Le photopléthysmogramme (PPG) est un signal optique acquis à partir de l’oxymètre de pouls, dont l’usage principal consiste à mesurer la saturation en oxygène. Avec le développement des technologies portables, il est devenu la technique de base pour la surveillance de l’activité cardio-respiratoire des patients et la détection des anomalies. En dépit de sa simplicité d'utilisation, le déploiement de cette technique reste encore limité pour deux principales raisons : 1. L’extrême sensibilité du signal aux distorsions. 2. La non-reproductibilité entre les sujets et pour les mêmes sujets, en raison de l'âge et des conditions de santé. L’objectif de cette thèse est le développement de méthodes robustes et universelles afin d’avoir une estimation précise de la fréquence respiratoire (FR) indépendamment de la variabilité intra et interindividuelle du PPG. Plusieurs contributions originales en traitement statistiques du signal PPG sont proposées. En premier lieu, une méthode adaptative de détection des artefacts basée sur la comparaison de modèle a été développée. Des tests par la technique Random Distortion Testing sont introduits pour détecter les pulses de PPG avec des artefacts. En deuxième lieu, une analyse de plusieurs méthodes spectrales d’estimation de la FR est proposée. Afin de mettre en évidence la robustesse des méthodes proposées face à la variabilité du signal, plusieurs tests ont été effectués sur deux bases de données avec de différentes tranches d'âge et des différents modes respiratoires. En troisième lieu, un indice de qualité respiratoire spectral (SRQI) est conçu dans le but de communiquer au clinicien que les valeurs fiables de la FR avec un certain degré de confiance. / One promising area of research in clinical routine involves using photoplethysmography (PPG) for monitoring respiratory activities. PPG is an optical signal acquired from oximeters, whose principal use consists in measuring oxygen saturation. Despite its simplicity of use, the deployment of this technique is still limited because of the signal sensitivity to distortions and the non-reproducibility between subjects, but also for the same subject, due to age and health conditions. The main aim of this work is to develop robust and universal methods for estimating accurate respiratory rate regardless of the intra- and inter-individual variability that affects PPG features. For this purpose, firstly, an adaptive artefact detection method based on template matching and decision by Random Distortion Testing is introduced for detecting PPG pulses with artefacts. Secondly, an analysis of several spectral methods for Respiratory Rate (RR) estimation on two different databases, with different age ranges and different respiratory modes, is proposed. Thirdly, a Spectral Respiratory Quality Index (SRQI) is attributed to respiratory rate estimates, in order that the clinician may select only RR values with a large confidence scale. Promising results are found for two different databases.

O objetivo desse estudo foi determinar a vida útil da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) inteira armazenada em gelo, usando analises sensoriais (Método do Índice de Qualidade), físico-químicas (bases nitrogenadas voláteis totais - BNVT, sustâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico - TBARS, pH, cor, textura e microbiológicas (microrganismos mesófilos e psicrotróficos). Uma equipe de sete provadores foi treinada durante sete sessões para avaliação sensorial de frescor em peixe cru e filés cozidos. Um esquema QIM foi otimizado para tilápia inteira e outro desenvolvido para filés cozidos, com 19 e 12 pontos de demérito, respetivamente. Três lotes de tilápia foram usados e os exemplares foram armazenados durante 13 dias em gelo para avaliar as alterações dos atributos de qualidade (aparência, brânquias, olhos, parede abdominal). A vida útil da tilápia do Nilo armazenada em gelo foi determinada em oito dias com base no critério sensorial dos filés cozidos, e pode ser usada como referencia para predizer o tempo de conservação residual. O índice de qualidade apresentou uma alta correlação linear com o tempo em gelo (IQ = 1,3865 x dias + 0,7922, R2 = 0,96), assim como também todos os atributos de qualidade. As análises sensoriais mostraram ser adequadas e confiáveis para avaliar o grau de frescor da tilápia, porem é recomendado usar no mínimo quatro peixes e mais do que um avaliador. A firmeza diminuiu durante o tempo de conservação em gelo (r = -0,73). Há uma pobre correlação entre os índices físico-químicos e microbiológicos e o tempo em gelo, não sendo considerados parâmetros confiáveis para avaliação das alterações da qualidade da tilápia do Nilo. Porém, peixes com até 13 dias não representam um risco para o consumidor, considerando que não foram ultrapassados os teores limites de BVNT (< 30 mg N/100g) nem de micro-organismos mesófilos viáveis (< 107 UFC/g). / The aim of this study was to determine the shelf-life of whole Nile tilapia (Oreochromis niloticus) stored in ice, using sensory analysis (Quality Index Method), physicochemical (total volatile base nitrogen - TVB-N, thiobarbituric acid-reactive substances - TBARS, pH, color, texture and microbiological (mesophilic and psychrotrophic). A sensory panel of seven assessors was trained during seven sessions for sensory evaluation of fresh fish and cooked fillets. A QIM scheme was optimized for whole tilapia and other developed for cooked fillets, with 19 and by 12 points of demerit, respectively. Three batches of tilapia were used and the fish were stored on ice during 13 days to evaluate the changes in quality attributes (appearance, gills, eyes, abdomen). The shelf-life of Nile tilapia stored on ice was determined in eight days based on sensory analysis of cooked fillets, and can be used as reference to predict the remaining shelf life. The quality index had a high linear correlation with time on ice (QI = 1.3865 x + 0.7922 days, R2 = 0.96), as well as all quality attributes. Sensory analysis showed to be adequate and reliable for assessing the degree of freshness of tilapia, however it is recommended to use at least 4 fish and more than one assessor. The firmness decreased during the ice shelf life (r = -0.73). There is a poor correlation between the physical, chemical and microbiological indexes and the time stored on ice, whereby they\'re not considered reliable parameters for assessing changes in quality of Nile tilapia. However, fish up to 13 days do not represent a risk for the consumer, considering they were not exceeded the limits of TVB-N levels (< 30 mg N/100 g) and also not the viable mesophilic microorganisms (< 107 CFU / g).

