Subsídios para a gestão dos planos de aplicação de vinhaça (PAV): um estudo de caso da região de Piracicaba

Concomitantemente à produção de etanol, a partir da fermentação de diferentes matérias-primas (cana-de-açúcar, beterraba, milho, trigo, batata, mandioca), produz-se a vinhaça. A vinhaça da cana-de-açúcar é gerada na proporção média de 12 litros para cada litro de etanol. O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar (570 milhões de toneladas, em 2009) com a produção de 27 bilhões de litros/ano de etanol, no ciclo 2009/2010, basicamente para fins carburantes, e, portanto, a quantidade de vinhaça produzida é da ordem de 320 bilhões de litros/ano. Dentre as possíveis soluções para a destinação da vinhaça, tais como: concentração, tratamento químico e biológico ou produção de biomassa, é sua aplicação no solo a forma mais usual de disposição. No entanto, sua aplicação no solo não pode ser excessiva nem indiscriminada, sob pena de comprometer o ambiente e a rentabilidade agrícola e industrial da unidade sucroalcooleira. A necessidade de medidas de controle sobre a aplicação de vinhaça no solo do Estado de São Paulo, que concentra a produção de 60% do etanol produzido no Brasil, levou à elaboração da Norma Técnica P4.231, em 2005. A constatação do cumprimento dos itens desta Norma é uma das ações do agente fiscalizador, no monitoramento da geração e destinação da vinhaça pelos empreendimentos produtores de etanol. Os itens 5.7.1 e 5.7.2, desta Norma, tornam obrigatório o encaminhamento à CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo), para fins de acompanhamento e fiscalização, até o dia 02 de abril de cada ano, o PAV (Plano de Aplicação de Vinhaça). Com o intuito de proporcionar melhor entendimento da Norma P4.231, contribuir para otimização de sua aplicabilidade e melhoria e perceber a realidade prática da aplicação da vinhaça, foram analisados PAVs protocolados na Agência Ambiental de Piracicaba, licenças concedidas, processos de licenciamento e realizadas vistorias a campo. Conclui-se que a Norma P4.231 representa um avanço no gerenciamento do uso da vinhaça no Estado de São Paulo, por disciplinar a disposição de vinhaça no solo, tornando obrigatórios: demarcações de áreas protegidas e núcleos populacionais, caracterização de solo e da vinhaça, doses máximas a serem aplicadas, estudos da geologia e hidrogeologia locais, monitoramento das águas subterrâneas, impermeabilização de tanques e dutos. Estabelece critérios a serem obedecidos por lei, e todos são condutas de boas práticas de proteção ao meio, que repercutem em maior rentabilidade agrícola e industrial. A Norma P4.231 é bem elaborada, complexa e extensa, o que a torna de difícil execução. Para facilitar sua aplicabilidade, sugere-se o estabelecimento de um cronograma de prioridades: impermeabilização dos tanques e dutos, drenos testemunha com funcionamento otimizado e boa caracterização do que está sendo aplicado, se vinhaça pura ou se misturada a águas residuárias. Das oito empresas deste estudo, apenas quatro (as maiores) vêm protocolando os PAVs com regularidade, desde 2005. As informações apresentadas foram incompletas e, em alguns casos, precárias. Mesmo com lacunas, os dados fornecidos, desde o início da obrigatoriedade do PAV, foram de utilidade para esboçar o perfil da atividade sucroalcooleira na região estudada.

Avaliação da produtividade de biomassa de capim elefante e sorgo sacarino no Estado do Ceará para uso energético

