Orientador: Lucia Chebel Labaki / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-24T04:16:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bartholomei_CarolinaLotufoBueno_M.pdf: 4817409 bytes, checksum: 9a3f393f03c3153b8339b26ee90f1e25 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho propõe uma metodologia para o estudo da atenuação da radiação solar por diferentes espécies arbóreas, a partir de medições de radiação solar, temperaturas de globo e ambiente, e umidade relativa. São analisadas cinco espécies (Jatobá, Chuva-de-ouro, Magnólia, Ipê Roxo e Sibipiruna) quanto à melhoria do microclima proporcionado à sombra das mesmas. Dados de radiação solar incidente são obtidos por meio de solarímetros lineares, que medem a irradiância média (kW/m2) em situações onde a distribuição da energia radiante não é uniforme. A coleta desses dados é feita com os equipamentos dispostos simultaneamente ao sol e à sombra dos indivíduos analisados. Com os dados obtidos, são calculadas as porcentagens de atenuação da radiação solar para cada árvore e as variações relativas das temperaturas de globo e ambiente. Analisando-se os resultados, pode-se observar que a Sibipiruna, o Jatobá e a Chuva-de-ouro apresentam o melhor desempenho, seguidos da Magnólia e do Ipê Roxo respectivamente. Tomando-se por base esses resultados, conclui-se que a metodologia proposta é perfeitamente adequada ao estudo em questão / Abstract: This work proposes a methodology to study reduction of solar radiation by different tree species, ITomexperimental data relating to solar radiation, air and globe temperatures, as well as relative humidity. Five species are analysed (Jatobá, Chuva-de-ouro, Magnólia, Ipê Roxo and Sibipiruna) relating to improvement of microclimate by tree hading. Incident solar radiation data are obtained by means of tube solarimeters, these measure average irradiance (in kW/m2) in situations where the distribution of radiant energy is not uniform. Data are collected beneath crowns of studied trees and in the open simultaneously. Percentage of reduction of solar radiation by each tree are calculated, as well as relative variations of air and globe temperatures. Results show that Sibipiruna, Jatobá and Chuva-de-ouro have the best performance, followed by Magnólia and Ipê Roxo respectively. These results allow to conclude that the proposed methodology is appropriate for this kind of study / Mestrado / Saneamento / Mestre em Engenharia Civil

Solarização é uma alternativa para desinfecção de águas residuárias, pois a ação conjunta dos raios solares e da temperatura tende a inibir o crescimento de microrganismos. O objetivo desta pesquisa é verificar a eficácia do método na redução de microrganismos patogênicos em amostras de efluente doméstico. O experimento foi desenvolvido em condições de campo nos meses de julho, agosto, outubro e dezembro de 2006 e março e julho de 2007, na área da estação meteorológica localizada na Fazenda Piloto da Universidade de Taubaté. A análise de coliformes fecais e a leitura de turbidez foram realizadas no laboratório de Microbiologia Agrícola e Fitopatologia do Departamento de Ciências Agrárias da Universidade de Taubaté. A temperatura do ar e a intensidade da radiação solar total acumulada foram fornecidas pela Plataforma de Coleta de Dados (PCD) uma parceria UNITAU e INPE através do Programa de Monitoramento Ambiental da Região do Eixo Rio-São Paulo. As amostras de efluentes foram condicionadas em 20 garrafas transparentes com capacidade para 2L tipo PET (Politereflato de Etileno), depois submetidas aos seguintes procedimentos: sem exposição ao sol e com 2, 4, 6 e 8 horas de exposição ao sol, com 4 repetições cada, totalizando 20 recipientes. A eficiência do tempo de exposição foi determinada pela quantificação do Número Mais Provável (NMP) para coliformes fecais nas amostras de efluentes. Quanto ao resultado podese observar que a exposição do efluente a radiação solar reduziu a ocorrência de coliformes fecais, na medida em que se aumentou o tempo de exposição. Sendo que para 2 horas de exposição à radiação solar houve uma redução média de 51,2% e com 8 horas de exposição essa média aumentou para 84% de redução para coliformes fecais. De acordo com os resultados pôde-se concluir que a solarização poderá ser utilizada para reduzir microrganismos patogênicos no efluente doméstico. / Solarization is an alternative method for disinfection of wastewater, therefore the joint action of the solar rays and the temperature tends to inhibit the growth of microorganisms. The objective of this research is to verify the effectiveness of the method for the reduction of pathogenic microorganisms in domestic effluent samples. The experiment was developed in field conditions during the months of August, October and December of 2006 and March and July of 2007, in the area of the meteorological station located in the Pilot Farm of the University of Taubate. The fecal coliform counts and the turbidity readings were performed in the Agricultural Microbiology and Phytopathology Laboratory of the Agrarian Sciences Department of the University of Taubate. The air temperature and the intensity of the accumulated total solar radiation had been supplied by the Data Collection Platform (DCP), a partnership between UNITAU and INPE for the Program of Environmental Monitoring of the Rio-Sao Paulo Region. The effluent samples had been placed inside of 20 transparent 2-liter disposable bottles, and than submitted to the following procedures: without exposition to the sun and with 2, 4, 6 and 8 hours of exposition to the sun, four repetitions each, totalizing 20 experiments. The efficiency of the exposition time was determined by the fecal coliform counts in the effluent samples enumerated by the most probable number (MPN) method. It can be observed reduction of fecal coliform counts with the exposition of the effluent to the solar radiation, and this reduction was proportional to the increasing of the exposition time. It was observed an average reduction for fecal coliform counts of 51,2% with 2 hours of solar radiation exposition, and this average reduction increased to 84% with 8 hours of exposition. The results showed that the solarization can be used as a method for reduction of pathogenic microorganisms in the domestic effluent.

