Avaliação do potencial de biomassa florestal da Ilha da Madeira para produção de combustíveis sólidos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Estudo da extração e caracterização de compostos bioativos a partir de casca, farelo e arroz de variedades portuguesas

O arroz é o alimento básico para milhões de pessoas no Mundo inteiro. Como tal, o seu valor nutricional é algo de extrema importância. Contudo, ao seu processamento está associado um desperdício dos resíduos que advêm do seu descasque e branqueamento, o farelo e a casca. O principal objetivo deste trabalho consistiu no estudo do valor nutricional do grão de arroz e da valorização dos resíduos (farelo e casca) através da avaliação da atividade antioxidante. O estudo foi aplicado a três frações do bago de arroz: grão, farelo e casca, de três subvariedades diferentes: opale, ariete e ellebi. Foi avaliado o perfil de macronutrientes nas amostras de arroz, entre eles o teor de humidade, cinza, proteína e gordura. O grão foi a fração que apresentou maior teor de humidade, o farelo a que apresentou maior teor de gordura e proteína e a casca maior teor de cinza. Os compostos bioativos foram extraídos pelo método de extração sólido-liquido, usando como solvente uma mistura aquosa de metanol. A caracterização dos compostos antioxidantes dos extratos foi analisada através do teste da eliminação dos radicais livres de DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazilo) e pelo método de Folin-Ciocalteau. Para a identificação dos compostos bioativos foi utilizada a técnica de UPLC-PDA (Cromatografia líquida de ultra eficiência - Detetor de matriz de Fotodíodos). A casca foi o extrato que continha uma maior capacidade antioxidante e um maior conteúdo de fenólicos totais (TPC), e o extrato do grão o que apresentou menor valor. Identicamente, foi na casca onde se conseguiu identificar um maior número de compostos, entre os quais se destacam os ácidos gentísico, isoferúlico, vanílico, elágico, p-cumárico e levulínico. A extração de compostos antioxidantes de farelo e casca de arroz demonstrou ser uma via bastante promissora para a valorização destes resíduos.

Doseamento de cafeína e análise sensorial de chá preto (Camellia sinensis) preparado com diferentes condições de extração

A popularidade do chá preto (Camellia sinensis) mundialmente é indiscutível, principalmente por ser considerado como uma importante fonte de cafeína. No entanto a composição final da infusão consumida está fortemente associada ao seu modo de preparo. Neste estudo realizado com chá preto Pekoe (Gorreana®, Açores, Portugal), quantificou-se o teor de cafeína em infusões de chá preparadas de diferentes formas através de cromatografia gasosa. Além disso, foi desenvolvida uma nova técnica de extração da cafeína a partir de infusões liofilizadas. As infusões com folhas de chá preto foram preparadas com a proporção folhas/água sugerida na embalagem (3 g de folhas de chá em 50 ml de água). Na preparação destas infusões foram utilizadas duas extrações consecutivas das folhas de chá preto em diferentes tempos de infusão (1, 3, 5 ou 20 minutos). As infusões obtidas a partir primeira extração das folhas de chá preto foram analisadas através cromatografia gasosa e as seguintes quantidades de cafeína estavam presentes: 2,60 mg, 2,98 mg, 3,14 mg e 54,32 mg, para os tempos de infusão de 1, 3, 5 e 20 minutos, respectivamente. Para a segunda extração das folhas de chá foram quantificados os seguintes valores de cafeína (mg / 3 g de folhas): 0,52 mg, 0,10 mg, 0,14 mg e 0,20 mg para os tempos de infusão de 1, 3, 5 e 20 minutos respectivamente. As diferenças entre os resultados demonstram que a diferença mais expressiva de teor de cafeína nas infusões se observa entre amostras obtidas de extrações sucessivas. A diferença do tempo de extração tem um impacto bastante inferior devido à elevada solubilidade da cafeína em água quente. A aplicação de um teste de análise sensorial apresentou a opinião do consumidor sobre as infusões de chá analisadas, demonstrando a preferência e superioridade das amostras obtidas através da 1ª extração da folha de chá em relação aos atributos avaliados. Esta informação pode ser bastante relevante para o consumidor, pois permitirá com base na técnica de preparação do chá, e por um processo simples, ajustar o conteúdo de cafeína.

