Modelagem da composição química do leite através de indicadores metabólicos em vacas leiteiras de alta produção

A lactação é um processo fisiológico complexo que ainda não foi compreendido na sua totalidade. Inúmeros fatores intervêm na síntese e secreção do leite, sendo os mais importantes a nutrição e o metabolismo endógeno dos nutrientes. A qualidade do leite é valorizada tanto pela sua composição química, como pelo conteúdo de células somáticas. No entanto, visando a comercialização do leite, as maiores mudanças e melhoras na qualidade podem ser atingidas através da manipulação da dieta dos animais, em especial em vacas leiteiras de alta produção. Avaliar os processos de absorção de alimentos, bem como o metabolismo catabólico e anabólico direcionado para a síntese do leite, têm sido uma grande preocupação na pesquisa de nutrição e bioquímica da produção animal. O principal objetivo da presente pesquisa foi gerar modelos matemáticos que pudessem explicar a participação de diferentes metabólitos sobre a composição química do leite. Neste intuito foram coletadas amostras de fluído ruminal, sangue, urina e leite de 140 vacas da raça Holandesa nas primeiras semanas de lactação e mantidas sob sistema semi-intensivo de produção e dieta controlada. Os animais foram selecionados de sistemas de produção no ecossistema do Planalto Médio de Rio Grande do Sul e foram amostrados em dois períodos climáticos críticos. No fluido ruminal foram avaliados o pH e o tempo de redução do azul de metileno. No sangue foram determinados os metabólitos: glicose, colesterol, β-hidroxibutirato (BHB), triglicerídeos, fructosamina, ácidos graxos não esterificados (NEFA), proteínas totais, albumina, globulina, uréia, creatinina, cálcio, fósforo e magnésio. As enzimas: aspartato amino transferase (AST), gama glutamil transferase (GGT) e creatina kinase (CK). Os hormônios: cortisol, insulina, triiodotironina (T3), tiroxina (T4), e leptina. Foi efetuado hemograma, para conhecer: hematócrito, hemoglobina, e contagem total e diferencial de células brancas. Na urina foram dosados: corpos cetônicos, pH e densidade. No leite foi determinada: proteína, gordura, lactose, sólidos totais, sólidos não gordurosos, contagem de células somáticas e uréia. Para a determinação de cada um dos metabólitos ou compostos foram usadas técnicas específicas validadas internacionalmente. Os diferentes valores obtidos constituíram os parâmetros básicos de entrada para a construção dos diversos modelos matemáticos executados para predizer a composição do leite. Mediante procedimentos de regressão linear múltipla algoritmo Stepwise, procedimentos de correlação linear simples de Pearson e procedimentos de análise computacional através de redes neurais, foram gerados diferentes modelos para identificar os parâmetros endógenos de maior relevância na predição dos diferentes componentes do leite. A parametrização das principais rotas bioquímicas, do controle endócrino, do estado de funcionamento hepático, da dinâmica ruminal e da excreção de corpos cetônicos aportou informação suficiente para predizer com diferente grau de precisão o conteúdo dos diferentes sólidos no leite. O presente trabalho é apresentado na forma de quatro artigos correspondentes aos parâmetros energéticos, de controle endócrino, modelagem matemática linear múltipla e predição através de Artificial Neural Networks (ANN).

Alterações na legislação higiênico-sanitária do leite fluido : uma análise da legislação brasileira frente às legislações internacionais

A década de noventa representou um marco de transformações para o agronegócio brasileiro. A cadeia produtiva do leite, em especial, sofreu grandes impactos decorrentes da desregulamentação do setor e da integração comercial regional. Esses fatores expuseram os baixos índices de eficiência técnica e de qualidade do produto final, demonstrando a necessidade de ações para melhorias nesse sentido. Dessa forma, foi elaborado um estudo para estabelecer um diagnóstico das condições que dificultavam o desenvolvimento do setor produtivo nacional do leite, culminando com a criação do Programa Nacional de Melhoria da Qualidade do Leite e com a alteração de diversas normas sanitárias de leite fluido. O aumento do padrão sanitário dos produtos agroalimentares torna-se necessário com o crescente interesse do Brasil na inserção do mercado internacional. O objetivo desse trabalho é analisar a legislação higiênico-sanitária brasileira de leite fluido frente às legislações internacionais, situando o padrão de qualidade do Brasil no contexto mundial. Verificou-se grande preocupação governamental em assegurar qualidade e inocuidade do leite em todas as etapas produtivas. A maioria das normas brasileiras está em acordo com as exigências internacionais, chegando a superar em algumas situações. No entanto, devemos levar em consideração que a cadeia produtiva láctea brasileira tem as suas peculiaridades e que é necessário adequar as políticas públicas à nossa realidade.