Em regiões de intensa disponibilidade de energia solar e elevadas temperaturas, os produtores de tomate procuram limitar a radiação no interior dos ambientes protegidos para reduzir a temperatura, principalmente por meio de malhas aluminizadas. Porém, o uso dessas malhas provoca redução demasiada na transmitância da radiação fotossinteticamente ativa, trazendo conseqüências negativas à produtividade. Desse modo, é importante se caracterizar o microclima desses ambientes em função da cobertura empregada. O presente estudo teve por objetivo avaliar a influência de diferentes coberturas plásticas em ambientes protegidos no seu microclima e na produtividade e qualidade do tomateiro tipo cereja. Para tanto, um ambiente protegido de 50 m, instalado em Piracicaba, SP, foi dividido em dois ambientes distintos: Ambiente I - coberto com filme plástico anti-UV e com uma malha termo-refletora e Ambiente II - coberto com filme plástico difusor. Nesses ambientes foram cultivadas, em duas épocas distintas, duas cultivares de tomate tipo cereja (Sweet Grape e Sweet Million), submetidas a diferentes soluções nutritivas (relação K:N 2:1 e 3:1) na fertirrigação. No Ambiente II houve maior transmitância da radiação solar, sendo 50,3% superior à transmitância observada no Ambiente I. A temperatura média do ar no Ambiente II foi 5,2% e 2,1% superior à temperatura no ambiente externo, respectivamente para o 1º e 2º ciclo. Já no Ambiente I, as temperaturas foram praticamente iguais às observadas externamente. A cultivar Sweet Grape produziu maior quantidade de frutos pequenos (163 frutos pl-1) e grandes (341 frutos pl-1) do que a cultivar Sweet Million (102 e 261 frutos pl-1, respectivamente). A solução nutritiva com relação 2:1 de K:N promoveu maior produção de frutos pequenos (144 frutos pl-1) do que a relação 3:1 (122 frutos pl-1). As plantas no Ambiente II produziram, em média, 146 frutos pequenos por planta e 368 frutos grandes por planta, enquanto que no Ambiente I essa produtividade foi de 119 e 235 respectivamente. Os diferentes ambientes não tiveram influência sobre o diâmetro dos frutos, no entanto, promoveram diferenças no peso desses. Os frutos pequenos e grandes no Ambiente II pesaram respectivamente 6,66 g e 11,91 g e no Ambiente I 6,09 g e 11,21 g. A cultivar Sweet Million produziu 4,58 kg pl-1 e 3,85 kg pl-1 e a cultivar Sweet Grape produziu 3,94 kg pl-1 e 3,53 kg pl-1 nos 1° e 2° ciclos, respectivamente. Quanto à qualidade do fruto, o ambiente influenciou somente a porcentagem de acidez e o teor de vitamina C. A relação K:N 2:1 promoveu valor médio de oBrix ligeiramente superior ao valor obtido com a solução 3:1. Os frutos da cultivar Sweet Million apresentaram maior acidez e maior teor de vitamina C do que a cultivar Sweet Grape. Com base nesses resultados, concluiu-se que a cobertura com o filme plástico difusor foi eficiente em manter a temperatura e a radiação solar em níveis adequados para uma boa produtividade e qualidade das cultivares de tomateiro tipo cereja estudadas. / In the regions where solar energy is very intense and temperatures are high, the tomato growers use to reduce the incoming solar radiation inside the greenhouses, aiming to promote the temperature reduction, mainly by installing aluminated shading screens inside. However, the use of such covers promotes an intense reduction of the photosynthetic active radiation, bringing negative consequences for yield. Therefore, it is important to characterize the microclimate inside the greenhouses in relation to the cover material used. Based on that, the objective of the present study was to evaluate the influence of different covers on microclimate and the cherry tomato yield and quality in greenhouses, in Piracicaba, state of São Paulo, Brazil. For that, a 50-m greenhouse was divided in two different environments: Environment I - covered with plastic film anti-UV and with thermo-reflective shading screen disposed internally, and Environment II - covered with diffusive plastic film. Both environments were cultivated with two cultivars of cherry tomato (Sweet Grape and Sweet Million), fertilized with two different solutions (K:N relation of 2:1 and 3:1) by fertirrigation. Environment II had 50.3% more availability of solar energy than Environment I. The temperature inside Environment II was slightly higher (5.2 and 