CÉLULAS SOLARES SENSIBILIZADAS POR CORANTES NATURAIS: UM EXPERIMENTO INTRODUTÓRIO SOBRE ENERGIA RENOVÁVEL PARA ALUNOS DE GRADUAÇÃO

An interesting practical experiment about the preparation of dye–sensitized solar cells (DSSC) using natural dyes were carried out by the undergraduate students in the chemistry course at UNICAMP . Natural dyes were extracted from blueberries (Vaccinium myrtillus L.), jabuticabas (Myrciaria cauliflora), raw and cooked beets (Beta vulgaris L.), and annattos (Bixa orellana L.), which were used to sensitize TiO2 films that composed the photoanode in the DSSC. A polymer electrolyte containing an iodide/triiodide redox couple was used in lieu of the use of liquid solutions to prevent any leakage in the devices. A maximum solar-to-electric energy conversion of 0.26 ± 0.02% was obtained for the solar cell prepared with annatto extracts. This experiment was an effective way to illustrate to the undergraduate students how to apply some of the chemical concepts that they learned during their chemistry course to produce electric energy from a clean and renewable energy source. Teachers could also exploit the basics of the electronic transitions in inorganic and organic compounds (e.g., metal-to-ligand charge transfer and ϖ-ϖ* transitions), thermodynamics (e.g., Gibbs free energy), acid–base reactions in the oxide solid surface and electrolyte, and band theory (i.e., the importance of the Fermi level energy).

Reação de Brachiaria spp. e Panicum maximum a Pratylenchus brachyurus

O sistema plantio direto é utilizado em extensas áreas agrícolas do Brasil, condição que pode propiciar o aumento dos danos causados pelos fitonematóides na cultura principal, na dependência da reação das plantas utilizadas como coberturas vegetais. O capim-colonião (Panicum maximum) e as braquiárias (Brachiaria spp.) podem ser utilizadas em áreas infestadas por Meloidogyne incognita e M. javanica, pois não são hospedeiras dessas espécies, mas sua resposta ao nematóide Pratylenchus brachyurus tem sido pouco estudada. Por essa razão, dois experimentos de casa de vegetação foram realizados, com o objetivo de caracterizar a reação de cinco espécies e um híbrido de braquiária [Brachiaria decumbens, B. brizantha, B. humidicola, B. dyctioneura, B. ruziziensis e capim 'Mulato' (B. ruziziensis x B. brizantha)] e dois cultivares de P. maximum ('Mombaça' e 'Tanzânia') ao nematóide P. brachyurus. Os experimentos foram semelhantes, diferindo pela origem dos isolados de P. brachyurus, Pb20 oriundo de raízes de quiabeiro e Pb24 de algodoeiro. A população final dos nematóides do substrato e das raízes foi avaliada 118 dias após a inoculação para Pb20 e 131 dias para Pb24. Os resultados mostraram que todas as poáceas testadas hospedam P. brachyurus, mas em diferentes graus. Capim-colonião e capim 'Mulato' mostraram ser bons hospedeiros de P. brachyurus, com fator de reprodução (FR = Pf/Pi) entre 4,96 e 12,17 para Pb20 e entre 10,38 e 13,18 para Pb24, devendo assim ser evitados como coberturas vegetais em campos infestados com esse nematóide. Por seu turno, B. dyctioneura provou ser mau hospedeiro de P. brachyurus, com FR = 1,01 - 1,32.

Electron transfer by singlet excited state of porphyn and electron acceptor affinity in rigid medium: photoacoustic phase angle analysis

Photoacoustic spectroscopy provides information about both amplitude and phase of the response of a system to an optical excitation process. This paper presents the studies of the phase in the electron transfer process between octaethylporphyn (OEP) and quinone molecules dispersed in a polymeric matrix. It was observed a tendency in the phase behavior to small values only in the spectral region near to 620 nm, while for shorter wavelength did not show any tendency. These measurements suggested that the electron transfer to acceptor occurred with the participation of octaethylporphyn singlet excited state.

Electron migration in DNA matrix: an electron transfer reaction

This paper brings an active and provocative area of current research. It describes the investigation of electron transfer (ET) chemistry in general and ET reactions results in DNA in particular. Two DNA intercalating molecules were used: Ethidium Bromide as the donor (D) and Methyl-Viologen as the acceptor (A), the former intercalated between DNA bases and the latter in its surface. Using the Perrin model and fluorescence quenching measurements the distance of electron migration, herein considered to be the linear spacing between donor and acceptor molecule along the DNA molecule, was obtained. A value of 22.6 (± 1.1) angstroms for the distance and a number of 6.6 base pairs between donor and acceptor were found. In current literature the values found were 26 angstroms and almost 8 base pairs. DNA electron transfer is considered to be mediated by through-space interactions between the p-electron-containing base pairs.

