Simulação do movimento da água no solo utilizando modelo numérico

Um dos principais desafios para o século XXI é o uso sustentável dos recursos hídricos. A agricultura é a maior usuária desse recurso, sendo responsável por aproximadamente 70% dos gastos globais de água. Para o uso racional da água é necessário o conhecimento das propriedades hidráulicas do solo na condição de não-saturação. A simulação do movimento da água no solo através da modelagem é uma ferramenta importante no entendimento do sistema solo-água-planta, pois permite a previsão e estudo do comportamento da redistribuição da água no solo de maneira eficiente. Porém a forte dependência entre os parâmetros hidráulicos do solo (teor de água, potencial matricial e condutividade hidráulica) fazem da modelagem um assunto complicado, necessitando de modelos numéricos que utilizem intervalos discretos de tempo e espaço. Esses intervalos devem ser suficientemente pequenos para que dentro de um intervalo as variações dos parâmetros hidráulicos sejam insignificantes. Nesta tese é proposto um algoritmo para a descrição do movimento vertical da água no solo, definindo o intervalo de tempo como função de uma variação máxima admissível do teor de água. O algoritmo foi testado para alguns conjuntos de dados hidráulicos de solos, utilizando as condições de contorno de um experimento de perfil instantâneo. A eficiência do algoritmo foi verificada em situações práticas, como na previsão do teor de água na Capacidade de Campo e na predição do tempo para ser atingida determinada condição de umidade no solo. Utilizando o algoritmo, também foram estudados o comportamento da retenção e dos parâmetros de condutividade em relação aos parâmetros de drenagem. Concluiu-se que o algoritmo descreve adequadamente o processo de redistribuição de água no solo utilizando intervalos suficientemente pequenos de tempo e espaço; a forma de discretização do tempo não comprometeu a acurácia das medidas; a previsão do teor de água na Capacidade de Campo e do tempo para ser atingida determinada condição de umidade no solo foram satisfatórias; e o algoritmo permite o estudo das relações entre os parâmetros hidráulicos do solo.

Avaliação de indicadores da condição hídrica em milho sob diferentes níveis de água, em semeadura direta e convencional

O déficit hídrico atinge freqüentemente a cultura de milho cultivada no período de primavera-verão. A utilização do sistema de semeadura direta pode ser uma tecnologia importante para minimizar os efeitos do déficit hídrico, por disponibilizar mais água às plantas. O trabalho teve como objetivo estudar indicadores da condição hídrica das plantas de milho cultivadas sob sistema de semeadura direta (SD) e convencional (SC). Desenvolveu-se um experimento numa área de aproximadamente 0,5 ha, metade cultivada em SD e metade em SC. Na divisão entre os sistemas foi posta a linha dos aspersores que possibilitou a disposição de níveis de água: máxima irrigação (I2), 41% da capacidade de campo (I1) e sem irrigação (I0). Mediu-se o potencial matricial da água no solo e os indicadores da condição hídrica da planta: potencial mínimo da água na folha, potencial de pressão, potencial osmótico hidratado e não hidratado, ajuste osmótico e condutância foliar máxima e mínima. Observou-se maiores valores de potencial mínimo de água na folha em plantas cultivadas sob SD, em razão do maior potencial matricial da água no solo neste sistema. O potencial de pressão e o osmótico hidratado diminuíram em razão do déficit hídrico, o que determinou a ocorrência de ajuste osmótico em ambos os sistemas, sendo este mais intenso em SC. A condutância foliar relacionou-se exponencialmente com o potencial mínimo da água na folha. Tanto o potencial mínimo da água na folha quanto a condutância foliar apresentaram sensibilidade ao déficit hídrico, podendo ser utilizados como indicadores da condição hídrica das plantas de milho em ambos os sistemas de manejo.