Extração de DNA a partir de sangue humano coagulado para aplicação nas técnicas de genotipagem de antígenos leucocitários humanos e de receptores semelhantes à imunoglobulina

O objetivo deste estudo foi padronizar uma metodologia de extração de DNA de alta qualidade a partir de amostras de sangue coagulado. Quarenta e oito amostras de sangue humano coagulado foram utilizadas para a extração de DNA pelo kit comercial EZ-DNA® (Biological Industries, Beit Haemek, Israel), pelo kit de coluna Neoscience® (One Lambda Inc., San Diego, CA) e pelo método modificado de salting out. Apenas o método de salting out foi capaz de extrair altas concentrações de DNA (média, 180ng/µL), as quais foram medidas pelo detector de fluorescência Qubit® (Invitrogen, USA). Este método permitiu a amplificação dos genes HLA (human leukocyte antigens) pela tecnologia PCR-SSO (polymerase chain reaction - specific sequence of oligonucleotides) Luminex, a qual exige DNA de boa qualidade, e de genes KIR (killer cell immunoglobulin-like receptors) pela técnica made in house PCR-SSP (polymerase chain reaction-sequence specific of primers), a qual demanda uma concentração específica de DNA (10ng/µL). Concluímos que a técnica de salting out modificada foi muito eficiente, simples e rápida para a extração de DNA de amostras de sangue humano coagulado, com o objetivo de realizar a genotipagem de genes HLA e KIR.

Modelação do risco de incêndio florestal à escala municipal com recurso a dados de detecção remota

Neste projecto é testada uma metodologia para actualização de mapas de ocupação do solo já existentes, derivados de fotografia aérea, usando uma imagem satélite para posterior modelação com vista à obtenção da cartografia do risco de incêndio actualizada. Os diferentes passos metodológicos na fase da actualização dos mapas de ocupação de solo são: Classificação digital das novas ocupações, Produção do mapa de alterações, Integração de informação auxiliar, Actualização da Cartografia Temática. Para a produção do mapa de alterações a detecção de alterações foi efectuada através de expressões de Álgebra de Mapas. A classificação digital foi realizada com um classificador assistido - Classificador da Máxima Verosimilhança. A integração de informação auxiliar serviu para melhorar os resultados da classificação digital, nomeadamente em termos das áreas ardidas permitindo uma resolução temática mais detalhada. A actualização resultou da sobreposição do mapa das áreas alteradas classificadas com o mapa desactualizado. Como produto obteve-se a Carta de Alterações da Ocupação do Solo com Potencial Influência no Risco de Incêndio actualizada para 2008, base para a fase da Modelação do Risco. A metodologia foi testada no concelho de Viseu, Centro de Portugal. A Carta de Uso e Ocupação do Solo de Portugal Continental para 2007 (COS2007) foi utilizada como carta de referência. A nova carta actualizada para 2008, no concelho de Viseu, apresenta 103 classes temáticas, 1ha de unidade mínima e 90% de precisão global. A modelação do risco de incêndio geralmente é feita através de índices que variam, de forma geral, numa escala qualitativa, tendo como fim possibilitar a definição de acções de planeamento e ordenamento florestal no âmbito da defesa da floresta contra incêndios. Desta forma, as cartas de risco são indicadas para acções de prevenção, devendo ser utilizadas em conjunto com a carta da perigosidade que juntas podem ser utilizadas em acções de planeamento, em acções de combate e supressão. A metodologia testada, neste projecto, para elaboração de cartografia de risco foi, a proposta por Verde (2008) e adoptada pela AFN (2012). Os resultados apresentados vão precisamente ao encontro do que diz respeito no Guia Técnico para Plano Municipal de Defesa da Floresta Contra Incêndios, "O mapa de Risco combina as componentes do mapa de perigosidade com as componentes do dano potencial (vulnerabilidade e valor) para indicar qual o potencial de perda face ao incêndio florestal".