2.1% in the first and second cycles) than Environment I, which had similar temperatures to outside condition. The Sweet Grape cultivar produced more small (163 fruit pl-1) and large (341 fruit pl -1) fruits than Sweet Million (102 and 261 fruits pl-1, respectively). The 2:1 K:N solution promoted greater production of small fruit (144 fruit pl-1) fruits than 3:1 (122 fruit pl-1). Plants in the Environment II produced, in average, 146 small fruits per plant and 368 large fruits per plant, whereas the ones in Environment I produced 119 and 235 fruits per plant, respectively. The different environments did not have influence on fruit diameter; however, they promoted differences in the weight of the fruits. Small and large fruits in the Environment II weighted 6.66 g and 11.91 g and in the Environment I they weighted 6.09 g and 11.21 g, respectively. Sweet Million cultivar produced 4.58 kg pl-1 and 3.85 kg pl-1 and Sweet Grape 3.94 kg pl-1 and 3.53 kg pl-1 respectively in the 1st and 2nd cycles. In relation to fruit quality, the environment had influence only on the percentage of acidity and vitamin C content. The ratio K:N 2:1 resulted in a small °Brix difference in relation to the ratio 3:1. The Sweet Million fruits had higher acidity and vitamin C content than Sweet Grape ones. Based on these results, it is concluded that the cover of Environment II (diffusive plastic film) was efficient to keep the temperature and solar radiation in favorable levels for high productivity and quality of both cherry tomato cultivar during the two seasons evaluated.

Orientador: João Francisco Escobedo / Resumo: O trabalho apresenta uma análise estatística e climática das irradiações global (HG) e global infravermelha (HGNIR) e das frações global total (Kt = HG/H0) e global infravermelha (KtNIR = HGNIR/H0NIR), transmitidas na atmosfera no período de 2001 a 2006 em Botucatu/SP/Brasil. Os valores das frações médias Kt e KtNIR (horária e diária) calculadas estatisticamente foram: Kth = 50,0%, KtNIRh = 42,0%, e Ktd = 56,0%, KtNIRd = 48,0%, respectivamente. O estudo mostra ainda a obtenção e a validação da equação de estimativa para KtNIR em função de Kt obtidas por regressão linear (y = ax), onde KtNIRh = 0,850Kth e KtNIRd = 0,855Ktd apresentaram elevados coeficientes de determinação: R2 = 0,981 e R2 = 0,987, respectivamente. Os valores horários obtidos na validação (ano típico e atípico) foram (rMBE)h = 1,0% e 0,2%, (rRMSE)h = 6,3% e 5,3%; dh = 0,994 e 0,996 respectivamente, enquanto que os valores diários foram (rMBE)d = 0,9% e 0,05%; (rRMSE)d = 3,4% e 2,6%; dd = 0,995 e 0,998. Os resultados mostram que as equações podem ser utilizadas com precisão e exatidão nas estimativas de KtNIR. A análise sazonal mostrou que a equação KtNIRh = 0,850Kth anual superestima KtNIRh no verão e primavera em 2,8% e 1,0%, e subestima-o no outono e inverno em 1,0% e 2,6%, respectivamente. Similarmente, KtNIRd = 0,855Ktd anual superestima KtNIRd no verão e primavera em 2,8% e 1,3% e subestima-o no outono e inverno em 1,0% e 2,1%, respectivamente. A análise por cobertura de céu mostrou que: o valor KtNIRh an... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper describes the statistical and climatic analysis of global (HG) and infrared global (HGNIR) irradiations, and total global (Kt = HG/H0) and infrared global (KtNIR = HGNIR/H0NIR) fractions, transmitted in the atmosphere from 2001 to 2006 in Botucatu/SP/Brazil: Values of mean fractions Kt and KtNIR (hourly and daily) calculated statistically were as follows: Kth = 50,0%, Kth NIR = 42,0%, and Ktd = 56,0%, KtNIR d = 48,0%, respectively. The study also presents obtaining and validation of the estimate equation for KtNIR as a function of Kt. The equations obtained by linear regression (y = ax) KtNIR h = 0,850Kth and KtNIR d = 0,855Ktd had high determination coefficient: R2 = 0,981 and 0,987 respectively. Hourly values based on validation (typical and atypical years) were as follows: (rMBE) h = 1,0% and 0,2%, (rMSE) h = 6,3% and 5,3%; d h = 0,994 and 0,996, respectively. Daily values were as follows: (rMBE) d = 0,9% and 0,05%; (rMSE) d = 3,4% and 2,6%; d d = 0,995 and 0,998. The results show that the equations can be used precisely and accurately for KtNIR estimates. Seasonal analysis showed that the annual KtNIR h = 0,850Kth equation overestimates KtNIR h in the summer and spring by 2,8% and 1,0% and underestimates it in the autumn and winter by 1,0% and 2,6%, respectively. Similarly, KtNIR d = 0,855Ktd equation anual overestimates KtNIR d in the summer and spring by 2,8% e 1,3% and underestimates it in the autumn and winter by 1,0% e 2,1%, respectively. Considering sky c... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Esta tese apresenta os resultados de pesquisa sobre geração de séries sintéticas de radiação solar para estudos energéticos, realizada através do uso de modelos estocásticos e com o propósito de desenvolver método para aplicações práticas no setor elétrico. Para tanto, inicialmente foi levantado o estado da arte do tema, com revisão da literatura de séries temporais e de processos estocásticos, suas particularidades e potencialidades, complementado pela contextualização do uso de cenários no setor elétrico nacional, especialmente na operação e planejamento do sistema hidrotérmico, e por experiências internacionais na modelagem do recurso solar. A modelagem das séries utilizou dados reais de localidades do nordeste brasileiro e foi desenvolvida através do método de Box-Jenkins, realizando-se estudos de alternativas para cada uma de suas etapas. O pré-tratamento dos dados foi avaliado por três estratégias de remoção da tendência das séries e na estimativa dos coeficientes dos modelos foram comparados os métodos de Yule-Walker e dos mínimos quadrados. As análises consideraram quatro opções de modelos autorregressivos e os períodos horário, diário e mensal. O modelo autorregressivo convencional com intervalo mensal, identificado como o mais adequado para aplicação em estudos energéticos, e sua variação periódica foram implementados e avaliados com maior profundidade. Este estudo complementar considerou diferentes ordens de atraso e realizou comparações dos resultados por três métodos de cálculo do erro. O modelo desenvolvido com estrutura autorregressiva periódica de primeira ordem apresentou resultados satisfatórios e significativamente superiores aos dos demais modelos. Por fim, este modelo foi empregado na geração de séries sintéticas, criando 1.000 cenários de radiação solar mensal, posteriormente aplicados em modelo de contrato de venda de energia para avaliação de estratégias de participação em leilões, em análise de riscos de suprimento e em estimativa probabilística da receita esperada por parques geradores. / This thesis presents the results of a research on the generation of solar radiation synthetic sequences for energy studies, carried out through the use of stochastic models and with the purpose of developing a method for practical applications in the electric sector. In order to do so, the state of the art was devised through a review of the literature of time series and stochastic processes, their particularities and potentialities, complemented by the contextualization of the use of scenarios in the national electricity sector, especially in the hydrothermal system operation and planning, and international experiences in modeling the solar resource. The series modeling used real data from localities in the Brazilian Northeast and was developed through the Box-Jenkins method, carrying out alternative studies for each of its stages. The data pretreatment has been evaluated by three strategies for the series trend removal and by the methods of least squares and of Yule-Walker for the estimation of the model coefficients. The analysis considered four options of autoregressive models and hourly, daily and monthly periods. The conventional autoregressive model with monthly interval, identified as the most applications in energy studies, and its periodic variation were implemented and evaluated in greater depth. This complementary study considered different orders of delay and made comparisons of the results for three error calculation methods. The model developed with periodic autoregressive structure of first order presented results that are satisfactory and significantly superior than the other models. Finally, this model was used in the generation of synthetic series, creating 1,000 scenarios of monthly solar radiation, to be later applied in a model of power purchase agreement to evaluate strategies for auctions bidding, analysis of supply risks and probabilistic estimation of the expected revenue of power plants.