Estimativa do potencial produtivo da soja e variabilidade espacial de área de produção

A busca de rendimentos elevados na cultura da soja, pressupõe o entendimento dos fatores responsáveis pela variabilidade dos parâmetros de planta que contribuem para o rendimento, e o desenvolvimento de metodologias para a avaliação destes parâmetros, em condições de lavoura. Como objetivos, o presente trabalho procurou estudar metodologias para a determinação do potencial de rendimento da soja durante a ontogenia, e avaliar a variabilidade existente em comunidades, por técnicas de geoestatística. Experimentos foram realizados na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (EEA/UFRGS), localizada em Eldorado do Sul, RS, no período de 1996 a 2001. Parte do trabalho enfocou a determinação do potencial de rendimento da soja durante a ontogenia. Para que se possa elevar o rendimento é necessário entender o comportamento do potencial. Para tanto, utilizou-se metodologias baseadas na quantificação das estruturas reprodutivas da soja, com acompanhamento temporal de cultivares diferenciadas, durante a ontogenia. Outra etapa experimental constou da análise espacial e temporal da produção de grãos e seus componentes, em uma comunidade de plantas de soja, manejada como uma lavoura comercial. Nesta última utilizou-se, além de técnicas estatísticas usualmente empregadas na experimentação agrícola, procedimentos de geoestatística para a caracterização da variabilidade espacial e temporal presentes na área O trabalho demonstrou a existência de padrões similares entre cultivares e anos, para o potencial de rendimento e sua perda durante a ontogenia. Também evidenciou que é possível determinar a variabilidade espacial e temporal de comunidades de soja, mesmo trabalhando-se em nível de planta, e a capacidade das técnicas geoestatísticas em auxiliar na visualização de tal variabilidade. As técnicas empregadas podem servir de base para estudos aplicados, onde sua utilização pode ser uma ferramenta importante no manejo de áreas onde se busca maior precisão na agricultura, para aumentar o rendimento de grãos.

Potencial de medidas de gerenciamento da demanda no transporte público urbano por ônibus

Essa dissertação analisa o potencial de medidas de gerenciamento da demanda no transporte coletivo por ônibus urbano, com foco na tarifa diferenciada por hora do dia. A simultaneidade temporal e espacial das atividades determina picos de demanda por transportes em certos horários do dia, causando congestionamento nas vias e sobrecarga nos transportes coletivos. Neste contexto, o transporte coletivo desempenha importante papel, uma vez que se constitui como único meio de transporte para grande parte da população, além de ser a alternativa mais sustentável para as viagens motorizadas. A conveniência de uma distribuição mais uniforme da demanda por viagens decorre das perdas provocadas pelo congestionamento e do desperdício de recursos que representa a capacidade ociosa do transporte coletivo e do sistema viário urbano nos horários de baixa demanda. Políticas de gerenciamento da demanda por transportes visando diluir os picos são aplicadas com fteqüência em grandes centros urbanos e, entre as medidas que atuam diretamente sobre a demanda por transporte coletivo, destacam-se as políticas tarifárias, programas de horário de trabalho flexível, escalonado, com semana comprimida ou teletrabalho, e, também, melhorias dos níveis de serviço. Tarifa diferenciada por hora do dia no transporte público é prática corrente em diversos países. Com o objetivo de influenciar o usuário quanto à escolha do horário de viagem, adotam-se valores tarifários mais altos para as viagens realizadas nos períodos de pico e mais baixos fora do pico Essa estratégia busca atrair a demanda mais elástica para os horários em que o sistema é menos solicitado. A justificativa para a discriminação apóia-se no fato de que a excessiva concentração de usuários em poucas horas do dia é um dos fatores responsáveis pela elevação dos custos totais do sistema. O estudo de caso permitiu analisar, através de modelagem comportamental, a resposta da demanda do período de pico a políticas de diferenciação tarifária por hora do dia. A metodologia empregada mostrou-se adequada e os resultados encontrados permitem concluir que políticas que contemplem variações tarifárias em troca de alterações nos horários de início da viagem podem ser empregadas no contexto analisado. Ainda, verificou-se que os entrevistados aos quais é proposta a antecipação do horário de viagem são mais elásticos do que aqueles aos quais é proposta a postergação do horário de viagem.