O uso da Deteção Remota para a extração de Indicadores Urbanos

Nas últimas décadas o aumento da expansão das áreas urbanas conduziu a rápidas mudanças nos ambientes urbanos. Estas mudanças necessitam de uma observação e compreensão, por forma a permitir a monitorização e avaliação do processo de planeamento urbano. A utilização de dados obtidos por Deteção Remota (DR), aliada aos Sistemas de Informação Geográfica (SIG), surge como uma fonte de informação válida para modelar, recolher, armazenar, exibir e analisar os sistemas urbanos. Neste contexto, a informação planimétrica e altimétrica recolhida por sensores remotos pode ser explorada por forma a extrair informação acerca do uso e ocupação do solo, e apresenta-la sob a forma de indicadores para apoio à decisão. Um sistema de indicadores urbanos baseados em dados obtidos por DR constitui uma ferramenta para as cidades transmitirem os diferentes riscos urbanos bem como na promoção de medidas e estratégias para um eficiente planeamento urbano. A dissertação de mestrado proposta tem como principal objetivo a criação de um sistema de indicadores urbanos que caracterize a cidade de Lisboa ao nível das áreas verdes e do volume construído. Assim, de forma a atingir o objetivo principal é desenvolvida uma metodologia baseada em informação altimétrica e planimétrica que permite analisar as áreas verdes da cidade de Lisboa bem como o volume construído. A informação altimétrica urbana (3D) é derivada de dados cartográficos oficiais (curvas de nível que originam um Modelo Digital de Terreno) e informação recolhida por LiDAR (Light Detection And Ranging) (que representa o Modelo Digital de Superfície). A informação 2D é extraída de uma imagem do satélite de alta resolução Worldview-2 de 2010, com um pixel de 0,5m, do concelho de Lisboa, através de técnicas de processamento digital de imagem. A informação recolhida permite, por um lado a modelação 3D do edificado, e por outro a quantificação 2D da cobertura vegetal em meio urbano. Posteriormente, num ambiente SIG, a informação extraída é cruzada com dados censitários e dados de uso e ocupação do solo. A análise ocorre tendo por base as Subsecções Estatísticas (SSE) da cidade de Lisboa (INE, 2011) e o sistema proposto inclui assim a extração de indicadores divididos tematicamente em indicadores de área e indicadores de volume. Os resultados obtidos permitem relacionar as áreas verdes, a população e o volume construído.

Extração automática de elementos em fotografia aérea por fotogrametria

Na cadeia de produção de cartografia digital, que se encontra implementada no IGeoE, existe a necessidade de efetuar a restituição de objetos através da vetorização 3D. Sendo este processo completamente manual, o operador identifica e adquire os objetos, em ambiente estereoscópico, segundo as regras estabelecidas nas normas de aquisição. A aquisição de construções, nomeadamente os edifícios, são dos objetos que mais recursos consomem devido à sua frequência e dificuldade de restituição. A possibilidade de simplificar esta parte do processo proporciona um beneficio substancial para toda a cadeia de produção. Pretende-se assim detetar edifícios em fotografias aéreas, extraindo a sua informação planimétrica e altimétrica, para posterior inserção num SIG. Para a obtenção da altimetria são utilizados os princípios de fotogrametria analítica através das equações de colinearidade. Este problema torna-se relevante devido ao facto de se pretender retirar informação de fotografias, que possuem bastante informação, com recurso à computação gráfica, através de técnicas de segmentação em vários níveis e fotogrametria, juntando assim duas áreas do saber. Esta solução permite automatizar um processo que é predominantemente manual, contribuindo para melhorar a cadeia de produção sem a alteração de funcionamento da mesma.

Bacia 3 - Inventário Florestal Comercial

Inventário Florestal da Bacia 3 do projeto "Manejo Ecológico e Exploração da Floresta Tropical Úmida" para a avaliação dos potenciais quantitativo e qualitativo da cobertura florestal existente na área, com base em medições e observações em árvores com diâmetro a altura do peito (DAP) maior ou igual a 25 cm, de uma população florestal de 96 hectares. A área coberta pelo inventário é composta de 4 blocos de 24 hectares cada, os quais serão destinados às pesquisas de manejo da regeneração natural enriquecimento da floresta natural e regeneração artificial. Localiza-se entre o km 21 e o km 24 na margem esquerda da vicinal ZF-2, no Distrito Agropecuário da SUFRAMA (Superintendência da Zona Franca de Manaus).

Relações entre fluxos de água subterrânea e superficial em bacia hidrográfica caracterizada por cobertura florestal amazônica.

O experimento foi conduzido em uma bacia hidrográfica de 1,3 km2, drenada pelo igarapé Barro-Branco, localizada na Reserva florestal Ducke, à cerca de 30 km de Manaus. A cobertura vegetal dessa bacia e caracterizada, em quase sua totalidade, por floresta amazônica do tipo "Terra-firme". A coleta de dados e respectivos cálculos estenderam-se no período de maio de 1981 a dezembro de 1983. Para o período em questão, os resultados obtidos mostraram que, em termos médios, o escoamento total do igarapé representou 32,3% da chuva, dos quais apenas 2,8% se deram na forma de escoamento superficial direto, implicando numa evapotranspiração da ordem de 67,7% do total precipitado. Considerando-se um valor médio de 22% para o total da chuva interceptada pela cobertura florestal, a transpiração dada pela floresta pode ser estimada como sendo de cerca de 45,7% da precipitação. Acredita-se que o corte indiscriminado e irracional da Floresta Amazônica, visando-se a sua ocupação, deverá alterar significativamente as relações encontradas, trazendo como conseqüências, sérios problemas de erosão, transporte de sedimentos, menor tempo de residência da água na bacia e outros problemas que certamente irão interferir no atual equilíbrio ecológico da maior reserva florestal do mundo.