Globally, increasing demands for biofuels have intensified the rate of land-use change (LUC) for expansion of bioenergy crops. In Brazil, the world\'s largest sugarcane-ethanol producer, sugarcane area has expanded by 35% (3.2 Mha) in the last decade. Sugarcane expansion has resulted in extensive pastures being subjected to intensive mechanization and large inputs of agrochemicals, which have direct implications on soil quality (SQ). We hypothesized that LUC to support sugarcane expansion leads to overall SQ degradation. To test this hypothesis we conducted a field-study at three sites in the central-southern region, to assess the SQ response to the primary LUC sequence (i.e., native vegetation to pasture to sugarcane) associated to sugarcane expansion in Brazil. At each land use site undisturbed and disturbed soil samples were collected from the 0-10, 10-20 and 20-30 cm depths. Soil chemical and physical attributes were measured through on-farm and laboratory analyses. A dataset of soil biological attributes was also included in this study. Initially, the LUC effects on each individual soil indicator were quantified. Afterward, the LUC effects on overall SQ were assessed using the Soil Management Assessment Framework (SMAF). Furthermore, six SQ indexes (SQI) were developed using approaches with increasing complexity. Our results showed that long-term conversion from native vegetation to extensive pasture led to soil acidification, significant depletion of soil organic carbon (SOC) and macronutrients [especially phosphorus (P)] and severe soil compaction, which creates an unbalanced ratio between water- and air-filled pore space within the soil and increases mechanical resistance to root growth. Conversion from pasture to sugarcane improved soil chemical quality by correcting for acidity and increasing macronutrient levels. Despite those improvements, most of the P added by fertilizer accumulated in less plant-available P forms, confirming the key role of organic P has in providing available P to plants in Brazilian soils. Long-term sugarcane production subsequently led to further SOC depletions. Sugarcane production had slight negative impacts on soil physical attributes compared to pasture land. Although tillage performed for sugarcane planting and replanting alleviates soil compaction, our data suggested that the effects are short-term with persistent, reoccurring soil consolidation that increases erosion risk over time. These soil physical changes, induced by LUC, were detected by quantitative soil physical properties as well as by visual evaluation of soil structure (VESS), an on-farm and user-friendly method for evaluating SQ. The SMAF efficiently detected overall SQ response to LUC and it could be reliably used under Brazilian soil conditions. Furthermore, since all of the SQI values developed in this study were able to rank SQ among land uses. We recommend that simpler and more cost-effective SQI strategies using a small number of carefully chosen soil indicators, such as: pH, P, K, VESS and SOC, and proportional weighting within of each soil sectors (chemical, physical and biological) be used as a protocol for SQ assessments in Brazilian sugarcane areas. The SMAF and SQI scores suggested that long-term conversion from native vegetation to extensive pasture depleted overall SQ, driven by decreases in chemical, physical and biological indicators. In contrast, conversion from pasture to sugarcane had no negative impacts on overall SQ, mainly because chemical improvements offset negative impacts on biological and physical indicators. Therefore, our findings can be used as scientific base by farmers, extension agents and public policy makers to adopt and develop management strategies that sustain and/or improving SQ and the sustainability of sugarcane production in Brazil. / Globalmente, o aumento da demanda de biocombustíveis têm intensificado a taxa de mudança de uso da terra (MUT) para expansão da produção de culturas para fins energéticos. No Brasil, a área de cana-de-açúcar aumentou 35% (3,2 Mha) na última década. A expansão do cultivo de cana-de-açúcar tem resultado em pastagens extensivas sendo submetidas a intensiva mecanização e ao uso de agroquímicos, implicando diretamente na qualidade do solo (QS). A hipótese testada nesse estudo foi que a MUT resulta na degradação da QS. Para tanto foi conduzido um estudo em três locais na região centro-sul, com objetivo de avaliar as modificações na QS devido a principal sequência de MUT (vegetação nativa - pastagem - cana-de-açúcar) associada a expansão do cultivo de cana-de-açúcar no Brasil. Em cada uso da terra, amostras indeformadas e deformadas de solo foram coletadas nas profundidades de 0- 10, 10-20 e 20-30 cm. Os atributos químicos e físicos do solo foram mensurados através de análises laboratoriais e à campo. Dados de atributos biológicos também foram incluídos no estudo. Inicialmente, os efeitos da MUT foram quantificados individualmente para cada um dos atributos do solo, e em seguida as alterações na QS global foram avaliadas através da Soil Management Assessment Framework (SMAF) e de seis índices de QS (IQS), desenvolvidos usando métodos com complexidade crescente. Os resultados demonstraram que a conversão da vegetação nativa em pastagem