Análise dos sistemas setoriais de inovação das cadeias produtivas de leite fluido na França e no Brasil

Essa pesquisa tem como principal objetivo analisar e caracterizar a dinâmica associada à geração, à seleção e à implementação de inovações tecnológicas nas cadeias produtivas agroindustriais. A estrutura de análise vale-se da abordagem dos Sistemas Setoriais de Inovação-SSI, aplicada a um recorte vertical definido pelo conceito de cadeia produtiva. A abordagem de SSI é definida como o sistema de firmas e instituições ativas no desenvolvimento e manufatura de produtos de um setor e na geração e utilização das tecnologias setoriais; esse sistema evolui através de processos de interação e cooperação no desenvolvimento de artefatos tecnológicos, bem como por meio de processos de concorrência e seleção em atividades de inovação. Utilizou-se o método de estudos de caso para evidenciar as relações sistêmicas e os trade-offs entre os fatores institucionais, tecnológicos e organizacionais relacionados com o processo de inovação empreendido pelas agroindústrias Escolheu-se um desenho de pesquisa com uma unidade de análise (agroindústrias que recentemente lançaram novos produtos na cadeia produtiva de leite fluido) e múltiplos estudos de caso (duas agroindústrias no Brasil e duas na França, que lançaram algumas das principais inovações de produto nesses mercados na década de 1990, leite UHT Premium, leite esterilizado, leite UHT orgânico e leite microfiltrado, respectivamente). As estratégias desenvolvidas por fornecedores, o setor lácteo e o sistema de distribuição de alimentos estão sofrendo mudanças rápidas nesses países, o que demonstra bem a robustez do fenômeno em contextos diferentes e complexos. Além disso, a consideração de arquétipos contrastantes - grandes corporações multinacionais e pequenas e médias empresas agroindustriais – em dois SSI que representam ambientes assimétricos – países desenvolvidos e em desenvolvimento – favorece a geração de insight sobre a inter-relação dos elementos-chave associados com a inovação tecnológica. O SSI da cadeia produtiva de leite fluido na França é caracterizado por um alto nível de oportunidade, por um lado, devido à disponibilidade de um mercado consumidor relevante, protegido e diversificado, por outro lado, graças a um sistema estruturado voltado ao suporte e financiamento das atividades inovadoras. Além disso, este país conta com uma grande variedade de agentes, capazes de ofertar e desenvolver um amplo leque de soluções tecnológicas inovadoras – o que se expressa pela emergência de variantes tecnológicas pré-paradigmáticas como aquelas consideradas nos estudos de caso Contudo, esse SSI é emblemático de uma concorrência vertical feroz entre as indústrias de laticínios e o varejo. Já no Brasil, o SSI da cadeia produtiva de leite fluido é caracterizado por um nível de oportunidade promissor, o segmento de distribuição é, relativamente, menos concentrado, e a parcela de mercado de produtos com marca de varejo é, ainda, limitado nesse SSI. Apesar disso, as assimetrias no potencial de consumo da população restringem o tamanho dos mercados de nicho e instabilizam a demanda. Ainda, a variedade de soluções tecnológicas nesse SSI é limitada pelo baixo investimento público e privado em pesquisa aplicada e pela restrita integração entre instituições de pesquisa e indústrias de laticínios. Em ambos os SSI, os estudos de caso evidenciaram que o pioneirismo – associado á exploração de ativos complementares (especialmente imagem de marca) – e á aprendizagem tácita, são os meios mais importantes para garantir um certo grau de apropriabilidade das novas tecnologias.

Análise teórico experimental dos evaporadores de uma bomba de calor

Faz-se um estudo da construção de uma bomba de calor residencial de baixo custo utilizando um condicionador de ar do tipo janela. Com tal equipamento operando fora das condições de projeto é preciso fazer uma avaliação das novas condições de operação, onde os evaporadores passam a ser objetivo de estudo do presente trabalho. A análise foi conduzida de duas formas. Uma tomada de dados experimental, feita em duas épocas distintas do ano, nas condições mais severas de consumo, no inverno, e nas condições mais severas de temperatura, no verão. A outra, uma análise teórica, gerando dados que podem ser comparados com a literatura. Inicialmente, é feita uma avaliação do coeficiente de performance visando a competitividade do equipamento no que tange o custo operacional. Como objetivo principal é avaliada a troca de calor nos evaporadores e os parâmetros que a influenciam, bem como o comportamento do fluido refrigerante na entra e saída. Foi preciso desenvolver uma metodologia para trocadores aletados que apresentam mudança de fase já que esta não é vista com facilidade na literatura. Faz-se uso do método NUT e- , que é adaptado de forma a ser função somente dos dados psicrométricos do ar. Para a efetividade média externa e o coeficiente de convecção externo é utilizada a metodologia desenvolvida por Schmidt em 1949 Como resultados, observou-se que o coeficiente de performance fica na faixa dos equipamentos comercias (2,6 na média anual) e o custo operacional é competitivo com o uso do gás liquefeito de petróleo, em aquecedores de passagem. A efetividade do trocador e o coeficiente de convecção externo apresentam um valor baixo, atribuído a grande área de troca de calor externa. O coeficiente de contato, apresenta um valor alto se comparado ao coeficiente de convecção externo. Quanto ao fluido refrigerante, este apresenta condições normais nas saídas dos evaporadores e título baixo na entrada de um dos evaporadores. Também é observado que um dos evaporadores apresenta baixo uso efetivo, sendo o problema atribuído a baixa vazão de refrigerante.