Com a crescente elevação nas possibilidades de utilização da biomassa nos mais diversos setores da indústria, o presente estudo visa identificar uma alternativa para aumentar a produção utilizando, para tanto, o capim elefante (Pennisetum purpureum) e sorgo sacarino (Sorghum bicolor L.). Os experimentos foram realizados na Fazenda Vitória (4°21'36"S 38°5'17"W) em Beberibe – CE, em uma área total de 1.944 m2. A semeadura foi realizada em 36 parcelas de 54 m2, em delineamento inteiramente casualizado, sendo 9 tratamentos (genótipos) e 4 repetições. Foram utilizados seis diferentes genótipos de sorgo sacarino, s_1, s_2, s_3, s_4, s_5 e s_6. Fazem parte do estudo, ainda, um híbrido de capim elefante e milheto (Pennisetum glaucum), comercialmente conhecido como paraíso, e dois tratamentos de capim elefante, Cameroon e Napier. Para o sorgo sacarino, foram realizadas três colheitas, a primeira avaliada semanalmente e as demais com avaliação única. Para o capim elefante foram realizadas duas colheitas, a primeira com intervalo de 186 dias e a segunda com intervalo de 92 dias. Esse intervalo possibilitou a comparação da produtividade de biomassa de cada tratamento de forma trimestral e semestral. Os resultados observados mostraram que os tratamentos de maior destaque de produtividade de biomassa (base seca) foram com capim elefante, independente do período. Com base nessas informações, concluiu-se que, analisando apenas a produtividade de biomassa, o mais indicado dos tratamentos estudados é o capim elefante Napier ou Cameroon. No entanto, constatou-se que o sorgo sacarino apresentou grande potencial de produtividade com um aditivo, seu mosto pode ser utilizado no processo de fermentação para obtenção do etanol.

Effect of the estufagem process on the chemical constituents of Madeira wines

Madeira wine is a product of well-established reputation, whose aroma and flavour is the result of unique combinations. Particularly, its maturation may include estufagem, wherein wine is usually heated at 45 °C for three months. During this period, several chemical changes may occur, so it is essential to assess its impact on the wine. In this sense, the main objective of the thesis was to evaluate the effect estufagem on the chemical constituents of Madeira wine, specifically on those molecules potentially important in the development of its typical features. Firstly, analytical methodologies capable of determining the target compounds, combining precision and reproducibility to execution effectiveness, were developed. Then various monovarietal Madeira wines were analysed during estufagem under standard and overheating conditions in order to assess its effect. The following compounds were evaluated: furans, amino acids, biogenic amines, polyphenols, organic acids and volatile compounds. In addition, the total polyphenolic composition, the antioxidant potential and the colour of these wines were also evaluated. The results show that most constituents change due to the heating process. Particularly, the heating promotes the development of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) in sweet wines submitted to estufagem at higher temperatures. Moreover, estufagem provides the decrease of most amino acids, suggesting their involvement in the formation of the bouquet of these wines. Regarding the total polyphenol content and antioxidant potential of these wines they do not seem to be greatly affected by the heating step, however most monomeric polyphenols decrease during this process. The thermal processing of Madeira wines favours the development of the volatile composition, especially of volatiles usually reported as typical aromas of Madeira wines. Finally, it was demonstrated that the thermal degradation of sugars, especially of fructose, promotes the emergence of volatile compounds identified in baked wines.

Color measurement using a smartphone applied to Madeira wines

Computer vision is a field that uses techniques to acquire, process, analyze and understand images from the real world in order to produce numeric or symbolic information in the form of decisions [1]. This project aims to use computer vision to prepare an app to analyze a Madeira Wine and characterize it (identify its variety) by its color. Dry or sweet wines, young or old wines have a specific color. It uses techniques to compare histograms in order to analyze the images taken from a test sample inside a special container designed for this purpose. The color analysis from a wine sample using an image captured by a smartphone can be difficult. Many factors affect the captured image such as, light conditions, the background of the sample container due to the many positions the photo can be taken (different to capture facing a white wall or facing the floor for example). Using new technologies such as 3D printing it was possible to create a prototype that aims to control the effect of those external factors on the captured image. The results for this experiment are good indicators for future works. Although it’s necessary to do more tests, the first tests had a success rate of 80% to 90% of correct results. This report documents the development of this project and all the techniques and steps required to execute the tests.