Avaliação do potencial alelopático de genótipos de sorgo

A utilização de genótipos de culturas com potencial alelopático superior é considerada uma importante alternativa para manejo de plantas daninhas. Estas cultivares também podem ser utilizadas para isolamento de substâncias potencialmente alelopáticas, como base para produção de herbicidas sintéticos. Contudo, há dificuldades para reproduzir-se a campo os resultados de atividade obtidos em ensaios conduzidos em laboratório. Este trabalho objetivou determinar a existência de variabilidade entre genótipos de sorgo quanto à produção de extratos hidrofóbicos de raízes; relacionar o potencial alelopático mensurado em laboratório com a supressão diferencial de plantas daninhas por estes genótipos a campo; e verificar a importância de fatores limitantes do desempenho da substância sorgoleone em nível de campo. Realizaram-se experimentos em casa de vegetação e em laboratório para testar o potencial alelopático de extratos hidrofóbicos e hidrofílicos de plantas de sorgo e quantificar a produção e o comportamento ambiental de sorgoleone. No campo, foram quantificados os efeitos de diversos genótipos dessa cultura. Há variabilidade entre genótipos de sorgo quanto à produção de extratos hidrofóbicos. O aleloquímico sorgoleone é o principal componente de extratos hidrofóbicos de raízes de sorgo. Não se constatou relação de dependência entre produção de sorgoleone por genótipos de sorgo em laboratório e capacidade de supressão de plantas daninhas a campo, por estes genótipos. O genótipo de sorgo BR 601 apresenta potencial alelopático superior em laboratório, e pertence ao grupo de genótipos com maior efeito alelopático a campo. A limitada ação de sorgoleone a campo deve-se à elevada sorção aos colóides do solo e à reduzida concentração no ambiente externo às raízes.

Capacidade e demandas tecnológicas de indústrias alimentícias da Baixada Cuiabana e o potencial de interação com as universidades matogrosensses

O isolamento geográfico sempre representou um grande obstáculo ao crescimento e desenvolvimento econômico de regiões afastadas dos principais circuitos produtivos, relegando a tais regiões um papel secundário na produção nacional. Alterações nos paradigmas produtivos e melhorias nos sistemas de transportes, nos últimos anos, diminuíram as distâncias entre estados como Mato Grosso e o resto do mundo. A sociedade local, entretanto, ainda encontra-se em fase de transição de uma forte dependência das atividades agrícolas para uma industrialização ainda incipiente. Nesse contexto é de grande importância o desempenho da agroindústria local para o desenvolvimento regional. O objetivo deste trabalho é, num primeiro momento, identificar e descrever a capacidade e demandas tecnológicas de empresas do segmento da agroindústria de alimentos da região da Baixada Cuiabana, no Estado de Mato Grosso. Num segundo momento pretende-se verificar em que medida a produção científica e tecnológica das universidades pode solucionar os problemas tecnológicos identificados nas empresas. A pesquisa foi realizada com sete empresas legalmente formalizadas, que se disponibilizaram a participar do trabalho, nos setores de laticínios, frigoríficos, bebidas, processamento de soja e produção de derivados de guaraná, de um lado, e com as duas universidades locais, do outro. Os resultados demonstram que as empresas, apesar de possuírem uma função de engenharia, que acumula a gestão das áreas de produto e processo, possuem uma capacidade limitada a tentar dominar a tecnologia adquirida externamente, advindo daí suas principais demandas tecnológicas. As universidades locais, devido às suas várias deficiências estruturais, podem oferecer respostas limitadas aos problemas tecnológicos apresentados pelas empresas.

Estudo do potencial carcinogênico de poluentes utilizando simulação molecular

Substâncias carcinogênicas são diariamente lançadas no meio ambiente, tanto na atmosfera quanto em corpos hídricos. Estas são capazes de ligar-se a proteínas constituintes de tecidos vivos produzindo um carcinoma, cuja probabilidade de formação depende da afinidade do poluente com os grupos funcionais presentes nos substratos protéicos. Contudo, os mecanismos pelos quais ocorre a formação do carcinoma não estão totalmente esclarecidos. Alguns modelos baseados em propriedades moleculares foram formulados na tentativa de prever quais serão os mecanismos, compostos intermediários e produtos finais de reação. Porém, esses modelos apresentam sérias limitações por não levarem em conta a dinâmica do processo reativo. Para que se possa estimar os mecanismos, é preciso detectar a formação ou ruptura de ligações ao longo do tempo, o que torna necessário utilizar modelos transientes. O presente trabalho apresenta um modelo que resolve a equação de Schrödinger dependente do tempo para verificar qual o mecanismo de reação entre uma substância carcinogênica e um aminoácido. A simulação do cenário transiente proposto requer um baixo tempo de processamento e possibilita uma fácil interpretação dos resultados obtidos.