Análise numérica de escoamentos turbulentos tridimensionais empregando o método de elementos finitos e simulação de grandes escalas

O presente trabalho apresenta o estudo e implementação de um algoritmo numérico para análise de escoamentos turbulentos, tridimensionais, transientes, incompressíveis e isotérmicos, através da Simulação de Grande Escalas, empregando o Método de Elementos Finitos. A modelagem matemática do problema baseia-se nas equações de conservação de massa e quantidade de movimento de um fluido quase-incompressível. Adota-se um esquema de Taylor-Galerkin, com integração reduzida e fórmulas analíticas das funções de interpolação, para o elemento hexaédrico de oito nós, com funções lineares para as componentes de velocidade e constante no elemento para a pressão. Para abordar o problema da turbulência, emprega-se a Simulação de Grandes Escalas, com modelo para escalas inferiores à resolução da malha. Foram implementados o modelo clássico de Smagorinsky e o modelo dinâmico de viscosidade turbulenta, inicialmente proposto por Germano et al, 1991. Uma nova metodologia, denominada filtragem por elementos finitos independentes, é proposta e empregada, para o processo de segunda filtragem do modelo dinâmico. O esquema, que utiliza elementos finitos independentes envolvendo cada nó da malha original, apresentou bons resultados com um baixo custo computacional adicional. São apresentados resultados para problemas clássicos, que demonstram a validade do sistema desenvolvido. A aplicabilidade do esquema utilizado, para análise de escoamentos caracterizados por elevados números de Reynolds, é discutida no capítulo final. São apresentadas sugestões para aprimorar o esquema, visando superar as dificuldades encontradas com respeito ao tempo total de processamento, para análise de escoamentos tridimensionais, turbulentos e transientes .

Análise energética e exergética de um ciclo rankine com aquecimento distrital : estudo de uma planta termelétrica

Este trabalho tem por objetivo simular e analisar uma usina termelétrica a carvão em várias condições de funcionamento. A usina simulada neste trabalho é a AVV 1 localizada em Copenhague, Dinamarca. A AVV 1 é uma usina de geração de potência e aquecimento distrital que pode funcionar em várias condições de carga. A simulação da usina supracitada foi tema de um concurso de simuladores proposto no congresso ECOS 2003 realizado em Copenhague, Dinamarca. Para a realização deste trabalho foi construído um programa na linguagem FORTRAN 90. Cada componente da usina é modelado através de equações de balanço de massa e energia, e o sistema completo tem sua solução obtida pelo método de substituição sucessiva. Para viabilizar essa solução é necessário também implementar uma rotina de cálculo de propriedades do fluido de trabalho. No caso estudado, o fluido de trabalho da usina é a água e a formulação utilizada para o cálculo de suas propriedades nos diversos estados é a IAPWS IF-97. A usina é simulada em dois modos de operação: modo de condensação, onde ocorre apenas geração de eletricidade, e em modo de contrapressão, onde há geração de eletricidade e aquecimento distrital, conforme nomenclatura sugerida pela organização do concurso No modo de condensação, são feitas quatro séries de simulações variando a carga de 100% a 40%. Cada série contém um conjunto de hipóteses quanto à variação das eficiências isoentrópicas e pressões das turbinas em função da vazão mássica. No modo de contrapressão, a usina é simulada funcionando com 100% da carga. O programa desenvolvido calcula as propriedades para qualquer ponto de trabalho ao longo da planta, assim como a eficiência da mesma, a potência gerada, e todas as vazões mássicas pertinentes. Além disso, é feita também uma análise exergética da planta. A simulação demonstrou que a planta possui uma eficiência global de 42,02% com uma geração de 250,2 MW em 100% de carga no modo de condensação. Nessas mesmas condições, do ponto de vista exergético, a eficiência encontrada é de 37,21%. No modo de contrapressão, a usina apresenta uma eficiência exergética de 40,19% com um aproveitamento energético de 90,55%. Por fim, é possível também verificar a comportamento da eficiência da planta e a variação de água de resfriamento do condensador com a carga. Os resultados gerados são próximos àqueles encontrados pelos diversos pesquisadores que abordaram o problema.