extensiva resultou na acidificação do solo, redução dos teores de carbono orgânico (COS) e macronutrientes (especialmente P), e severa compactação do solo, desequilibrando a relação entre ar e água e aumentando a resistência mecânica do solo ao crescimento radicular. Conversão da pastagem em cana-de-açúcar melhorou a qualidade química do solo através da correção da acidez e aumento dos macronutrientes. Apesar dessas melhorias, prolongado período de cultivo de cana-de-açúcar reduziu os teores de COS; e a maioria do P adicionado via fertilizantes acumulou em formas menos lábeis, confirmando o importante papel do P orgânico no fornecimento de P disponível às plantas em solos brasileiros. O cultivo de cana-de-açúcar teve impactos negativos nos atributos físicos do solo menos intensos do que aqueles gerados pelo uso com pastagem. Embora o preparo do solo para plantio e reforma da cana-de-açúcar reduziu a compactação do solo, os dados sugeriram que estes efeitos são de curta duração, ocorrendo a reconsolidação do solo e o aumento dos riscos de erosão ao longo do tempo. As alterações físicas do solo induzidas pela MUT foram detectadas tanto por meio de atributos quantitativos quanto por meio de avaliação visual da estrutura do solo (VESS), um método simples e diretamente aplicado no campo. A SMAF detectou eficientemente as alterações na QS devido a MUT. Além disso, todos os IQS desenvolvidos permitiram ranquear corretamente a QS entre os usos da terra. Assim, recomendamos que IQS mais simples e com melhor relação custo-benefício usando poucos indicadores chaves, tais como: pH, P, K, VESS e COS com ponderação proporcional entre os setores do solo (químico, físico e biológico) sejam usados como protocolo para avaliar a QS nas áreas de produção de cana-de-açúcar. Os resultados obtidos usando a SMAF e os IQS sugeriram que a conversão da vegetação nativa em pastagem extensiva reduziu a QS, degradando indicadores químicos, físicos e biológicos. Por outro lado, a conversão de pastagem em cana-de-açúcar não teve impactos na QS global, uma vez que a melhoria dos atributos químicos compensou os impactos negativos nos indicatores físicos e biológicos. Desta forma, esses resultados poderão ser utilizados como base científica pelos produtores, extencionistas e políticos para orientar estratégias de manejo que mantenham e/ou melhorem a QS e consequentemente a sustentabilidade da produção de cana-de-açúcar no Brasil.

Esta tese discute a necessidade de monitorar, além das tensões eficazes, os desequilíbrios de freqüência fundamental e as distorções harmônicas de tensão. Apresenta uma forma alternativa para obter os parâmetros de desequilíbrios de freqüência fundamental e de distorções harmônicas a partir da representação dos valores instantâneos no sistema de eixos (DQ) e norma Euclidiana instantânea (NEI). Como contribuição principal, o trabalho propõe obter um parâmetro de qualidade que combina os parâmetros de desequilíbrio e de distorção harmônica. A representatividade dos parâmetros de qualidade é analisada a partir de resultados de elevações de temperatura dos enrolamentos de um motor de indução obtidas de 60 horas de testes. Discute-se que uma das vantagens de obter um parâmetro de qualidade de tensão que combine os efeitos de desequilíbrios de freqüência fundamental e distorções harmônicas é reduzir o número de parâmetros que devem ser monitorados, simplificando o processo de fiscalização que os órgãos reguladores procuram implantar. Além disso, o trabalho mostra análises sobre como os distúrbios na tensão afetam um motor de indução e prejudicam sua vida útil e mostra que há outras formas para se obter parâmetros de qualidade de tensão em relação aos métodos convencionais. Finalmente, apresenta a necessidade de estudos futuros para consolidar a proposta de um parâmetro de qualidade que combine os efeitos de distúrbios na tensão relacionados a outros equipamentos. / This thesis outlines the need for monitoring voltage quality, namely fundamental frequency unbalance and harmonic distortions in addition to voltage regulation. It presents an alternative way to obtain voltage fundamental frequency unbalance and harmonic distortion parameters by using the DQ axes system representation applied to instantaneous values and the instantaneous Euclidean norm (IEN). As a main contribution, the work presents a quality parameter that combines the unbalance and harmonic distortion parameters. The representativeness of the quality parameters is analysed based on results of temperature rises in induction motor windings tested during 60 hours. An advantage of obtaining a voltage quality parameter that considers simultaneous effects of both fundamental frequency unbalance and harmonic distortion is the reduction in the number of monitored parameters, thus simplifying the controlling process that regulatory agencies seek to implement. Furthermore, this work shows some analyses on how the voltage disturbances affect an induction motor and reduce its lifetime and shows that there are other forms to compute voltage quality, which are alternatives to conventional methods. Finally, the need for further studies to consolidate the proposal of a quality parameter that combines voltage disturbances effects related to other pieces of equipment is discussed.