Extração de pregos em madeiras da Amazônia

Vinte espécies de madeiras, originárias do muicípio de Presidente Figueiredo - AM -UHE de Balbina, foram submetidas a ensaio de extração de pregos. Os resultados permitem avaliar a influência da densidade na resistência de arrancamento do prego e a relação da resistência entre as faces pregadas. Não se conseguindo cravar pregos em algumas das espécies ensaiadas, procurou-se determinar os fatores inerentes a madeira que dificultam a aceitação ou não do prego, como também, o diâmetro do pré-furo necessário para introdução do prego em uma amostra, tal que, a resistência a extração fosse semelhante àquela das madeiras em que foram cravados pregos sem auxilio de pré-furo.

Produtividade sazonal da floresta e atividade de forrageamento animal em habitat de terra firme da Amazônia

Durante 13 meses (de janeiro de 1986 a janeiro de 1987), quatro trilhas, de aproximadamente 2,5 km de comprimento cada uma, cortando diferentes ambientes de mata de terra firme, foram seguidas diariamente por um mínimo de dois pesquisadores para observar animais forrageando no chão o em diferentes estratos da floresta. O local de estudo foi em porção de floresta protegida em Tucuruí, estado do Pará. Foram investigadas por observação contínua no campo as tendências sazonais de utilização de ítens de alimentos preferidos demonstrados por quelôneos: os jabutis Geochelone carbonaria, G. denticulata e a aperema Platemys platicephala; por roedores: o quatipuru Sciurus gilvigularis e a cutia Dasyprocta aguti; por cervídeos: o veado-mateiro Mazama americana e o veado fuboca Mazama guazoubira; e por primatas: o macaco-prego Cebus apella, o guariba Alouatta belzebul, o cuxiú Chiropotes satanas , o macaco-mão-de-ouro Saimiri sciureus, e o sagui preto Saguinus midas. Todos esses animais foram estudados através de observação contínua nessas trilhas de transectos, estabelecidas na mata de terra firme. As observações foram feitas pela manhã entre 06:00 e 10:00 horas e à tarde, entre 15:00 e 19 horas. O estudo demonstrou que as dietas dessas espécies animais de habitat de terra firme depende da disponibilidade de alimento na floresta na estação do ano. A importância desses ítens de alimento é demonstrada pela mudança sazonal da atividade de forrageamento, dependendo do ítem alimentar em oferta. Os jabtutis (Geochelone carbonaria e G. denticulata) alimentam-se basicamente de frutos disponíveis entre setembro e janeiro, sendo esses mesmo frutos compatilhados por cutia (Dasyprocta aguti), enquanto o macaco-prego (Cebus apella) expande sua dieta baseada em frutas, em dois picos, um entre janeiro e março, com um máximo de atividade em fevereiro, e outro pico entre julho e dezembro. Essas mesmas frutas são também compartilhadas por Chiropotes satanas. Embora o guariba (Alouatta belzebul) seja observado comendo grande porcentagem de folhas, nas estações de produção de frutos, porém, durante os dois picos anuais, (fevereiro e dezembro) tornam-se oportunisticamente frugívoros.

Culicoides (Diptera: Ceratopogonidae) na Amazônia Brasileira. II. Espécies coletadas na Reserva Florestal Ducke, aspectos ecológicos e distribuição geográfica

Seis espécies de Culicoides latreille, antropófilos: C. debilipalpis, C. foxi, C. lutzi, C. paraensis, C. pseudodiabolicus e C. todatangae, foram capturados com isca humana em três distintas áreas, na Reserva Florstal Ducke. A distribição geográfica, aspectos ecológicos e taxonômicos foram abordados.