Olfactory perception threshold assessment of volatile acidity in Madeira wines

Madeira wine is a fortified wine with impact in the Madeira Island’s economy. Similarly to other wines, its acidity should be well controlled in order to ensure Madeira wine quality, mostly the volatile acidity. Due to Madeira wine complex flavour, it is crucial to get a better knowledge about the volatile acidity impact in its features, namely determine the perception limit of acetic acid and ethyl acetate, as both are the main contributors for volatile acidity. Firstly, the olfactory perception threshold of volatile acidity was assessed by a trained and an untrained panel, using 5 and 10 years-old Sercial and Malvasia wines. Moreover, the current work also presents the evolution of organic acids, acetic acid and ethyl acetate during 540 days of ageing of Madeira wines (Malvasia, Bual, Verdelho and Sercial), comparing the same wines aged by both traditional ageing processes: canteiro and estufagem. Other wine samples, aged in wood casks (canteiro) for at least 5 years, were also evaluated. HS-SPME followed by GC-MS analysis was used to determine ethyl acetate concentration and IEC-HPLC-DAD was used for the organic acids determination, including acetic acid. The results indicated that acetic acid and ethyl acetate olfactory perception threshold depends essentially on wine’s age. Concerning acetic acid, the untrained panel was in average 5.45 g/L (5 years-old) and 6.22 g/L (10 years-old). Training the expert panel to recognize acetic acid odour, the values decreased for 1.44 g/L (5 years-old) and 1.87 g/L (10 years-old), but still remained higher than the established volatile acidity legal limits. Ethyl acetate threshold was similar for both panels (in average 327.97 mg/L). Both compounds tend to increase exponentially with age, being more evident in sweet wines. Organic acids in young Madeira wines depend mostly on the nature of grape varieties, but this difference is minimized with wine ageing.

Changes in volatile composition of Madeira wines during their oxidative ageing

The influence of the age in the volatile composition of Madeira wines made with Boal, Malvazia, Sercial and Verdelho varieties and aged in oak barrel during 1, 11 and 25 years old was been studied. For this purpose, the evolution of volatile compounds: higher alcohols, ethyl esters, fatty acids, furan compounds, enolic compounds, γ-lactones, dioxanes and dioxolanes, of the four most utilised varieties were determined using liquid–liquid extraction with dichloromeihane. Octan-3-ol was used as internal standard. The wines made with these varieties showed great differences in sugar content and small variations on pH and alcoholic degree. The results show that during ageing, the concentration of fatty acids ethyl esters, acetates and fatty acids decrease significantly contrarily to the great increase of ethyl esters of diprotic acids. There is a strong correlation between sotolon, 2-furfural, 5-methyl-2-furfural, 5-hydroxymethyl-2-furfural and 5-ethoxymethyl-2-furfural with wine ageing. These findings indicate that these compounds can be used as ageing wine markers. Among the molecules studied, sotolon [3-hydroxy-4,5-dimethyl-2(5H)-furanone] was one of the few molecules present in concentrations above the perception threshold in Madeira wines. 5-Eihoxymethyl-2-furfural formed from 5-hydroxymethyl-2-furfural and 2-furfural, derived from sugars, are also involved in the aroma of sweet fortified white wines aged in oxidative conditions. The sensory properties change significantly after long periods of conservation.

Analytical characterization of the aroma of Tinta Negra Mole red wine: Identification of the main odorants compounds

A method for the simultaneous determination of major and minor volatiles composition in different types (dry, medium dry, sweet and medium sweet) of a young Tinta Negra Mole (TNM) monovarietal red wine from 2003 harvest has been validated. Wine samples preparation includes a dichloromethane liquid–liquid extraction followed by concentration under a nitrogen atmosphere. The extracted fraction was analysed by gas chromatography–mass spectrometry and give quantitative information for more than 86 analytes whose concentration range from few μg l−1 to 259.1 mg l−1. The method enables high recovery of volatile compounds in wine good linearity with (r2) values higher than 0.980 and good sensitivity. The limits of detection range from 0.003 to 0.534 mg l−1 and limits of quantification from 0.009 to 1.170 mg l−1. The method allows satisfactory determination of more than 80 compounds in the TNM red wines. These wines are characterized by a high content of higher alcohols, ethyl esters, fatty acids and lactones. The levels of sulphur compounds in Tinta Negra Mole medium sweet wines are very low, but they have the highest concentration of carbonyl compounds. Quantitative analysis of the main odorants followed by the determination of aroma index allow us elucidate the aroma of these varieties. On the basis of their odour description and odour threshold, the most powerful odorants of Tinta Negra Mole wines were tentatively established.

