiency, reaching a maximum 10% isentropic efficiency. This efficiency is not of the cycle, but of the whole set, and is due to several factors, such as friction problems, lubrication problems, physical imperfections causing leakage of the working fluid. A computer simulation was performed in order to predict the actual behavior of the steam engine and compare with the experimental data. After analyzing the simulated data, it was found that the valves have a great influence on the isentropic efficiency of the steam cycle. Valves operating instantly can reach 96% of isentropic efficiency, while real valves cause an efficiency of approximately 60% for the same simulation conditions. A major difference between the simulation and the actual data is the flow restriction caused by valves, which requires specific discharge coefficients for this type of valve.

Preocupados com a segurança dos alimentos, consumidores em todo o mundo estão pagando prêmios de preço por \"alimentos naturais\", supostamente livres de qualquer tipo de contaminador. Nesse cenário, desenvolve-se a chamada agricultura orgânica. Esta pesquisa compreende a análise do sistema agroindustrial do tomate salada orgânico no Estado de São Paulo, sob dois prismas: o comportamento do consumidor, ou seja, o que o consumidor espera desse produto, e como se dá a coordenação desse sistema agroindustrial para atender o consumidor. A primeira parte da pesquisa compreende a análise dos atributos valorizados pelo consumidor de tomate orgânico, com vistas a comprovar ou não a hipótese que este paga um adicional de preço visando ao consumo de um produto seguro. Para isso, foi realizada uma pesquisa empírica com consumidores, com base no método da Conjoint analysis. A segunda parte da pesquisa consiste na descrição e análise da estrutura de governança desse sistema, com o objetivo de identificar os mecanismos de coordenação adotados para garantir a autenticidade e inocuidade dos produtos, benefícios intrínsecos não facilmente observáveis, mas que são exigidos pelos consumidores de tomate orgânico. A base empírica para a análise foi constituída de entrevistas com representantes de vários segmentos que compõem o Sistema Agroindustrial do tomate orgânico. O trabalho revela que o consumidor de tomate orgânico é diferenciado e busca um alimento seguro. No entanto, as estruturas de governança que coordenam esse sistema de produção são frágeis para garantir o que o consumidor deseja. Preservar a reputação e o prêmio de preço em um fraco ambiente regulatório é um desafio real, especialmente para produtos frescos. Esta pesquisa investiga como os agentes gerenciam esse sistema, visando a garantir sua vantagem competitiva. / Concerned with food safety, consumers all over the world are paying price premiums for \"natural foods\", supposedly free of any type of contaminant. In this scenario, the so-called organic agriculture is developed. This research analyzes the agribusiness of the organic salad tomato in the State of São Paulo, through two prisms: consumer behavior, that is, what the consumer expects from this product, and how this agribusiness is coordinated in order to satisfy the consumer. The first part of the research involves the analysis of the attributes valued by the consumer of organic tomato, with a view to showing whether or not the hypothesis that he or she pays a higher price in order to consume a safe product is correct. To this end, an empirical survey was conducted on consumers, based on the method of Conjoint analysis. The second part of the research consists of a description and analysis of the governance structure of this system, with the objective of identifying coordination mechanisms adopted to guarantee the authenticity and innocuity of the produce, intrinsic benefits not easily observable, but that are demanded by the consumers of organic tomato. The empirical basis for the analysis was made up of interviews with representatives of various segments that compose the Agroindustrial System of organic tomato. The work reveals that the organic tomato consumer is differentiated and seeks a safe food. Nevertheless, the governance structures coordinating this production system are too fragile to guarantee what the consumer desires. To preserve reputation and the price premium in a weak regulatory environment is a real challenge, especially for fresh produce. This research investigates how the agents manage this system, aiming at guaranteeing their competitive advantage.