A abordagem sobre a elaboração de índices representativos da qualidade constitui recurso cada vez mais utilizado para o monitoramento ou comparação de uma ou mais situações, permitindo expressar de forma simplificada as condições avaliadas. Na área de meio ambiente, os resultados fornecidos pelos laboratórios de controle ambiental assumem um importante papel, proporcionando situações de julgamento e decisão por parte de quem utiliza esses resultados, pois o mérito dessas decisões pode ser influenciado pela qualidade desses resultados. Para tanto, objetivou-se propor um índice de qualidade aplicável a laboratórios de controle ambiental, avaliando a sua representatividade, a realidade do laboratório com base no seu histórico de qualidade e aplicabilidade do índice no acompanhamento de condições gerais de desempenho. A pesquisa, de caráter exploratório, foi constituída a partir da seleção de dez especialistas em laboratórios de controle ambiental, representantes dos setores público, privado e academia, entrevistados nas sucessivas etapas de proposição do índice. A primeira etapa constituiu entrevista aos especialistas com uso da técnica de Brainstorming que culminou com a seleção de vinte parâmetros de consulta. Nas etapas seguintes, seguiram-se os preceitos da técnica DELPHI para extrair e refinar os julgamentos do grupo, bem como, selecionar os parâmetros finais de avaliação do IQL, critérios de pontuação e as três faixas de enquadramento dos laboratórios (inadequada, em fase de adequação ou adequada). Foram realizados experimentos de aplicação do IQL em seis laboratórios de controle ambiental, também representantes dos setores público, privado e da academia, a razão de duas unidades por setor, dentre os quais se encontravam laboratórios acreditados pelo INMETRO, conforme a norma ISO IEC 17.025. A experiência na prática laboratorial revelou que o IQL poderá ser utilizado como ferramenta de apoio a pré-qualificação de laboratórios ambientais prestadores de serviços. Além disso, a pesquisa demonstrou que a aplicação do IQL nos laboratórios experimentados pode ter funcionado como incentivo à percepção do laboratório com relação ao seu status de qualidade. Os resultados também evidenciaram que os laboratórios que possuem uma organização técnica e administrativa mais adequada dispõem de um programa formal de garantia da qualidade. O Índice de Qualidade Laboratorial IQL foi proposto na condição de uma ferramenta de apoio ao segmento de laboratórios de controle ambiental, a fim de ser realizada de forma simplificada e em períodos menores. Com a vigência da Resolução SMA número 37 no Estado de São Paulo, acredita-se que o IQL também possa contribuir no processo de avaliação destes laboratórios, especialmente quando não houver unidades acreditadas pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial - INMETRO, tendo em vista que a acreditação laboratorial tende a se tornar compulsória em diversas regiões. / The approach about the elaboration of representative indexes constitutes resource more and more used for the monitoring or comparison of one or more situations, allowing expressing in a simplified way the appraised conditions. In the environmental area, the results supplied by the laboratories of environmental control assume an important role, providing judgments situations and decision on the part of who uses of those results. The merit of those decisions can be influenced by the quality of results. This work proposes an index of applicable quality to enforcement laboratories, evaluating the reality of the them related to quality report and quality index in the accompaniment of the general conditions of acting. The research, of exploratory characteristics, was constituted starting from a ten specialists selection in laboratories of environmental control, from sections public\'s representatives, private and neutral (academy), interviewees in the successive stages of conception of the proposed index. The first stage constituted interview to the specialist with use of the Brainstorming technique that culminated with the selection of consultation parameters. In the following stages, was followed the precepts of the technique DELPHI to extract and to refine the judgements of the group and to select the final parameters of evaluation of IQL, punctuation criteria and the three strips of framing of the laboratories (inadequate, in adaptation phase or appropriate). Experiments of application of IQL were accomplished at six environmental laboratories, also the sections public\'s representatives, private and neutral (academy), in the reason of two person for each section, among which are laboratories believed by INMETRO, according to the ISO IEC 17025 standard. The experience in laboratorial practice revealed that IQL tends to be used as an instrument of accompaniment of general conditions of acting in environmental laboratories and not as source in obtaining of specific information for the execution of normative requirements. Besides, the research demonstrated that the application of the proposed tool suggests the probability of the monitoring to have worked as incentive to the perception of the laboratory with relationship to its quality status. The results also evidenced that laboratories with technical and administrative organization are related to the implantation of a regular quality program. Laboratorial Quality Index - IQL was proposed in the condition of a support tool to the segment of laboratories of environmental control, in order to take place in a simplified way and less distant periods on monitoring of these labs segment. In according to the validity of the Resolution SMA number 37 in the State of Sao Paulo, is believed that IQL also comes to contribute in the process of evaluation of these laboratories, especially when there is no laboratory accredited for that.