Comprehensive two-dimensional gas chromatography with time-of-flight mass spectrometry combined with solid phase microextraction as a powerful tool for quantification of ethyl carbamate in fortified wines. The case study of Madeira wine

An analytical methodology based on headspace solid phase microextraction (HS-SPME) combined with comprehensive two-dimensional gas chromatography—time-of-flight mass spectrometry (GC × GC–ToFMS) was developed for the identification and quantification of the toxic contaminant ethyl carbamate (EC) directly in fortified wines. The method performance was assessed for dry/medium dry and sweet/medium sweet model wines, and for quantification purposes, calibration plots were performed for both matrices using the ion extraction chromatography (IEC) mode (m/z 62). Good linearity was obtained with a regression coefficient (r2) higher than 0.981. A good precision was attained (R.S.D. <20%) and low detection limits (LOD) were achieved for dry (4.31 μg/L) and sweet (2.75 μg/L) model wines. The quantification limits (LOQ) and recovery for dry wines were 14.38 μg/L and 88.6%, whereas for sweet wines were 9.16 μg/L and 99.4%, respectively. The higher performance was attainted with sweet model wine, as increasing of glucose content improves the volatile compound in headspace, and a better linearity, recovery and precision were achieved. The analytical methodology was applied to analyse 20 fortified Madeira wines including different types of wine (dry, medium dry, sweet, and medium sweet) obtained from several harvests in Madeira Island (Portugal). The EC levels ranged from 54.1 μg/L (medium dry) to 162.5 μg/L (medium sweet).

Solid phase microextraction as a reliable alternative to conventional extraction techniques to evaluate the pattern of hydrolytically released components in Vitis vinifera L. grapes

In present research, headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) followed by gas chromatography–mass spectrometry (GC–qMS), was evaluated as a reliable and improved alternative to the commonly used liquid–liquid extraction (LLE) technique for the establishment of the pattern of hydrolytically released components of 7 Vitis vinifera L. grape varieties, commonly used to produce the world-famous Madeira wine. Since there is no data available on their glycosidic fractions, at a first step, two hydrolyse procedures, acid and enzymatic, were carried out using Boal grapes as matrix. Several parameters susceptible of influencing the hydrolytic process were studied. The best results, expressed as GC peak area, number of identified components and reproducibility, were obtained using ProZym M with b-glucosidase activity at 35 °C for 42 h. For the extraction of hydrolytically released components, HS-SPME technique was evaluated as a reliable and improved alternative to the conventional extraction technique, LLE (ethyl acetate). HS-SPME using DVB/CAR/PDMS as coating fiber displayed an extraction capacity two fold higher than LLE (ethyl acetate). The hydrolyzed fraction was mainly characterized by the occurrence of aliphatic and aromatic alcohols, followed by acids, esters, carbonyl compounds, terpenoids, and volatile phenols. Concerning to terpenoids its contribution to the total hydrolyzed fraction is highest for Malvasia Cândida (23%) and Malvasia Roxa (13%), and their presence according previous studies, even at low concentration, is important from a sensorial point of view (can impart floral notes to the wines), due to their low odor threshold (μg/L). According to the obtained data by principal component analysis (PCA), the sensorial properties of Madeira wines produced by Malvasia Cândida and Malvasia Roxa could be improved by hydrolysis procedure, since their hydrolyzed fraction is mainly characterized by terpenoids (e.g. linalool, geraniol) which are responsible for floral notes. Bual and Sercial grapes are characterized by aromatic alcohols (e.g. benzyl alcohol, 2-phenylethyl alcohol), so an improvement in sensorial characteristics (citrus, sweet and floral odors) of the corresponding wines, as result of hydrolytic process, is expected.

Entomofauna visitante de Stenolobium stans (Juss.) Seem (Bignoniaceae), durante seu período de floração

Realizaram-se estudos sobre as formas de reprodução de Stenolobium stans (Juss.) Seem e determinou-se a diversidade, freqüência e constância dos insetos visitantes nas flores em diferentes horas, durante quatro anos. As flores de S. stans começam a se abrir nas primeiras horas do dia entre 5 e 6h, com duração de 3 a 8h. Quando o estigma está receptivo, o pólen tem 90% de viabilidade. Além do pólen, a flor possui outros atrativos para os insetos visitantes, ou seja, os osmóforos responsáveis pelo odor adocicado, luz ultravioleta refletida e néctar com 25% de açúcar. A planta é autocompatível, reproduzindo-se por autogamia, geitonogamia ou xenogamia o que determina a necessidade de polinizadores externos e justifica ser a espécie vegetal em estudo uma séria invasora de campos e pastagens. Grande diversidade de insetos foi verificada visitando as flores, com predominância das abelhas. Os polinizadores foram Centris collaris Lepeletier, Bombus morio (Swederus), Eulaema nigrita Lepeletier e Epicharis sp. No meio rural houve menor incidência das espécies nativas do que no ambiente urbano, com predominância da abelha introduzida Apis mellifera L. Fatores ambientais, principalmente a temperatura, luminosidade, umidade relativa do ar e velocidade do vento, influenciaram a atividade forrageadora dos insetos.