A fertilização promove incrementos de 30 a 50 % na produtividade de eucaliptos, com especial resposta ao P. O manejo adequado da fertilização fosfatada contribui para a otimização dos custos no primeiro ano. Existem no mercado diversas opções de fornecimento de P às plantas. Em geral, as fontes fosfatadas distinguem-se pela concentração, forma e solubilidade do P. O alto teor de oxihidróxidos de Fe e Al nos solos tropicais diminuem a eficiência desse nutriente devido ao processo de adsorção. Novas tecnologias de fertilizantes fosfatados estão sendo desenvolvidas visando aumentar esta eficiência de utilização, as quais necessitam de validação e comprovação dos seus efeitos em condições reais de crescimento do povoamento. Uma alternativa para aumentar a eficiência do P é a complexação deste com substâncias húmicas (complexo P-metal- SH), pois podem diminuir os processos de adsorção e possibilitar o maior aproveitamento do nutriente. O uso de técnicas de fracionamento do P no solo são amplamente utilizadas para identificar os reservatórios de P no solo e, consequentemente, sua disponibilidade à planta. A dinâmica das frações de P no solo é influenciada diretamente pela planta e pela microbiota do solo por meio de adaptações físicas e químicas do sistema radicular e ou remobilização interna de ácidos orgânicos. Objetivando compreender a dinâmica do P na interface planta- solo em um plantio de Eucalyptus grandis, foram propostos dois estudos: i) caracterização dos reservatórios de P a longo prazo e as adaptações desenvolvidas pelas plantas para aumentar a absorção de P, ii) identificação dos reservatórios de P inorgânico (Pi) lábil e a remobilização dos ácidos orgânicos nos tecidos vegetais ao longo de um ano. Constatou-se que o uso de fontes minerais de P alteram as frações lábeis e moderadamente lábeis do P no solo, não influenciando a fração não-lábil. As frações orgânicas lábeis e moderadamente lábeis contribuem consideravelmente para a nutrição da planta, em especial quando não há fertilização com P. O uso do complexo P-metal-SH incrementou a fração orgânica moderadamente lábil nos primeiros 12 meses com posterior redução. Houve equilíbrio entre as frações de P no solo e após o esgotamento das frações lábeis, as frações não lábeis foram reduzidas. O P-residual diminuiu em todos os tratamentos, em especial, no tratamento Controle. A produção de raízes finas na camada de 0-100 cm ultrapassou 6 Mg ha-1, sem diferenças entre os tratamentos. Todavia, notou-se claramente o efeito da aplicação localizada do fertilizante na densidade do sistema radicular, que apresentou maiores concentrações na linha de plantio. O comprimento específico das raízes finas na camada superficial apresentou distribuição oposta à atividade da fosfatase ácida e da ectomicorrização nos tratamentos Controle e fosfato reativo (FNR), exceto para o P solúvel convencional (PSC) que apresentou distribuição homogênea ao redor da árvore. O uso do P solúvel convencional estimulou a simbiose com micorrizas, e estas contribuíram para os processos de mineralização das frações orgânicas de P no solo por meio da exsudação de fosfatase ácida. Analisando a dinâmica das frações inorgânicas lábeis em curto período, nos primeiros 120 dias pós-plantio foi observado equilíbrio dinâmico entre as frações de Pi lábil no solo, exceto para o Controle que apresentou reduções constantes em todas as frações. Em períodos de excedente hídrico, as plantas absorveram altas quantidades de P, acumulando altos teores de ácidos orgânicos no tronco e, em períodos de estresse hídrico, houve remobilização dos ácidos orgânicos do tronco para as folhas, a fim de manter os processos metabólicos. / Fertilization promotes 30 to 50% increments in forest productivity, with a special response to P input. The adequate management of phosphate fertilization contributes to cost optimization in the first year. There are several options on the market for supplying P to plants. In general, phosphate sources are distinguished by the concentration, form and solubility of P. The high content of Fe and Al oxyhydroxides in tropical soils reduces the efficiency of this nutrient due to adsorption processes. New phosphate fertilizer technologies are being developed aiming to increase this efficiency of use, which need validation and proof of their effects under real conditions of population growth. An alternative to increase the efficiency of the P is the complexation of this with humics substances (AH- CA-P complex), since they can decrease the adsorption processes and allow the greater use of the nutrient. The use of P fractionation techniques in soil are widely used to identify P reservoirs in the soil and consequently their availability to the plant. The dynamics of P fractions in soil are directly influenced by the plant and soil microbiota through physical and chemical adaptations of the root system and / or internal remobilization of organic acids. Two experiments were carried out: i) long-term characterization of P reservoirs and adaptations developed by plants to increase P uptake; and ii) identification of labile Pi reservoirs