Levantamento de produção de resíduos agro-industriais e seu potencial de utilização na indústria da construção

Entre os temas de preocupação mundial encontra-se a quantidade e ação prejudicial dos resíduos industriais e urbanos ao meio ambiente. Os países desenvolvidos e em desenvolvimento estão trabalhando intensamente no estudo e soluções a esta temática. A industria da construção é uma das industrias que consume maior quantidade de materiais naturais, tendendo a produzir um esgotamento destes recursos. O custo e esgotamento das matérias primas que consome esta industria faz que grande parte dos países utilizem estes resíduos na melhoria de materiais de construção, gerando uma diminuição da agressão e poluição ao meio ambiente, melhorando a qualidade de vida.. O presente trabalho refere-se aos resíduos produzidos pela agro- industria e o aproveitamento destes dentro da industria da construção e, particularmente, no Uruguai. O objetivo desta pesquisa foi identificar quais são os resíduos agro-industriais possíveis de serem utilizados do ponto de vista técnico e econômico na indústria da construção Uruguaia. Pora tal, compila-se dados sobre a quantidade de produtos agro-industriais, sua localização, quantidade de resíduos produzidos no processo de industrialização e local de deposição destes resíduos. O método geral de coleta de dados é um levantamento das publicações de dados do censo realizadas pelas instituições do estado e também das publicações de instituições mistas e privadas A identificação dos produtos agro-industriais levou a uma seleção prévia destes, baseada na degradação rápida e agressividade ao meio ambiente. Os produtos selecionados foram sujeitos a uma escolha de acordo com a maior produção destes, nos últimos anos. Determinou-se o estudo dos cultivos cerealíferos (arroz, trigo, milho, cevada cervejeira), couros e florestação. Numa revisão bibliográfica da utilização dos resíduos na geração dos novos materiais e/ou no melhoramento destes, desenvolvida simultaneamente com o levantamento de dados, focaliza-se a revisão a apenas dois tipos de resíduos, os produzidos pelo produto arroz e resíduos de couro curtido ao cromo como possíveis de serem utilizados do ponto de vista técnico e econômico na indústria da construção.

Análise comparativa do potencial de sistemas centralizados para controle de tráfego no Brasil

Este trabalho realiza uma análise do potencial dos sistemas centralizados para controle de tráfego no Brasil, executando uma comparação entre as diferentes tecnologias disponíveis, e os conseqüentes resultados obtidos. Estes resultados são apresentados, através de "cases", na forma de benefícios obtidos, comparados com os custos associados para a implantação de cada sistema. As partes que compõem estes sistemas são apresentadas através de um histórico do controle de tráfego e das evoluções tecnológicas dos equipamentos e dos critérios de controle utilizados. Um resumo dos panoramas atuais, americano e brasileiro, permite uma comparação, quanto à utilização e investimentos em sistemas centralizados para controle de tráfego. Ao final do trabalho é apresentada uma proposta, adequada à realidade brasileira, para implantação de sistemas centralizados de tráfego, baseada em uma metodologia de implantação em etapas, com investimentos e benefícios crescentes, atendendo gradativamente à demanda de cada município.

Estudo do potencial evocado auditivo de tronco cerebral e do potencial evocado visual em crianças e adolescentes candidatos a transplante hepático

Introdução: Os potenciais evocados auditivos e visuais são propostos como exames úteis no diagnóstico da encefalopatia hepática subclínica. Entretanto não existem estudos demonstrando a sua utilidade na população de pacientes pediátricos. Este estudo foi realizado na tentativa de avaliar diferentes tipos de potenciais na detecção da encefalopatia hepática subclínica na população pediátrica candidata a transplante hepático. Métodos: Realizou-se um estudo de caso controle onde potenciais evocados auditivos e visuais foram realizados em 15 pacientes pediátricos candidatos a transplante hepático que não apresentavam sinais clínicos de encefalopatia hepática. As latências de onda obtidas, nesses exames, foram comparadas com 16 controles saudáveis com faixas etárias similares. Exames laboratoriais de função hepática e eletroencefalograma foram, também, realizados para examinar as suas correlações com os resultados dos potenciais evocados. Resultados: Não foram encontradas diferenças, estatisticamente significativas entre os pacientes e os controles nos potenciais evocados auditivos, porém no potencial evocado visual, os pacientes candidatos a transplante hepático demonstraram latências N1 (N75) significativamente prolongadas quando comparadas com os controles. Não houve atraso significativo nas outras ondas. Por outro lado, latências prolongadas no potencial evocado auditivo tiveram uma correlação positiva com anormalidades no eletroencefalograma, apenas entre crianças com patologia hepática. Tal correlação não foi observada no potencial evocado visual. Conclusões: Os potenciais evocados podem ser usados na detecção de alterações relacionadas à encefalopatia hepática nos pacientes pediátricos, todavia outros estudos são necessários para determinar as suas especificidades e sensibilidades.