COMPORTAMENTO FENOLÓGICO DA SUCUPIRA-PRETA (Diplotropis purpurea (Rich.) Amsh. var. coriacea Amsh.), NA RESERVA FLORESTAL DUCKE

Este trabalho analisa dados de 6 anos (1980-1985) de observações da fenologia de cinco indivíduos arbóreos da espécie Diplotropis purpures (Rich.) Amsh. var. coriacea Amsh., da família Leguminosae, subfamília Papilionoideae, localizados na Reserva Florestal Ducke. Determinou-se a época, duração e freqüência das fases reprodutivas, bem como o tipo de mudança foliar. A espécie apresentou a fase de floração na estação seca. A fase de frutificação foi observada no meio da estação seca e início da estação chuvosa. A duração média da fase de floração foi de 6 meses e a fase de frutificação 7 meses. Ao nível de espécie, o padrão de ocorrência da fase de floração e frutificação foi anual à irregular. Porém, ao nível de indivíduo, o padrão de comportamento foi irregular. Quanto ao tipo de mudança foliar, a espécie apresentou características de ser semi-caducifólia durante a floração, na época seca.

RESERVA FLORESTAL DUCKE: DIVERSIDADE E COMPOSIÇÃO DA FLORA VASCULAR

A Reserva Florestal Ducke, localizada próxima a Manaus (AM), com uma área de 100 Km2, é um dos locais com maior densidade de coletas depositadas no herbário do INPA. Sua flora vascular foi aqui caracterizada, através do levantamento de 7.107 exsicatas, das quais 4.946 estão determinadas ao nível de espécie. Embora muitas amostras estejam estéreis, indeterminadas e ainda não examinadas por especialistas, esta amostragem permitiu uma caracterização preliminar da flora da Reserva. Foi constatada a presença de 1.199 espécies (ou 1.453, se incluídas as indeterminadas), distribuídas em 510 gêneros e 112 famílias. Os 10 gêneros mais diversificados — com um total de 222 espécies — são predominantemente arborescentes: Pouteria(38 espécies), Miconia(27), Protium(24), Licania(23), Inga(21), Ocotea(20), Swartzia(19), Eschweilera( 19), Virola( 16) Sloanea(15). As 10 espécies mais coletadas constituem apenas 8,2% do universo de amostras determinadas ao nível específico. Estas, também, são árvores: Micropholis guyanensis(A. DC.) Pierre, Chrysophyllum sanguinolentum(Pierre) Baehni, Trattinnickia glazioviiSwart, Goupia glabraAubl., Scleronema micranthumDucke, Aniba panurensis(Meissner) Mez, Laetia procera(Poeppig) Eicbler, Caryocar villosum(Aublet) Pers., Brosimum rubescensTaubert, Cecropia sciadopliyllaMart. Apenas 123 espécies (10,3% das espécies determinadas) são consideradas comuns, sendo aquelas com 10 ou mais coletas. A maioria das 1.199 espécies determinadas são muito raras: 68% representadas por três ou menos coletas e 43% representadas por apenas uma coleta. Portanto, muitas outras espécies "raras" serão acrescentadas após novas visitas ao local, ou através do estudo do material ainda indeterminado. E apresentada uma discussão e gráficos sobre as famílias e gêneros mais diversificados e mais coletados.

ASPECTOS FLORÍSTICOS QUANTITATIVOS E COMPARATIVOS DA VEGETAÇÃO ARBÓREA DA RESERVA FLORESTAL DO SACAVÉM, SÃO LUÍS, MARANHÃO (BRASIL)

Foi inventariado 0.5 ha de mala localizado na Reserva Florestal tio .Sacavém. parte integrante do Parque Estadual do Bacanga. que dista cerea de 7 Km do centro de São Luís (2"32'S: 44"I7'W), capital do Estado do Maranhão, numa altitude inferior a 30 in. A área foi coberta originalmente por uma floresta tropical úmida, denominada localmente de "Pré-Amazônia". O estudo foi realizado nas manchas remanescentes de vegetação. dividido em 50 parcelas de 10x10 m. nas quais foram amostrados 410 indivíduos com PAP (perímetro ã aluíra do peno) a partir de 15 cm. pertencentes a 34 famílas, 66 gêneros e 110 espécies, além de 46 espécies arbóreas, pertencentes a 41 gêneros e 25 famílias, que não foram incluídas na análise quantitativa. O DAP variou de 4.8 cm a 86.7 cm. ficando a média em 16.28 cm. As allur.is mínima, média e máxima foram, respectivamente, 2,0 m, 11,16 m e 25,0 ni. Foram leitas comparações com diversos trabalhos realizados na Amazônia, indicando que a área estudada apresenta uma riqueza elevada, sendo comparável àquelas florestas também em estrutura, embora os valores médios de alluni e diâmetro sejam mais baixos.