and remobilization of organic acids in plant tissues over a year. It was found that the mineral source use of P changes the labile and moderately labile fractions of P in the soil, not influencing the non-labile fraction. The labile and moderately labile organic fractions contribute considerably to plant nutrition, especially when not fertilized with P. The use of the P- metal-SH complex increased the moderately labile organic fraction in the first 12 months with subsequent reduction. We observed the equilibrium between the fractions of P in the soil and after the exhaustion of the labile fractions, the non-labile fractions were reduced. The P-residual decreased for all treatments, especially for the control treatment. The yield of fine roots in the 0- 100 cm layer exceeded 6 Mg ha-1, with no differences between treatments. However, the effect of the localized application of the fertilizer on the density of the root system, which presented higher concentrations in the planting line, was clearly noticed. The specific length of the roots in the superficial deep presented opposite distribution to the activity of the acid phosphatase and ectomycorrhizal colonization for all the treatments, except for the PSC that presented homogenous distribution around the tree. The use of conventional soluble phosphorus stimulated the symbiosis with mycorrhizae, and this contributed to the processes of mineralization of the organic fractions of P in the soil through the exudation of acid phosphatase. Analyzing the dynamics ofthe inorganic fractions in a short period, in the first 120 days post-planting, equilibrium was observed between the fractions of labile Pi in the soil, except for the control treatment that showed constant reductions in all fractions. In periods of water supply, the plants absorbed high amounts of P, accumulating high levels of organic acids in the stem and during periods of water stress, it was observed the remobilization of the AOs from the stem to the leaves, to maintain the metabolic processes.

The pursuit towards an alternative solution to fossil fuel has facilitated science investigation initiatives that compare various options leading to biodiesel production. Besides conventional feedstock derived from vegetable oils, alternative sources that could be produced in large scale at competitive costs are the main scope of research in this field. This dissertation investigates the financial feasibility using organic solid waste as a feedstock, which results in the production of biodiesel through the conversion of volatile fatty acids (VFA) into lipids. As a result, based on existing references of: (i) capital and operating costs; (ii) internal rate of return; (iii) production and extraction yields for volatile fatty acids and lipids, we concluded that biodiesel production is competitive compared to subsidized biodiesel traded in regions of Europe and the United States. The sensitivity analysis took into consideration independent variables associated with: (i) investments in the plant; (ii) selling price of the biodiesel; (iii) costs of feedstock; and (iv) production yield. The results of such analysis showed the feasibility of using organic solid waste as a feedstock in 86.4% of the total 10,000 simulations, at the required internal rate of return. These results encourage research aims to examine this technology at a larger scale. The adoption of public policies for the urban wastes disposal and collection is also important for the implementation of such technologies. / A busca por soluções alternativas aos combustíveis fósseis tem impulsionado as iniciativas de pesquisa científica que comparam várias opções para a produção de biodiesel. Além das tradicionais fontes de matéria-prima provenientes de óleos vegetais, fontes alternativas, que possam ser produzidas em grande escala a custo competitivo, figuram como o principal escopo nesse campo de pesquisa. Essa dissertação investiga a viabilidade financeira da utilização de resíduo sólido orgânico como matéria-prima para a produção de biodiesel, através da conversão de ácidos graxos voláteis em lipídios. Como resultado, baseando-se em dados sobre: (i) investimentos e custos de operação; (ii) taxa interna de retorno requerida; (iii) taxas de extração e produção de ácidos graxos voláteis e de lipídios, conclui-se que a produção de biodiesel é competitiva quando comparada ao biodiesel subsidiado, que é negociado em regiões dos Estados Unidos e da Europa. A análise de sensibilidade realizada levou em consideração variáveis independentes tais como: (i) investimentos na planta; (ii) preço de venda do biodiesel, (iii) custos da matéria-prima e (iv) produtividade. O resultado de tal análise mostrou a viabilidade da utilização de ácidos graxos voláteis para a produção de biodiesel em 86,4% das 10.000 simulações, assumindo a taxa interna de retorno requerida. Esses resultados encorajam pesquisas adicionais para teste da tecnologia em maior escala. A adoção de políticas públicas para o descarte e coleta adequados dos resíduos sólidos urbanos também é importante para o desenvolvimento dessa tecnologia.