O estudo da penetração da radiação solar no meio aquático foi desenvolvido em quatro partes. Na primeira delas, voltada para a atenuação da radiação solar na coluna d’água, foram discutidos fatores de interferência e suas inter-relações. Neste sentido, foi feita uma comparação da penetração da radiação solar em ecossistemas continentais naturais e artificiais, analisando as diferenças e similaridades. O estudo comparativo da atenuação da radiação solar subaquática em toda extensão de reservatórios constituiu a segunda parte deste trabalho. A comparação foi feita entre reservatórios que apresentam proximidades de localização, mas com diferenças marcantes nos usos e ocupações nas regiões em que os mesmos estão inseridos. Na terceira parte foram apresentados dois recursos de grande utilização na obtenção das respostas imediatas do ambiente aquático, do ponto de vista óptico, diante dos impactos sofridos. O primeiro recurso foi a determinação do espectrograma da radiação solar, indicando a atenuação da radiação solar subaquática na faixa fotossinteticamente ativa (400 nm - 700 nm). O outro recurso foi a obtenção do espectro de absorção da água superficial, que permitiu o estabelecimento do “Índice de Absorção Espectral da Água", I.A.E.A., que facilmente possibilita a detecção de fontes pontuais de poluição e contaminação. Como quarta e última parte foi proposto o desenvolvimento de um aparelho a partir da reconstrução do hidrofotômetro (Modelo Nº 268 WA 310 GM MFG & Instrument Corp. Bronx. N.Y. 10 451), onde foi introduzido e adaptado o detector fotocondutivo (PIN - 250DP) em substituição às fotocélulas anteriormente danificadas. Durante o trabalho de campo, este aparelho foi testado e foi feita a comparação com os obtidos do Quanta-meter LI-COR (LI - 185A) também utilizado neste trabalho. / The study of solar radiation penetration in aquatic environment was developed in four parts. The first one, directed to solar radiation attenuation in the water column, interference factors and their inter-relations were discussed. In this sense, a penetration comparison of the solar radiation in natural and artificial continental ecosystems was carried out, analyzing differences and similarities. The second part of this work consisted of a comparative study of underwater solar radiation in the entire reservoir. The comparison was done between reservoirs that are near to one another, but with marked differences in use and occupation within the regions where they are located. In the third part, two resources of great utilization in obtaining immediate response from the aquatic environment, from an optical point of view of the impacts experienced, were presented. The first resort was the spectrogram determination of solar radiation, which indicated the underwater solar radiation attenuation in the active photosynthetic range (400 nm - 700 nm). The other resort was the superficial water absorption spectrum, which allowed establishing the “Water Spectral Absorption Index", I.A.E.A. that easily makes possible detection of accurate sources of pollution and contamination. The fourth and last part proposed to develop an apparatus from the construction of an underwater hydrophotometer (Model 268 WA 310 GM MFG & Instrument Corp. Bronx N.Y. 10451), where the photoconductor detector was adapted and introduced (PIN - 250DP) substituting the previously damaged photocells. During field work, this apparatus was tested and comparison was performed with data obtained from Quanta-meter LI-COR (LI - 185A), also used in this work.

O uso frequente de protetores solares é uma das medidas de fotoproteção mais eficazes para prevenção dos danos causados pela radiação solar. Por muitos anos, medidas de fotoproteção estavam relacionadas apenas aos danos causados apenas pela radiação UVB/UVA. No entanto, as radiações visível (VIS) e infravermelho (IV) também têm demonstrado ser prejudicial à saúde humana. Logo, o objetivo deste estudo foi desenvolver e avaliar a eficácia clínica de um protetor solar contendo filtros UV e os antioxidantes, Spirulina e dimetilmetoxi cromanol veiculado em Nanopartículas Lipídicas Sólidas (DMC-NLS), em toda a região do espectro solar. NLS, contendo ou não DMC, foram desenvolvidas à base de cera de abelha e/ou cera de carnaúba usando a técnica de microemulsão à quente e caracterizadas quanto ao tamanho de partícula (z), índice de polidispersividade (IPd), potencial zeta (PZ), pH e eficiência de encapsulação (EE%). Foram desenvolvidas formulações do tipo gel-creme (FVE-veículo), acrescidas de DMCNLS (FVN), filtros UV (FFE) e filtros UV associados à Spirulina e DMC-NLS (FFAN), e avaliadas quanto à estabilidade física, comportamento reológico, penetração cutânea, potencial antioxidante, bem como a proteção contra a formação radicalar em pele de orelha de porco após exposição à radiação UVB/UVA, VIS e IV. Além do FPS in vivo, a proteção UVA in vitro (comprimento de onda crítico-?c e razão UVA/UVB) e FPS in vitro também foram avaliados. Por fim, foram realizados estudos de eficácia clínica para as formulações FFE e FFAN após aplicação na face de 44 voluntárias sadias por 84 dias, usando técnicas de biofísica e análise de imagem da pele para determinação do conteúdo aquoso de estrato córneo (CAEC), da perda transepidérmica de água (TEWL), da ecogenicidade e das propriedades mecânicas da pele, além da análise sensorial dessas formulações. DMC-NLS desenvolvida a partir de cera de abelha se apresentaram esféricas e com z (120,5 ± 20,4 nm), IPd (0,449 ± 0,012), PZ (-10,4 ± 0,5 mV) pH (3,95 ± 0,02) e EE% (96,02 ± 0,81%) adequados aos objetivos do estudo e permaneceram estáveis por 54 dias à 4°C. Todas as formulações permaneceram fisicamente estáveis após 60 dias, apresentaram comportamento não-newtoniano e pseudoplástico, com tixotropia, e potencial antioxidante igual a 32,0 ± 1,0 x 104 radicais/mg e 77,0 ± 4,0 x 104 radicais/mg, respectivamente, para FFE e FFAN. A formulação FFAN penetrou até a profundidade de 10,4 ± 1,7 ?m e 11,2 ± 3,0 ?m, após 1 e 6 horas de penetração, respectivamente, e nenhum filtro solar atingiu a solução receptora. A formação radicalar foi reduzida pelas formulações FFE e FFAN nas regiões UV e VIS; e uma proteção superior foi observada para a formulação FFAN, contendo antioxidantes, nas regiões UV, VIS e IV. O FPS para FFE e FFAN foi igual a 30, com boa proteção UVA e ?c de 378 nm. Ambas as formulações melhoraram o CAEC, o TEWL, as propriedades mecânicas e a ecogenicidade da pele; no entanto, a formulação FFAN demonstrou melhores resultados comparado com FFE. Na análise sensorial, a maioria das voluntárias demonstraram intenção de compra do produto e relataram aumento da hidratação e elasticidade da pele, e pele mais macia. Portanto, podemos concluir que o uso frequente do protetor solar preveniu os danos causados em todas a região do espectro solar, e a incorporação da Spirulina e DMC-NLS, foi capaz de potencializar seu efeito protetor contra a radiação UV, VIS e IV. / The frequent use of sunscreen is one of the most effective photoprotection strategies to prevent the damages caused by solar radiation. For years photoprotection was associated only to the damages caused by UVB and UVA radiation. However, the visible (VIS) and near-infrared (NIR) radiation have also been shown to be harmful to human health. Therefore, the aim of this study was to develop and evaluate the clinical efficacy of a sunscreen containing UV filters and the antioxidants, Spirulina and dimethylmethoxy chromanol-loaded Solid Lipid Nanoparticles (DMC-SLN), in the whole solar spectrum range. SLN, containing or not DMC, were developed using beeswax and/or carnauba wax as solid lipids, using the hot melt microemulsion technique and characterized regarding to particle size (z), polydispersity index (PdI), zeta potential (ZP), pH and encapsulation efficiency (EE%). Gel-cream formulations (FVE-vehicle) containing DMCSLN (FVN), UV filters (FFE) and UV filters in association to Spirulina and DMC-SLN (FFAN) were developed and evaluated through the physical stability, rheological behavior, skin penetration studies on pig ear skin, antioxidant potential as well as protection against the radical formation on pig ear skin after exposure to UVB/UVA, VIS and NIR radiation. In addition to the in vivo SPF, in vitro UVA protection (?c-critical wavelength and UVA/UVB ratio) and in vitro SPF were also evaluated. Finally, clinical efficacy studies were performed to the FFE and FFAN formulations after their application on the face skin of 44 volunteers for 84 days using biophysical and skin imaging techniques in order to determine the stratum corneum water content (SCWC), transepidermal water loss (TEWL), skin echogenicity and mechanical properties, in addition to the sensory analysis of these formulations. DMC-SLN beeswax were spherical in shape and showed appropriated z (120.5 ± 20.4 nm), IPd (0.449 ± 0.012), PZ (-10.4 ± 0.5 mV), pH (3.95 ± 0.02) and EE% (96.02 ± 0.81%) according to the objective of this study; and it remained stable after 54 days of storage at 4°C. All the studied formulations remained physically stable after 60 days and showed non- Newtonian and pseudoplastic behavior with thixotropic, antioxidant potencial equal to 32.0±1.0 x 104 radicals/mg and 77.0 ± 4.0 x 104 radicals/mg, respectively, for FFE and FFAN. The formulation FFAN penetrated into the skin until the depth of 10.4 ± 1.7 ?m and 11.2 ± 3.0 ?m 1 and 6 hours after penetration, respectively, and none of the UV filters reached the receptor solution. The radical formation was reduced by FFE and FFAN formulations in the UV and VIS range; and an enhanced protection was observed for FFAN formulation, containing antioxidant, in the UV, VIS and NIR ranges. The SPF value for FFE and FFAN was 30, with good UVA protection and ?c equal to 378 nm. Both formulations improved the SCWC and TEWL values and the skin mechanical properties and echogenicity; however, FFAN formulation showed better results compared to FFE. In the sensory analysis most of the volunteers demonstrated product-buying intention and reported a more hydrated, firmer and smoother skin. Therefore we can conclude that the frequent use of sunscreen prevented the skin damage caused in the whole solar spectrum range, and the incorporation of Spirulina and DMC-SLN, enhanced the sunscreen protective effect against UV, VIS and NIR radiation