EFEITOS da SIMULAÇÃO DE DERIVA DE CLOMAZONE em PLANTAS DE LARANJEIRA 'HAMLIN'

Em trabalho realizado em 1998, no município de Taiúva-SP, objetivou-se avaliar o efeito da simulação da deriva de doses crescentes, até atingir a recomendada comercialmente, de clomazone, em duas formulações, e de clomazone em mistura com ametryne, em laranjeira-'Hamlin' com frutos com 2 a 4 cm de diâmetro. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com 15 tratamentos, em 3 repetições. As avaliações basearam-se em possíveis alterações morfofisiológicas das plantas, com determinações do teor de clorofila total nas folhas, porcentagem de abortamento de frutos, além de análise tecnológica dos frutos. Concluiu-se que a dose comercial de clomazone isolado e em mistura com ametryne a 50 e 100% da dose resultou na formação de manchas cloróticas e/ou necróticas na casca do fruto e causou mortalidade de ramos que se encontravam em crescimento vegetativo, não acarretando qualquer alteração qualitativa do suco.

Viabilidade de sementes de acerola (Malpighia emarginata DC): avaliação da vitalidade dos tecidos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Danos da morte súbita dos citros sobre a produção de laranja

A Morte Súbita dos Citros (MSC) afeta laranjeiras doces (Citrus sinensis) e algumas tangerineiras (Citrus reticulata) enxertadas em limoeiro 'Cravo' (Citrus limonia) no norte do Estado de São Paulo e sul do Triângulo Mineiro. O progresso da doença nos pomares têm causado grande preocupação para o agronegócio citrícola. Para caracterizar e quantificar os danos causados pela MSC, a produção de frutos (peso total e número de frutos por planta e tamanho dos frutos) foi avaliada em quatro talhões para cada combinação variedade ('Hamlin', 'Pêra', 'Natal' e 'Valência') / classe de idade (três a cinco anos, seis a dez anos e 11 a 15 anos). em cada talhão, as plantas foram classificadas de acordo com a severidade de MSC (0 = sadia, 1 = sintomas iniciais e 2 = sintomas severos). Para cada nível de severidade foram colhidas dez plantas escolhidas ao acaso. Os danos foram caracterizados pela redução do peso total de frutos por planta (28% e 50% para o nível 1 e 2, respectivamente), do número total de frutos por planta (12% e 26% para o nível 1 e 2, respectivamente) e do tamanho do fruto (22% e 41% para nível 1 e 2, respectivamente). As variedades de laranja não diferiram em relação à porcentagem de redução para todas as variáveis de produção avaliadas. As plantas mais jovens tiveram a maior redução no número total de frutos por planta e as plantas com mais de cinco anos de idade tiveram as maiores reduções no tamanho dos frutos. As classes de idade não diferiram na porcentagem de redução do peso total de frutos por planta.

Efeitos da densidade de plantas no rendimento comercial de espigas verdes de cultivares de milho

A cultura do milho-verde é alternativa de grande valor econômico para pequenos e médios agricultores, principalmente em áreas irrigadas. O objetivo do trabalho foi avaliar o rendimento comercial de espigas verdes e de outras características das plantas de seis cultivares de milho, submetidas a quatro densidades populacionais. Utilizou-se o delineamento experimental em parcelas subdivididas, com seis tratamentos principais (cultivares), quatro tratamentos secundários (densidade populacional) e quatro repetições dispostas em blocos casualizados. As cultivares Cativerde 2, P3232, BM3061 e AG4051 apresentaram as maiores alturas de plantas, enquanto SWB551 foi a mais reduzida. A menor altura média de inserção da primeira espiga foi obtida pela cultivar SWB551. As cultivares AG4051, AG1051, BM3061 e P3232 foram superiores às demais em comprimento e no número de espigas comerciais despalhadas. Entre as quatro densidades populacionais, 50.000 plantas ha-1 foi a que promoveu o mais alto rendimento de espigas. O híbrido P3232 apresentou ciclo e acúmulo térmico superiores às demais cultivares, com BM3061 sendo a mais precoce.

Spatial distribution of Diaphorina citri Kuwayama (Hemiptera: Psyllidae) in citrus orchards

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)