The soil organic matter is the largest carbon reservoir among terrestrial reservoirs and its very important in the regulation of the climate at global scale. Strategies to increase soil organic carbon (SOC) stocks includes afforestation and reforestation and the adoption of recommended management practices (RMPs) like no-till farming and cover crops. The replacement of forestland by agriculture may deplete SOC stocks, by decreasing C input to the soil and increasing the decomposition of organic matter. The Brazilian Forest Code (FC) requires landowners to conserve native vegetation by means of Legal Reserve and Areas of Permanent Preservation (APPs), which includes Hilltop Preservation Areas and Riparian Preservation Areas. It is well known that riparian vegetation provides many ecosystem services, like biodiversity conservation and increasing water availability and quality. Another potential ecosystem service is the mitigation of climate change by accumulating carbon in the vegetation and SOM. The reforestation of riparian zones represents an important opportunity for carbon sequestration and the mitigation of climate change in Brazil, as these restorations are mandatory under the Forest Code. The goal of this study is to contribute with the discussion about the role of riparian forests in the mitigation of climate change. In order to achieve this goal, we compare the SOC stocks of forested riparian areas with the SOC stocks of agricultural areas, namely pasture and sugarcane. Forested soils had an average SOC stock of 44 Mg.ha-1 while pasture had 26 Mg.ha-1 and sugarcane 27 Mg.ha-1. Based on the estimates of the SOC stocks situation after the reforestation of the riparian zones of the 50 sub-watersheds sampled, we could foresee an accretion of 20% of organic carbon in the 0-30 cm soil layer of those areas. We hope that this work contributes to the understanding of the role of the riparian forests in the mitigation of climate change and that the inclusion of the reforestation of those ecosystems in the mitigation strategies options may highlight the urgency in sparing them from devastation / A matéria orgânica do solo é o maior reservatório de carbono entre os ambientes terrestres e é muito importante na regulação do clima em escala global. As estratégias para o aumento dos estoques de carbono do solo incluem o reflorestamento e a adoção de práticas recomendadas de manejo como o plantio direto e o uso de culturas de cobertura. A substituição de florestas por áreas agrícolas pode reduzir os estoques de carbono do solo ao diminuir a aporte de carbono e aumentar a decomposição da matéria orgânica. O Código Florestal obriga proprietários de terra a conservar a vegetação nativa por meio de Reserva Legal e Áreas de Preservação Permanente, que inclui topos de morro e áreas ripárias. Sabe-se que florestas ripárias provêm diversos serviços ambientais como a conservação da biodiversidade e o aumento na disponibilidade e qualidade da água. Outro possível serviço ambiental é a mitigação das mudanças climáticas pelo acúmulo de carbono na vegetação e no solo. A restauração das zonas ripárias representa uma importante oportunidade para o sequestro de carbono no Brasil, já que são obrigatórias segundo o Código Florestal. O objetivo deste estudo é contribuir com a discussão sobre o papel das florestas ripárias na mitigação das mudanças climáticas. Foram comparados os estoques de carbono de florestas ripárias com os de áreas agrícolas, no caso pastagens e canaviais. O estoque de carbono médio dos solos florestais foi de 44 Mg.ha-1, dos de pastagem foi de 26 Mg.ha-1 e dos sob canaviais foi de 27 Mg.ha-1. Baseado nesses valores, o impacto do reflorestamento das zonas ripárias (30 m) das 50 microbacias amostradas foi estimado, e segundo essa estimativa haveria um acréscimo de 20% de carbono na camada de 0-30 cm destas áreas. Esperamos que este trabalho contribua no entendimento do papel das florestas ripárias na mitigação das mudanças climáticas e que a inclusão da restauração destes ambientes como opção de estratégia de mitigação enfatize a urgência em preservá-los