Spectrophotometric determination of diclofenac in pharmaceutical preparations assisted by microwave oven

In this work, an effective and low-cost method for the determination of sodium or potassium diclofenac is proposed in its pure form and in their pharmaceutical preparations. The method is based on the reaction between diclofenac and tetrachloro-p-benzoquinone (p-chloranil), in methanol medium. This reaction was accelerated by irradiating of reactional mixture with microwave energy (1100 W) during 27 seconds, producing a charge transfer complex with a maximum absorption at 535 nm. The optimal reaction conditions values such as reagent concentration, heating time and stability of the reaction product were determined. Beer's law is obeyed in a concentration range from of 1.25x10-4 to 2.00x10-3 mol l-1 with a correlation coefficient of 0.9993 and molar absorptivity of 0.49 x10³ l mol-1 cm-1. The limit of detection (LOD) was 1.35x10-5 mol l-1 and the limit of quantification (LOQ) was 4.49x10-5 mol l-1. In the presence of the common excipients, such as glucose, lactose, talc, starch, magnesium stearate, sodium sulphite, titanium dioxide, polyethyleneglycol, polyvinylpirrolidone, mannitol and benzilic alcohol no interferences were observed. The analytical results obtained by applying the proposed method compare very favorably with those given by the United States Pharmacopeia standard procedure. Recoveries of diclofenac from various pharmaceutical preparations were within 95.9% to 103.3%, with standard deviations ranging from 0.2% to 1.8%.

Reação de acessos e cultivares de Brachiaria spp. e Panicum maximum à Pratylenchus brachyurus

A utilização de gramíneas forrageiras em sistemas de integração lavoura-pecuária tem sido cada vez mais frequente no Brasil. Entretanto, alguns genótipos forrageiros podem hospedar fitonematoides, contribuindo para manter populações elevadas destes organismos no solo. Objetivando-se avaliar a reação de acessos e cultivares de Brachiaria spp. (B. ruziziensis, B. brizantha cvs. BRS Piatã e BRS Paiaguás, B. humidicola cv. BRS Tupi, e os genótipos B4 e HBGC 331) e Panicum maximum (cvs. Tanzânia-1 e Massai e os genótipos PM32, PM36, PM45 e PM46) à Pratylenchus brachyurus, realizou-se este trabalho. Como testemunhas utilizaram-se o milho BRS 2020 (suscetível) e milheto ADR 300 (resistente) à P. brachyurus. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação, na Embrapa Gado de Corte, Campo Grande-MS, em blocos casualizados com sete repetições, de maio a setembro de 2011 e de março a maio de 2012. Utilizaram-se cinco plantas por vaso, que foram inoculadas com 1.000 espécimes de P. brachyurus. Após 90 dias, avaliaram-se as populações de nematoides na raiz e no solo, com a finalidade de obtenção da população final dos nematoides e o fator de reprodução (FR). Determinou-se ainda a reação dos genótipos em relação à porcentagem de redução do FR. Com exceção de B. humidicola cv. BRS Tupi, com FR de 0,98 e 0,44, no primeiro e segundo experimentos, respectivamente, todos os materiais avaliados permitiram a multiplicação do nematoide. Em relação à porcentagem de redução do FR, apenas a B. humidicola cv. BRS Tupi e o milheto ADR 300 foram classificados como moderadamente resistentes, com reduções de, no máximo 90,58% e 94,73%, no primeiro e segundo experimento, respectivamente. Entre os genótipos de forrageiras estudados a maioria mostrou-se suscetível à P. brachyurus, apesar de variação do grau de suscetibilidade entre os mesmos. Dessa forma, em áreas com histórico de presença de P. brachyurus, a B. humidicola cv. BRS Tupi pode ser indicada nos sistemas de integração e/ou em rotação de culturas, como estratégia de manejo para a redução populacional de P. brachyurus.