Avaliação do potencial tóxico e genotóxico do sulfato de cobre em planária : utilidade deste organismo para biomonitoramento ambiental

A poluição do meio ambiente por metais pesados apresenta um problema grave devido a sua alta toxicidade e a capacidade de bioacumulação. Tendo em vista o vasto uso do sulfato de cobre em algumas indústrias e nas lavouras do Rio Grande do Sul, e a importância de se avaliar possíveis danos causados nos seres vivos, o objetivo deste trabalho foi determinar o potencial tóxico do sulfato de cobre em Planária e verificar a utilidade deste organismo para biomonitoramento ambiental. O sulfato de cobre induziu dano dose-dependente no DNA após exposição aguda e crônica, sendo que o efeito observado é a primeira evidência da genotoxicidade do cobre detectada com o Teste Cometa. A interferência dos íons de cobre com o processo de reparo do dano no DNA induzido pelo MMS sugere que o cobre poderia modular os efeitos genotóxicos associados com a exposição às misturas complexas no meio ambiente. Monitoramento da cinética do reparo no DNA em planárias mostrou reparo mais lento in vivo em comparação aos dados obtidos em cultura de células, acentuando a importância dos testes in vivo na avaliação do risco associado com a exposição adversa. O conteúdo da proteína hsp60 em planária Dugesia schubarti não foi alterado em resultado da exposição ao cobre, mostrando que não é um parâmetro adequado para avaliação da contaminação química. Animais não tratados apresentaram quantidades detectáveis de proteína hsp60, revelando um alto nível basal de expressão desta proteína que poderia mascarar possível indução em resultado da exposição química. Contudo, indução da hsp60 foi observada após choque térmico. A atividade da catalase em planária foi significativamente induzida após exposição às baixas concentrações de sulfato de cobre, mostrando-se um indicador sensível para exposição aguda ao cobre e sugerindo possível uso deste ensaio em estudos com outros agentes oxidantes. A atividade relativamente alta da catalase, detectada nas planárias não tratadas, provavelmente está relacionada com o alto nível de oxigênio dissolvido no seu habitat. A exposição das planárias ao mutagênico conhecido MMS, in vivo, induziu quebras no DNA, de maneira dose-dependente, em concentrações similares com as da referência em células de mamíferos, comprovando a sensibilidade do sistema utilizado. A planária se mostrou também um organismo bastante apropriado para a detecção de danos no DNA utilizando-se o Teste Cometa, sugerindo que poderia ser útil para o monitoromento de efeitos genotóxicos induzidos por agentes químicos no ambiente aquático. Os resultados apresentados neste estudo revelam o potencial tóxico e genotóxico do sulfato de cobre em planárias e também sugerem que este organismo-teste pode ser considerado um sistema valioso para avaliação da contaminação química em estudos ambientais.

Método de avaliação da segurança potencial de segmentos rodoviários rurais de pista simples

O objetivo dessa tese de doutorado foi desenvolver e aplicar um método de avaliação da segurança potencial de segmentos rodoviários rurais pavimentados de pista simples com base nas características físicas das rodovias. O método desenvolvido fundamentou-se na investigação da influência das características físicas da rodovia a partir da experiência e do conhecimento de profissionais que atuam junto à área de segurança rodoviária. O índice de segurança proposto recebeu a denominação de Índice de Segurança Potencial (ISP). O ISP tem a finalidade de refletir as condições latentes de segurança de segmentos rodoviários. Como resultado da aplicação do método proposto tem-se o perfil de segurança dos trechos rodoviários, através do qual é possível identificar aqueles segmentos que apresentam maiores deficiências nas condições de segurança. O índice proposto permite, ainda, que se faça uma avaliação desagregada das condições de segurança do segmento de forma a identificar as características físicas que mais contribuem para a carência de segurança.

Identificação e avaliação do potencial biotecnológico de leveduras e fungos semelhantes a leveduras isolados de filoplano do Hibiscus rosa-sinensis

O filoplano do Hibiscus rosa-sinensis abriga uma enorme biodiversidade de leveduras e fungos semelhantes a leveduras cujo potencial biotecnológico ainda é desconhecido. Foram isoladas 84 cepas de leveduras de filoplano desta planta, sendo identificadas pela metodologia clássica. Do total de isolados 37% são de afinidade ascomicética, 36% de afinidade basidiomicética e 27% de fungos semelhantes a leveduras.