Esta tese discute a necessidade de monitorar, além das tensões eficazes, os desequilíbrios de freqüência fundamental e as distorções harmônicas de tensão. Apresenta uma forma alternativa para obter os parâmetros de desequilíbrios de freqüência fundamental e de distorções harmônicas a partir da representação dos valores instantâneos no sistema de eixos (DQ) e norma Euclidiana instantânea (NEI). Como contribuição principal, o trabalho propõe obter um parâmetro de qualidade que combina os parâmetros de desequilíbrio e de distorção harmônica. A representatividade dos parâmetros de qualidade é analisada a partir de resultados de elevações de temperatura dos enrolamentos de um motor de indução obtidas de 60 horas de testes. Discute-se que uma das vantagens de obter um parâmetro de qualidade de tensão que combine os efeitos de desequilíbrios de freqüência fundamental e distorções harmônicas é reduzir o número de parâmetros que devem ser monitorados, simplificando o processo de fiscalização que os órgãos reguladores procuram implantar. Além disso, o trabalho mostra análises sobre como os distúrbios na tensão afetam um motor de indução e prejudicam sua vida útil e mostra que há outras formas para se obter parâmetros de qualidade de tensão em relação aos métodos convencionais. Finalmente, apresenta a necessidade de estudos futuros para consolidar a proposta de um parâmetro de qualidade que combine os efeitos de distúrbios na tensão relacionados a outros equipamentos. / This thesis outlines the need for monitoring voltage quality, namely fundamental frequency unbalance and harmonic distortions in addition to voltage regulation. It presents an alternative way to obtain voltage fundamental frequency unbalance and harmonic distortion parameters by using the DQ axes system representation applied to instantaneous values and the instantaneous Euclidean norm (IEN). As a main contribution, the work presents a quality parameter that combines the unbalance and harmonic distortion parameters. The representativeness of the quality parameters is analysed based on results of temperature rises in induction motor windings tested during 60 hours. An advantage of obtaining a voltage quality parameter that considers simultaneous effects of both fundamental frequency unbalance and harmonic distortion is the reduction in the number of monitored parameters, thus simplifying the controlling process that regulatory agencies seek to implement. Furthermore, this work shows some analyses on how the voltage disturbances affect an induction motor and reduce its lifetime and shows that there are other forms to compute voltage quality, which are alternatives to conventional methods. Finally, the need for further studies to consolidate the proposal of a quality parameter that combines voltage disturbances effects related to other pieces of equipment is discussed.

A abordagem sobre a elaboração de índices representativos da qualidade constitui recurso cada vez mais utilizado para o monitoramento ou comparação de uma ou mais situações, permitindo expressar de forma simplificada as condições avaliadas. Na área de meio ambiente, os resultados fornecidos pelos laboratórios de controle ambiental assumem um importante papel, proporcionando situações de julgamento e decisão por parte de quem utiliza esses resultados, pois o mérito dessas decisões pode ser influenciado pela qualidade desses resultados. Para tanto, objetivou-se propor um índice de qualidade aplicável a laboratórios de controle ambiental, avaliando a sua representatividade, a realidade do laboratório com base no seu histórico de qualidade e aplicabilidade do índice no acompanhamento de condições gerais de desempenho. A pesquisa, de caráter exploratório, foi constituída a partir da seleção de dez especialistas em laboratórios de controle ambiental, representantes dos setores público, privado e academia, entrevistados nas sucessivas etapas de proposição do índice. A primeira etapa constituiu entrevista aos especialistas com uso da técnica de Brainstorming que culminou com a seleção de vinte parâmetros de consulta. Nas etapas seguintes, seguiram-se os preceitos da técnica DELPHI para extrair e refinar os julgamentos do grupo, bem como, selecionar os parâmetros finais de avaliação do IQL, critérios de pontuação e as três faixas de enquadramento dos laboratórios (inadequada, em fase de adequação ou adequada). Foram realizados experimentos de aplicação do IQL em seis laboratórios de controle ambiental, também representantes dos setores público, privado e da academia, a razão de duas unidades por setor, dentre os quais se encontravam laboratórios acreditados pelo INMETRO, conforme a norma ISO IEC 17.025. A experiência na prática laboratorial revelou que o IQL poderá ser utilizado como ferramenta de apoio a pré-qualificação de laboratórios ambientais prestadores de serviços. Além disso, a pesquisa demonstrou que a aplicação do IQL nos laboratórios experimentados pode ter funcionado como incentivo à percepção do laboratório com relação ao seu status de qualidade. Os resultados também evidenciaram que os laboratórios que possuem uma organização técnica e administrativa mais adequada dispõem de um programa formal de garantia da qualidade. O Índice de Qualidade Laboratorial IQL foi proposto na condição de uma ferramenta de apoio ao segmento de laboratórios de controle ambiental, a fim de ser realizada de forma simplificada e em períodos menores. Com a vigência da Resolução SMA número 37 no Estado de São Paulo, acredita-se que o IQL também possa contribuir no processo de avaliação destes laboratórios, especialmente quando não houver unidades acreditadas pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial - INMETRO, tendo em vista que a acreditação laboratorial tende a se tornar compulsória em diversas regiões. / The approach about the elaboration of representative indexes constitutes resource more and more used for the monitoring or comparison of one or more situations, allowing expressing in a simplified way the appraised conditions. In the environmental area, the results supplied by the laboratories of environmental control assume an important role, providing judgments situations and decision on the part of who uses of those results. The merit of those decisions can be influenced by the quality of results. This work proposes an index of applicable quality to enforcement laboratories, evaluating the reality of the them related to quality report and quality index in the accompaniment of the general conditions of acting. The research, of exploratory characteristics, was constituted starting from a ten specialists selection in laboratories of environmental control, from sections public\'s representatives, private and neutral (academy), interviewees in the successive stages of conception of the proposed index. The first stage constituted interview to the specialist with use of the Brainstorming technique that culminated with the selection of consultation parameters. In the following stages, was followed the precepts of the technique DELPHI to extract and to refine the judgements of the group and to select the final parameters of evaluation of IQL, punctuation criteria and the three strips of framing of the laboratories (inadequate, in adaptation phase or appropriate). Experiments of application of IQL were accomplished at six environmental laboratories, also the sections public\'s representatives, private and neutral (academy), in the reason of two person for each section, among which are laboratories believed by INMETRO, according to the ISO IEC 17025 standard. The experience in laboratorial practice revealed that IQL tends to be used as an instrument of accompaniment of general conditions of acting in environmental laboratories and not as source in obtaining of specific information for the execution of normative requirements. Besides, the research demonstrated that the application of the proposed tool suggests the probability of the monitoring to have worked as incentive to the perception of the laboratory with relationship to its quality status. The results also evidenced that laboratories with technical and administrative organization are related to the implantation of a regular quality program. Laboratorial Quality Index - IQL was proposed in the condition of a support tool to the segment of laboratories of environmental control, in order to take place in a simplified way and less distant periods on monitoring of these labs segment. In according to the validity of the Resolution SMA number 37 in the State of Sao Paulo, is believed that IQL also comes to contribute in the process of evaluation of these laboratories, especially when there is no laboratory accredited for that.