Avaliação de genótipos de Panicum maximum Jacq. à cárie do sino e à mancha foliar

Cultivares de Panicum maximumvêm apresentando danos elevados com doenças, como a cárie do sino e a mancha foliar, causadas por Tilletia ayresiie Bipolaris maydis,respectivamente. Objetivou-se, neste trabalho, avaliar a reação de genótipos desta gramínea forrageira a essas doenças. Os experimentos foram conduzidos na Embrapa Gado de Corte, em Campo Grande (MS), no período de fevereiro a julho de 2012. Avaliaram-se, semanalmente, as intensidades das doenças em 26 genótipos de P. maximum.Dentre os genótipos avaliados, houve variação de graus de resistência para a cárie do sino e para a mancha foliar. As condições ambientais de temperatura e umidade relativa favoráveis à cárie do sino foram 16ºC a 27ºC e 62% a 88% e à mancha foliar 22ºC a 27°C e 62% a 83%. A resistência à cárie do sino mostrou ser caráter herdável e o genótipo PM40 comportou-se como a testemunha suscetível, Tanzânia-1, em relação à mancha foliar. O manejo de P. maximumcom corte de uniformização mostrou-se promissor na composição das estratégias de controle para redução da intensidade da mancha foliar.

Reação à Bipolaris maydis, agente causal da mancha foliar, em híbridos apomíticos de Panicum maximum

A mancha foliar, causada por Bipolaris maydis, é a principal doença de Panicum maximum. A seleção de genótipos resistentes é a melhor estratégia para o controle desta doença. Com o objetivo de identificar fontes de resistência de P. maximum à mancha foliar, 92 híbridos apomíticos, originários de cruzamentos das cultivares Tanzânia-1 e Mombaça, e outros três genótipos sexuais foram testados. Em blocos casualizados, com oito repetições cada, inocularam-se plantas com 30 dias de idade e, após 12 dias, a severidade da doença foi avaliada. Foram verificadas diferenças significativas (P<0,05), de genótipos entre e dentro das progênies, com relação a resistência à mancha foliar. Identificaram-se híbridos com resistência à doença, com destaque para os híbridos MS81, A109, B109, B89 e A4.

Evapotranspiração máxima do capim "Tanzânia" (Panicum maximum J.) em pastejo rotacionado, baseada na evaporação do tanque "Classe A " e no índice de área foliar

Em função do índice de área foliar (IAF) do Capim Tanzânia (Panicum maximum J.) e da lâmina de evaporação do tanque "Classe A" (ECA), foi gerado um modelo multiplicativo para determinar a evapotranspiração máxima (ETm) desse cultivo forrageiro. Foi adotada uma correlação entre a ETm em função da evaporação do tanque "Classe A" e do índice de área foliar (IAF), por meio de uma regressão linear múltipla dos valores logarítmicos, correspondentes a períodos diários durante 11 meses (janeiro a novembro de 2000). Considerando a dificuldade para determinar o IAF e aplicar como variável no modelo proposto, foi desenvolvido outro modelo por meio da correlação entre a ETm e as variáveis ECA e o valor equivalente de IAF, em dias de descanso (NDd), adotando-se como padrão o número de 33 dias como o máximo recomendado de descanso para capim Tanzânia, em condições irrigadas. Para avaliar os modelos, foram utilizados valores de ETm observados a campo durante quatro meses (agosto a novembro-2000) por meio do método de balanço hídrico do solo, monitorado com tensiômetros. Na validação do modelo, foram utilizados testes estatísticos recomendados na literatura, verificando-se bons ajustes entre os valores observados e estimados, recomendando-se a sua utilização para o manejo da irrigação de Capim Tanzânia, no Estado de São Paulo.

Fitorremediação de solo contaminado com o herbicida picloram por plantas de Panicum maximum em função do teor de água

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de lâminas de água no solo sobre a fitorremediação de solo contaminado com o herbicida picloram por plantas de Panicum maximum cv Tanzânia. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, e os tratamentos, em número de 12, foram compostos pela combinação entre quatro níveis diários de reposição da água, através das lâminas de água evaporada (80; 90; 100 e 110% da quantidade de água evaporada) e de três doses do picloram (0; 80 e 160 g ha-1). A quantidade de água evaporada foi determinada por meio de dois evaporímetros. Após a aplicação do herbicida, foi realizada a semeadura da espécie vegetal fitorremediadora. Noventa dias após a emergência, as plantas de capim-tanzânia foram dessecadas, e a parte aérea, descartada. Terminada esta etapa, efetuou-se a semeadura da soja como bioindicadora da presença do picloram, determinando-se fitotoxicidade, altura e massa verde e seca. A soja mostrou-se extremamente sensível à presença do picloram no solo. Constatou-se que os valores extremos de umidade avaliados, 80 e 110% da reposição diária da lâmina de água evaporada, favoreceram a remediação de solos contaminados com o herbicida picloram. A otimização da fitorremediação não é significativa quando se avaliou o resíduo correspondente a 160 g ha-1 do herbicida.