The Podzols of the world are divided into intra-zonal and zonal according to then location. Zonal Podzols are typical for boreal and taiga zone associated to climate conditions. Intra-zonal podzols are not necessarily limited by climate and are typical for mineral poor substrates. The Intra-zonal Podzols of the Brazilian Amazon cover important surfaces of the upper Amazon basin. Their formation is attributed to perched groundwater associated to organic matter and metals accumulations in reducing/acidic environments. Podzols have a great capacity of storing important amounts of soil organic carbon in deep thick spodic horizons (Bh), in soil depths ranging from 1.5 to 5m. Previous research concerning the soil carbon stock in Amazon soils have not taken into account the deep carbon stock (below 1 m soil depth) of Podzols. Given this, the main goal of this research was to quantify and to map the soil organic carbon stock in the region of Rio Negro basin, considering the carbon stored in the first soil meter as well as the carbon stored in deep soil horizons up to 3m. The amount of soil organic carbon stored in soils of Rio Negro basin was evaluated in different map scales, from local surveys, to the scale of the basin. High spatial and spectral resolution remote sensing images were necessary in order to map the soil types of the studied areas and to estimate the soil carbon stock in local and regional scale. Therefore, a multi-sensor analysis was applied with the aim of generating a series of biophysical attributes that can be indirectly related to lateral variation of soil types. The soil organic carbon stock was also estimated for the area of the Brazilian portion of the Rio Negro basin, based on geostatistical analysis (multiple regression kriging), remote sensing images and legacy data. We observed that Podzols store an average carbon stock of 18 kg C m-2 on the first soil meter. Similar amount was observed in adjacent soils (mainly Ferralsols and Acrisols) with an average carbon stock of 15 kg C m-2. However if we take into account a 3 m soil depth, the amount of carbon stored in Podzols is significantly higher with values ranging from 55 kg C m-2 to 82 kg C m-2, which is higher than the one stored in adjacent soils (18 kg C m-2 to 25 kg C m-2). Given this, the amount of carbon stored in deep soil horizons of Podzols should be considered as an important carbon reservoir, face a scenario of global climate change / Os Espodossolos podem ser divididos em zonais e intrazonais de acordo com área onde ocorrem. Os Espodossolos zonais são típicos de áreas boreais e taiga, delimitados por condições climáticas. Já os intrazonais não são condicionados pelo clima. Os Espodossolo intrazonais brasileiros ocupam uma grande extensão da alta bacia amazônica, tendo sua formação atribuída à ocorrência de lençóis freáticos suspensos associados à acumulação de complexos organometálicos em ambientes ácidos redutores. Esses solos tem a capacidade de estocar grandes quantidades de carbono orgânico em horizontes espódicos profundos (Bh), em profundidades que podem variar de 1,5m a 5m. Pesquisas atuais relacionadas ao estoque de carbono em solos amazônicos, não levam em consideração os estoques encontrados no horizonte Bh (abaixo de 1m de profundidade). Sendo assim, o principal objetivo da presente pesquisa foi quantificar e mapear o estoque de carbono nos solos da bacia do Rio Negro, tendo-se em vista aquele estocado no primeiro metro de solo, bem como o carbono armazenado em até 3m de profundidade. A quantidade de carbono orgânico estocado nos solos da bacia do Rio Negro foi estimada em diferentes escalas de mapeamento, desde mapas locais até a escala da bacia do Rio Negro. Imagens de sensoriamento remoto de alta resolução espacial e espectral foram essenciais para viabilizar o mapeamento dos solos nas áreas estudadas e permitir a estimativa do estoque de carbono. Uma análise multisensor foi adotada buscando-se gerar informações biofísicas indiretamente associadas à variação lateral dos tipos de solo. Após o mapeamento do estoque de carbono em escala regional, partiu-se para a estimativa na escala da bacia do Rio Negro, com base em análise geoestatística (krigagem por regressão linear), imagens de sensoriamento remoto e base de dados de domínio público. Após o mapeamento do estoque de carbono na escala da bacia, constatou-se que os Espodossolos têm um estoque médio de 18 kg C m-2, para 1m de profundidade, valor similar ao observado em solos adjacentes (Latossolos e Argissolos) os quais tem um estoque de 15 kg C m-2. Quando são considerados os estoques profundos, até 3m, a quantidade de carbono dos Espodossolos é superior com valores variando de 55 kg C m-2 a 82 kg C m-2. Estoque relativamente maior que aquele observado em solos adjacentes para esta profundidade (18 kg C m-2 a 25 kg C m-2). Portanto, o estoque de carbono profundo dos Espodossolos, não deve ser negligenciado levando-se em conta cenários futuros de mudanças climáticas