Globally, increasing demands for biofuels have intensified the rate of land-use change (LUC) for expansion of bioenergy crops. In Brazil, the world\'s largest sugarcane-ethanol producer, sugarcane area has expanded by 35% (3.2 Mha) in the last decade. Sugarcane expansion has resulted in extensive pastures being subjected to intensive mechanization and large inputs of agrochemicals, which have direct implications on soil quality (SQ). We hypothesized that LUC to support sugarcane expansion leads to overall SQ degradation. To test this hypothesis we conducted a field-study at three sites in the central-southern region, to assess the SQ response to the primary LUC sequence (i.e., native vegetation to pasture to sugarcane) associated to sugarcane expansion in Brazil. At each land use site undisturbed and disturbed soil samples were collected from the 0-10, 10-20 and 20-30 cm depths. Soil chemical and physical attributes were measured through on-farm and laboratory analyses. A dataset of soil biological attributes was also included in this study. Initially, the LUC effects on each individual soil indicator were quantified. Afterward, the LUC effects on overall SQ were assessed using the Soil Management Assessment Framework (SMAF). Furthermore, six SQ indexes (SQI) were developed using approaches with increasing complexity. Our results showed that long-term conversion from native vegetation to extensive pasture led to soil acidification, significant depletion of soil organic carbon (SOC) and macronutrients [especially phosphorus (P)] and severe soil compaction, which creates an unbalanced ratio between water- and air-filled pore space within the soil and increases mechanical resistance to root growth. Conversion from pasture to sugarcane improved soil chemical quality by correcting for acidity and increasing macronutrient levels. Despite those improvements, most of the P added by fertilizer accumulated in less plant-available P forms, confirming the key role of organic P has in providing available P to plants in Brazilian soils. Long-term sugarcane production subsequently led to further SOC depletions. Sugarcane production had slight negative impacts on soil physical attributes compared to pasture land. Although tillage performed for sugarcane planting and replanting alleviates soil compaction, our data suggested that the effects are short-term with persistent, reoccurring soil consolidation that increases erosion risk over time. These soil physical changes, induced by LUC, were detected by quantitative soil physical properties as well as by visual evaluation of soil structure (VESS), an on-farm and user-friendly method for evaluating SQ. The SMAF efficiently detected overall SQ response to LUC and it could be reliably used under Brazilian soil conditions. Furthermore, since all of the SQI values developed in this study were able to rank SQ among land uses. We recommend that simpler and more cost-effective SQI strategies using a small number of carefully chosen soil indicators, such as: pH, P, K, VESS and SOC, and proportional weighting within of each soil sectors (chemical, physical and biological) be used as a protocol for SQ assessments in Brazilian sugarcane areas. The SMAF and SQI scores suggested that long-term conversion from native vegetation to extensive pasture depleted overall SQ, driven by decreases in chemical, physical and biological indicators. In contrast, conversion from pasture to sugarcane had no negative impacts on overall SQ, mainly because chemical improvements offset negative impacts on biological and physical indicators. Therefore, our findings can be used as scientific base by farmers, extension agents and public policy makers to adopt and develop management strategies that sustain and/or improving SQ and the sustainability of sugarcane production in Brazil. / Globalmente, o aumento da demanda de biocombustíveis têm intensificado a taxa de mudança de uso da terra (MUT) para expansão da produção de culturas para fins energéticos. No Brasil, a área de cana-de-açúcar aumentou 35% (3,2 Mha) na última década. A expansão do cultivo de cana-de-açúcar tem resultado em pastagens extensivas sendo submetidas a intensiva mecanização e ao uso de agroquímicos, implicando diretamente na qualidade do solo (QS). A hipótese testada nesse estudo foi que a MUT resulta na degradação da QS. Para tanto foi conduzido um estudo em três locais na região centro-sul, com objetivo de avaliar as modificações na QS devido a principal sequência de MUT (vegetação nativa - pastagem - cana-de-açúcar) associada a expansão do cultivo de cana-de-açúcar no Brasil. Em cada uso da terra, amostras indeformadas e deformadas de solo foram coletadas nas profundidades de 0- 10, 10-20 e 20-30 cm. Os atributos químicos e físicos do solo foram mensurados através de análises laboratoriais e à campo. Dados de atributos biológicos também foram incluídos no estudo. Inicialmente, os efeitos