Com o objetivo de propor um modelo estocástico para estimação da produtividade potencial da cultura de milho em Piracicaba (SP), em função de temperatura e radiação solar média diária, foi desenvolvido um programa computacional em linguagem Visual Basic para ambiente Windows, o qual foi utilizado em diferentes períodos agroclimáticos (datas de semeadura). Em função dos resultados obtidos, pode-se concluir que: (i) em escala diária, as variáveis temperatura média do ar e radiação solar em Piracicaba (SP) (períodos de 1917 a 2002 e 1978 a 2002, respectivamente) apresentaram distribuição normal; (ii) as distribuições normal truncada, triangular simétrica, e triangular assimétrica podem ser utilizadas no modelo estocástico para previsão da produtividade de milho; (iii) o programa computacional é uma ferramenta que viabiliza a operacionalização da estimação da produtividade potencial de milho utilizando a opinião de especialistas. / With the purpose of proposing a stochastic model for estimating potential maize productivity in Piracicaba (SP), as function of mean values of daily air temperature and solar radiation, a software was developed using Visual Basic for Windows, where it was applied for different agro climatic periods (sowing dates). The results allowed the following conclusions: (i) at daily scale, the variables air temperature and solar radiation (periods from 1917 to 2002 and 1978 to 2002, respectively) presented normal distribution; (ii) the normal and triangular (symmetric and asymmetric) distributions can be used in the stochastic model to forecast potential maize productivity; (iii) the software is a tool that allows to estimate the potential maize productivity using the specialist opinion.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2019-01-21T15:12:53Z No. of bitstreams: 1 Glauber Kiss de Souza_.pdf: 40241717 bytes, checksum: 3dc0ad681450d2649debe6ae4f8b1ef5 (MD5) / Made available in DSpace on 2019-01-21T15:12:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Glauber Kiss de Souza_.pdf: 40241717 bytes, checksum: 3dc0ad681450d2649debe6ae4f8b1ef5 (MD5) Previous issue date: 2018-12-04 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A energia solar está, mundialmente, em uma crescente expansão. Apesar de pequena, se comparada a outros meios tradicionais de geração de energia, nunca houve indicadores tão otimistas acerca de sua utilização e popularização. No entanto, mesmo uma energia auto-sustentável como essa acaba tendo impacto ambiental, grande investimento econômico, dificuldade de medição de todas as parcelas da radiação solar e problemas na manutenção adequada das estações solares. Sabendo que a medição ou a estimativa das parcelas da radiação são cruciais para o dimensionamento e estimativa de geração de energia, tanto em grandes plantas de potência por concentração solar como em sistemas de geração fotovoltaica residenciais, o presente trabalho foi idealizado para assegurar que, mesmo em proporções continentais, a obtenção da componente difusa da irradiância, a partir da irradiância global, pode ser realizada de maneira confiável. A utilização de RNAs com generalização geográfica demonstrou melhores resultados em relação a modelos de correlação empíricos, além de serem mais abrangentes do que modelos que utilizam RNAs especializadas a partir de dados locais. Os resultados apresentaram erros RMSEr variando entre 16,00% a 29,57%, contra erros RMSEr de 15,94% a 36,98% em modelos tradicionais empíricos. O presente modelo também apresentou um aumento simultâneo de precisão local e generalização geográfica, algo que modelos anteriores não atingiam, visto que, ao aumentar a especialização e precisão em uma área menor, há um comprometimento ao aplicar o modelo em áreas geográficas distantes e/ou maiores (e vice-versa). Dessa maneira, o presente estudo assegura que pesquisadores poderão utilizar RNAs com precisão e generalização suficientes para realizar pesquisas e estudos diversos que necessitem da parcela difusa e/ou direta da radiação solar, com maior eco-eficiência e custo benefício possíveis, em localidades que não as meçam ou não possuam dados meteorológicos confiáveis. / Worldwide, the solar energy is on a growing expansion. Although small, if compared to other traditional ways of generating useful energy, there have never been such optimistic indicators about its use and popularization. However, even a self-sustainable energy like this have environmental impact, great economic investment, difficulty in the measurement of all types of solar radiation and problems in the proper maintenance of solar monitoring stations. Knowing that the measurement or estimative of all solar radiation types are crucial for the design and estimative of energy generation in both large concentrating solar power plants or in residential photovoltaic power generation systems, the present work was developed to ensure that, even in continental proportions, the horizontal diffuse fraction can be obtained from the total irradiance with great reliability. The use of Artificial Neural Nertorks (ANNs) with geographical generalization showed better results in relation to empirical models, as well as being more comprehensive than models that use specialized ANNs based on local data. The results showed RMSEr errors ranging from 16,00% to 29,57%, against RMSEr errors from 15,94% to 36,98% in traditional empirical models. The present model also showed a improvement in both local precision and geographic generalization, something that previous models didn’t reach, since when increasing the specialization and precision in a smaller area, there’s a significant loss when using the model in distant and/or larger geographic areas (and vice versa). In this way, the present study ensures that researchers can use ANNs with enough precision and generalization to perform different researches and studies that require the diffuse and/or direct types of solar radiation with greater eco-efficiency and cost-effectiveness in locations that don't measure them or don't have reliable meteorological data.