Effective diffusivity and convective mass transfer coefficient during the drying of bananas

In this article, a methodology is used for the simultaneous determination of the effective diffusivity and the convective mass transfer coefficient in porous solids, which can be considered as an infinite cylinder during drying. Two models are used for optimization and drying simulation: model 1 (constant volume and diffusivity, with equilibrium boundary condition), and model 2 (constant volume and diffusivity with convective boundary condition). Optimization algorithms based on the inverse method were coupled to the analytical solutions, and these solutions can be adjusted to experimental data of the drying kinetics. An application of optimization methodology was made to describe the drying kinetics of whole bananas, using experimental data available in the literature. The statistical indicators enable to affirm that the solution of diffusion equation with convective boundary condition generates results superior than those with the equilibrium boundary condition.

Mathematical analysis of maximum power generated by photovoltaic systems and fitting curves for standard test conditions

The rural electrification is characterized by geographical dispersion of the population, low consumption, high investment by consumers and high cost. Moreover, solar radiation constitutes an inexhaustible source of energy and in its conversion into electricity photovoltaic panels are used. In this study, equations were adjusted to field conditions presented by the manufacturer for current and power of small photovoltaic systems. The mathematical analysis was performed on the photovoltaic rural system I-100 from ISOFOTON, with power 300 Wp, located at the Experimental Farm Lageado of FCA/UNESP. For the development of such equations, the circuitry of photovoltaic cells has been studied to apply iterative numerical methods for the determination of electrical parameters and possible errors in the appropriate equations in the literature to reality. Therefore, a simulation of a photovoltaic panel was proposed through mathematical equations that were adjusted according to the data of local radiation. The results have presented equations that provide real answers to the user and may assist in the design of these systems, once calculated that the maximum power limit ensures a supply of energy generated. This real sizing helps establishing the possible applications of solar energy to the rural producer and informing the real possibilities of generating electricity from the sun.

Water transfer from São Francisco river to semiarid northeast of Brazil: technical data, environmental impacts, survey of opinion about the amount to be transferred

The transposition of the São Francisco River is considered one of the greatest engineering works in Brazil of all time since it will cross an extensive agricultural region of continental dimensions, involving environmental impacts, water, soil, irrigation, water payment and other multidisciplinary themes. Taking into account its importance, this subject was incorporated into a discipline of UFSCar (Federal University of São Carlos - Brazil) named "Pollution and Environmental Impacts". It was noted strong reaction against the project, even before the presentation. To allow a critical analysis, the first objective was to compile the main technical data and environmental impacts. The second objective was to detect the three most important aspects that cause reaction, concluding for the following reasons: assumption that the volume of water to be transferred was much greater than it actually is proposed in the project; lack of knowledge about similar project already done in Brazil; the idea that the artificial canal to be built was much broader than that proposed by the project. The participants' opinion about "volume to be transferred" was raised quantitatively four times: 2-undergraduate students; 1-graduate; 1-outside community. The average resulted 14 times larger than that proposed in the project, significant according to t-test. It was concluded that the reaction to water transfer project is due in part to the ignorance combined with a preconceived idea that tend to overestimate the magnitude of environmental impacts.

Method adjustment and equation set of maximum rainfall intensity, duration and frequency in the Mato Grosso do Sul State

Due to the lack of information concerning maximum rainfall equations for most locations in Mato Grosso do Sul State, the alternative for carrying out hydraulic work projects has been information from meteorological stations closest to the location in which the project is carried out. Alternative methods, such as 24 hours rain disaggregation method from rainfall data due to greater availability of stations and longer observations can work. Based on this approach, the objective of this study was to estimate maximum rainfall equations for Mato Grosso do Sul State by adjusting the 24 hours rain disaggregation method, depending on data obtained from rain gauge stations from Dourado and Campo Grande. For this purpose, data consisting of 105 rainfall stations were used, which are available in the ANA (Water Resources Management National Agency) database. Based on the results we concluded: the intense rainfall equations obtained by pluviogram analysis showed determination coefficient above 99%; and the performance of 24 hours rain disaggregation method was classified as excellent, based on relative average error WILMOTT concordance index (1982).

Shewhart's control charts and process capability ratio applied to a sewage treatment station

The current study used statistical methods of quality control to evaluate the performance of a sewage treatment station. The concerned station is located in Cascavel city, Paraná State. The evaluated parameters were hydrogenionic potential, settleable solids, total suspended solids, chemical oxygen demand and biochemical oxygen demand in five days. Statistical analysis was performed through Shewhart control charts and process capability ratio. According to Shewhart charts, only the BOD(5.20) variable was under statistical control. Through capability ratios, we observed that except for pH the sewage treatment station is not capable to produce effluents under characteristics that fulfill specifications or standard launching required by environmental legislation.