da MUT foram quantificados individualmente para cada um dos atributos do solo, e em seguida as alterações na QS global foram avaliadas através da Soil Management Assessment Framework (SMAF) e de seis índices de QS (IQS), desenvolvidos usando métodos com complexidade crescente. Os resultados demonstraram que a conversão da vegetação nativa em pastagem extensiva resultou na acidificação do solo, redução dos teores de carbono orgânico (COS) e macronutrientes (especialmente P), e severa compactação do solo, desequilibrando a relação entre ar e água e aumentando a resistência mecânica do solo ao crescimento radicular. Conversão da pastagem em cana-de-açúcar melhorou a qualidade química do solo através da correção da acidez e aumento dos macronutrientes. Apesar dessas melhorias, prolongado período de cultivo de cana-de-açúcar reduziu os teores de COS; e a maioria do P adicionado via fertilizantes acumulou em formas menos lábeis, confirmando o importante papel do P orgânico no fornecimento de P disponível às plantas em solos brasileiros. O cultivo de cana-de-açúcar teve impactos negativos nos atributos físicos do solo menos intensos do que aqueles gerados pelo uso com pastagem. Embora o preparo do solo para plantio e reforma da cana-de-açúcar reduziu a compactação do solo, os dados sugeriram que estes efeitos são de curta duração, ocorrendo a reconsolidação do solo e o aumento dos riscos de erosão ao longo do tempo. As alterações físicas do solo induzidas pela MUT foram detectadas tanto por meio de atributos quantitativos quanto por meio de avaliação visual da estrutura do solo (VESS), um método simples e diretamente aplicado no campo. A SMAF detectou eficientemente as alterações na QS devido a MUT. Além disso, todos os IQS desenvolvidos permitiram ranquear corretamente a QS entre os usos da terra. Assim, recomendamos que IQS mais simples e com melhor relação custo-benefício usando poucos indicadores chaves, tais como: pH, P, K, VESS e COS com ponderação proporcional entre os setores do solo (químico, físico e biológico) sejam usados como protocolo para avaliar a QS nas áreas de produção de cana-de-açúcar. Os resultados obtidos usando a SMAF e os IQS sugeriram que a conversão da vegetação nativa em pastagem extensiva reduziu a QS, degradando indicadores químicos, físicos e biológicos. Por outro lado, a conversão de pastagem em cana-de-açúcar não teve impactos na QS global, uma vez que a melhoria dos atributos químicos compensou os impactos negativos nos indicatores físicos e biológicos. Desta forma, esses resultados poderão ser utilizados como base científica pelos produtores, extencionistas e políticos para orientar estratégias de manejo que mantenham e/ou melhorem a QS e consequentemente a sustentabilidade da produção de cana-de-açúcar no Brasil.

Submitted by admin tede (tede@pucgoias.edu.br) on 2018-11-06T19:51:39Z No. of bitstreams: 1 ITALO COSTA SILVEIRA.pdf: 3388910 bytes, checksum: 379836af4aeb4ca2d45076473608f5ba (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-06T19:51:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ITALO COSTA SILVEIRA.pdf: 3388910 bytes, checksum: 379836af4aeb4ca2d45076473608f5ba (MD5) Previous issue date: 2018-03-15 / The João Leite stream has a dam that was designed for the public supply of drinking water in the municipality of Goiânia and its surroundings. However, its basin presents several potential sources of pollutants and high rates of anthropization. This work aims to evaluate the water quality of the João Leite stream, Onça and Cana Brava stream at the time of the reservoir Dr. Henrique Santillo in the months of November 2016, February 2017, March 2017, June 2017 and September 2017. For the Water Quality Index (IQA) as well as the analyzes of physical, chemical, bacteriological and pesticidal parameters of the water were carried out. The João Leite stream presented good water quality and no pesticides were detected: organophosphorus and carbamates. Only 3 parameters: BOD, OD and thermotolerant coliforms were above permitted by Brazilian legislation. / O ribeirão João Leite possui uma barragem que foi projetada para o abastecimento público de água potável do município de Goiânia e arredores. No entanto sua bacia apresenta várias potenciais fontes poluidoras e índices elevados de antropização. Este trabalho objetiva avaliar a qualidade da água do ribeirão João Leite, córrego Onça e Cana Brava na altura do reservatório Dr. Henrique Santillo nos meses de novembro de 2016, fevereiro de 2017, março de 2017, junho de 2017 e setembro de 2017. Para isso foi realizado o Índice de Qualidade das Águas (IQA) bem como as análises de parâmetros físicos, químicos, bacteriológicos e pesticidas da água. O ribeirão João Leite apresentou boa qualidade de água e não se constatou pesticidas: organofosforado e carbamatos. Somente 3 parâmetros: DBO, OD e coliformes termotolerantes estiveram acima do permitido pela legislação brasileira.