As ferramentas computacionais utilizadas em diferentes áreas de pesquisa têm como vantagem sobre análises e ensaios reais a possibilidade de analisar sistemas em diferentes condições de forma mais ágil e com menor consumo de tempo e recursos. A modelagem óptica de dispositivos fotovoltaicos é bastante difundida. Existem diferentes trabalhos na área, com diferentes escopos e graus de detalhamento, que permitem a análise e melhor compreensão das diferentes etapas da conversão da radiação em energia elétrica, expandindo as possibilidades de otimização. No presente trabalho foi desenvolvida, em uma etapa inicial, uma metodologia computacional para análise óptica de módulos fotovoltaicos, para então, em uma segunda etapa, serem realizados estudos do desempenho de diferentes materiais inseridos no conjunto de camadas que compõe os módulos, através da metodologia. O modelo óptico que embasa o método tem como foco os módulos de silício monocristalino. Esses módulos agregam de três a quatro camadas transparentes sobre as células fotovoltaicas. Ao incidir nesse conjunto de camadas radiação é submetida a diferentes eventos de extinção, como função do comprimento de onda da radiação e ângulo de incidência, que devem ser previstos em um modelo de forma a obter-se resultados válidos de transmissividade. A metodologia propõe a realização de uma análise aprofundada dos fenômenos ópticos que ocorrem mediante a incidência de radiação em um módulo fotovoltaico de modo a auxiliar na análise da adequação e desempenho de diferentes materiais ao sistema óptico formado. A otimização da transmissão de radiação em um módulo fotovoltaico tem uma influência direta e significativa sobre a eficiência de tais dispositivos, justificando sua importância. A validação do modelo foi realizada através da literatura, em partes, e apresentou coerência com os resultados de referência. Foram produzidos na segunda etapa estudos de desempenho de materiais ou propriedades isoladamente. No primeiro estudo foram analisados três materiais para aplicação como filme de passivação sobre a célula, sendo eles Si3N4, SiO2, e TiO2; o filme de Si3N4 apresentou o melhor desempenho. O segundo estudo, de avaliação da influência do índice de refração do encapsulante na transmissividade do sistema, demonstrou que a variação desse parâmetro tem muito pouca influência. No terceiro estudo foi analisado o potencial dos materiais PDMS e TiO2 como filmes anti-reflexo sobre vidro. O PDMS gerou melhores resultados de transmissividade. Por fim um estudo de desempenho de um conjunto de materiais frente à mudança do espectro incidente foi realizado. Foi utilizado até então o espectro de referência, que foi então comparado a um espectro médio de um dia de equinócio da cidade de Porto Alegre. O desempenho do sistema foi em torno de 3% inferior em incidência normal. / Computational tools raise the possibility of studying and understanding systems under different conditions in a faster and less resource and time consuming way. The optical modeling of photovoltaic devices is a very developed issue, and paperworks and projects in different scopes e levels of detail were produced, providing a better understanding of the different steps of converting light into electricity, expanding optimization possibilities. For this project a computational methodology was developed, as an initial step, for the optical assessment of the transmission of radiation in photovoltaic modules. In a second step, studies were performed using the method as a tool for analyzing the system formed by the layers covering the cells embedded in modules. The optical model describes monocristalline silicon modules, which are constituted by three to four layers covering the cell. Once it penetrates the set of layers, incident light suffers different extinction phenomena, which are predicted in this model in order to generate valid results. It’s a function of wavelength and incidence angle of the incoming radiation. The model presented aims to deeply analyse and understand the optical phenomena light undergoes through its way from the external environment to the interior of the cell, supporting the process of observing the performance and adequacy of different materials as the referred layers. Optimizing transmission of radiation in a photovoltaic device plays a main role in increasing the efficiency of the energy conversion process, which is why it’s so important. The model was validated by literature in parts, and showed coherence within reference results. Studies were produced in a second step of this work, using the method, concerning optical issues, for the thin film on top of the cell, the refractive index of the encapsulating material, and the optical effect of coating the outer glass surface. In the first study Si3N4, SiO2 and TiO2 were analyzed; the Si3N4 film produced the best results. The second study, concerning encapsulant’s refractive index, demonstrates this parameter has a very weak influence in the system’s transmission. The third one observed the performance of two materials, PDMS and TiO2, as AR coating,. The PDMS film produced a better effect. At last, the best performance set of layers was analyzed under a representative spectral distribution of an equinox day of the city of Porto Alegre, considering so far it was used the standard. The transmission suffered a slight decrease, around 3%.