The drivers of human health and changing climate are important areas of environmental and atmospheric studies. Among many environmental factors present in our biosphere, small particles, also known as ultrafine particles or UFPs, have direct and indirect pathways to affect human health and climatic processes. The rapid change in their properties makes UFPs dynamic and often challenging to quantify their effect on health and radiative forcing. To reduce uncertainty in the climate effects of UFPs and to strengthen the evidence on health effects, accurate characterizations of physical and chemical properties of UFPs are needed. In this thesis, two broad aspects of UFPs were investigated: (1) the development of particle instrumentation to study particle properties; and (2) measurement of physical and chemical properties of UFPs relevant to human health and climate. These two broad aspects are divided into four specific aims in this thesis. The measurement of UFP concentration at different locations in an urban location, from roadside to various residential areas, can be improved by using a mobile particle counter. A TSI 3786 Condensation Particle Counter (CPC) was modified for mobile battery-power operation. This design provided high-frequency, one second time resolution measurements of particle number and carbon dioxide (CO2). An independent electric power system, a central controller and robust data acquisition system, and a GPS system are the major components of this mobile unit. These capabilities make the system remotely deployable, and also offer flexibility to integrate other analog and digital sensors. A Volatility Tandem Differential Mobility Analyzer (V-TDMA) system was designed and built to characterize the volatility behavior of UFPs. The physical and chemical properties of UFPs are often challenging to measure due to limited availability of instruments, detection limit in terms of particle size and concentration, and sampling frequency. Indirect methods such as V-TDMA are useful, for small mass (<1 µg/m3), and nuclei mode particles (<30nm). Another advantage of V-TDMA is its fast response in terms of sampling frequency. A secondary motivation for building a V-TDMA system was to improve instrumentation capability of our group, thus enabling study of kinetic and thermodynamic properties of novel aerosols. Chapter four describes the design detail of the built V-TDMA system, which measures the change in UFP size and concentration during heated and non-heated (or ambient) condition. The V-TDMA system has an acceptable penetration efficiency of 85% for 10 nm and maintains a uniform temperature profile in the heating system. Calibration of V-TDMA using ammonium sulfate particles indicated that the system produces comparable evaporation curves (in terms of volatilization temperature) or volatility profiles to other published V-TDMA designs. Additionally the system is fully programmable with respect to particle size, temperature and sampling frequency and can be run autonomously after initial set up. The thesis describes a part of yearlong study to provide a complete perspective on particle formation and growth in a rural and agricultural Midwestern site. Volatility characterizations of UFPs were conducted to enable inference about particle chemistry, and formation of low volatile core or evaporation resistant residue in the UFP in the Midwest. This study addresses identification of the volatility signature of particles in the UFP size range, quantification of physical differences of UFPs between NPF1 and non-NPF events and relation of evaporation resistant residue with particle size, seasonality and mixing state. K-means clustering was applied to determine three unique volatility clusters in 15, 30, 50 and 80 nm particle sizes. Based on the proposed average volatility, the identified volatility clusters were classified into high volatile, intermediate volatile and least volatile group. Although VFR alone is insufficient to establish chemical composition definitively, least volatile cluster based on average volatility may be characteristically similar to the pure ammonium sulfate. The amount of evaporation residue at 200 °C was positively correlated with particle size and showed significant correlation with ozone, sulfur dioxide and solar radiation. Residue also indicated the presence of external mixture, often during morning and night time. Air quality science and management of an accidental urban tire fire occurring in Iowa City in May and June of 2012 were investigated. Urban air quality emergencies near populated areas are difficult to evaluate without a proper air quality management and response system. To support the development of an appropriate air quality system, this thesis identified and created a rank for health-related acute and chronic compounds in the tire smoke. For health risk assessment, the study proposed an empirical equation for estimating multi-pollutant air quality index. Using mobile measurements and a dispersion model in conjunction with the proposed air quality index, smoke concentrations and likely health impact were evaluated for Iowa City and surrounding areas. It was concluded that the smoke levels reached unhealthy outdoor levels for sensitive groups out to distances of 3.1 km and 18 km at 24 h and 1h average times. Tire smoke characterization was another important aspect of this study which provided important and new information about tire smoke. Revised emission factors for coarse particle mass and aerosol-PAH and new emission factors and enhancement ratios values for a wide range of fine particulate mass, particle size (0.001-2.5 µm), and trace gas were estimated. Overall the thesis added new instrumentation in our research group to measure various physical properties such as size, concentration, and volatility UFP. The built instruments, data processing algorithm and visualization tools will be useful in estimation of accurate concentration and emission factors of UFP for health exposure studies, and generate a fast response measurement of kinetic and thermodynamics properties of ambient particles. This thesis also makes a strong case for the development of an air quality emergency system for accidental fires for urban location. It provides useful evaluation and estimation of many aspects of such system such as smoke characterization, method of air quality monitoring and impact assessment, and develops communicable method of exposure risk assessment.