Contribuição para o estudo de sistemas de baixo custo para tratamento de água a implementar em zonas economicamente desfavorecidas

A atual crise mundial da água está relacionada, entre outros fatores, com a sua escassez, qualidade e distribuição desigual. No caso do Brasil, apesar de existirem regiões com elevada disponibilidade hídrica, nomeadamente na região hidrográfica da Amazónia, parte da população, sobretudo a mais vulnerável em termos económicos, não tem acesso aos serviços básicos de abastecimento de água que permitam o seu fornecimento mínimo para usos diretos. Este trabalho teve como principal objetivo, a apresentação de sistemas simplificados de tratamento de água, adequados ao contexto socioeconómico das populações a abastecer. Para o efeito, foram selecionados três estudos de caso no Brasil: Rio Juruena, Lago Piratuba e Rio Nhamundá, com diferentes tipologias de qualidade de água, servindo, respetivamente, às populações de Campos de Júlio, Pracuúba e Faro. Com base no estudo efetuado, concluiu-se que o rio Juruena apresenta contaminação microbiológica, necessitando apenas da operação de desinfeção. O Lago Piratuba, além de contaminação microbiológica, apresenta valores de turvação de 57 NTU, superiores aos valores máximos permitidos pela legislação, encontrando-se hipereutrofizado, com índice de estado trófico de 192 μg Fósforo total/l, necessitando das etapas de coagulação/floculação, decantação, filtração e desinfeção. O rio Nhamundá apresenta valores de contaminação microbiológica e valores de concentração de arsénio de 0,04 mg/l, valores superiores ao limite máximo imposto pela legislação, necessitando de etapas que permitam a remoção deste elemento, assim como a etapa de desinfeção. Os sistemas de tratamento de água apresentados em cada estudo de caso teriam, não só de garantir a qualidade de água mínima para usos diretos, mas também, necessitariam de ser viáveis e sustentáveis a nível económico e social. Após a seleção e descrição dos sistemas de tratamento de água simplificados, tendo em consideração o custo unitário de cada um, a caraterização sócio-económica da população e a caraterização climática da região, foram selecionados os cenários económico-energéticos mais adequados para, posteriormente, serem propostas estratégias de simulação de um projeto piloto a desenvolver em cada comunidade. Deste modo, no caso da comunidade de Campos de Júlio, foi escolhido o cenário C4A, utilizando o agente desinfetante Waterguard®, como sendo a linha de tratamento de água mais adequada. No caso da população de Pracuúba, foi escolhido o cenário C3B, utilizando o agente coagulante Moringa Oleífera, o filtro Hydraid® e o agente desinfetante Waterguard®. Por ultimo, no caso da população de Faro, foi selecionado o cenário C4Cc, recorrendo ao filtro Kanchan® e ao produto Waterguard®.

Hydroxyapatite porous structures for bone tissue engineering

Esta dissertação teve como objetivo o desenvolvimento de espumas porosas de hidroxiapatite (HA) baseadas em réplicas invertidas de cristais coloidais (ICC) para substituição óssea. Um ICC é uma estrutura tridimensional de elevada porosidade que apresenta uma rede interconectada de poros com elevada uniformidade de tamanhos. Este tipo de arquitetura possibilita uma proliferação celular homogénea e superiores propriedades mecânicas quando comparada com espumas de geometria não uniforme. O cristal coloidal (CC) - o molde da espuma - foi criado por empacotamento de microesferas de poliestireno (270 μm) produzidas por microfluídica e posterior tratamento térmico. O molde foi impregnado com um gel de hidroxiapatite produzido via sol-gel utilizando pentóxido de fósforo e nitrato de cálcio tetrahidratado como percursores de fósforo e cálcio, respectivamente. A espuma cerâmica foi obtida num único passo depois de um tratamento térmico a 1100oC que permitiu a solidificação do gel e a remoção do CC. A análise por espetroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e difração de raios-X (XRD) revelou uma hidroxiapatite carbonatada tipo A com presença de fosfatos tricálcicos. As propriedades mecânicas foram avaliadas por testes de compressão. A biocompatibilidade in vitro foi demonstrada através de testes de adesão e proliferação celular de osteoblastos.

Plantas invasoras em sistemas agroflorestais com cupuaçuzeiro no município de Presidente Figueiredo (Amazonas, Brasil)

A infestação crescente de plantas invasoras nos sistemas agrícolas causa prejuízos às lavouras, com decréscimos acentuados da produtividade, quer pela competição direta pelos fatores de produção, quer pelos compostos alelopáticos liberados. Este trabalho consistiu de um levantamento e análise fitossociológica de alguns aspectos de espécies de invasoras que ocorrem em sistemas agroflorestais com cupuaçuzeiro, em três arranjos de culturas (mandioca+fruteiras; anuais+fruteiras; maracujá+fruteiras), sob três sistemas de adubação (NPK+MO, adubação com Fósforo e Fósforo+leguminosa). As coletas das plantas invasoras feitas em seis amostras de 0,25 m² por parcela foram posteriormente levadas ao laboratório para identificação. As 55 espécies identificadas estavam distribuídas em 23 famílias botânicas, sendo 43 espécies de dicotiledôneas (78,2%), 11 de monocotiledôneas (20,0%) e uma de pteridófita (1,8%). As famílias Poaceae (monocotiledônea) e Asteraceae (dicotiledônea) foram as mais freqüentes e com maior número de indivíduos. As espécies mais freqüentes e com maior número de plantas por m² foram Paspalum conjugatum P.J. Bergius (área A) e Homolepis aturensis (Kunth) Chase (área B), ambas da família Poaceae; Ageratum conyzoides L. da família Asteraceae, apresentou a maior densidade. Os coeficientes de similaridade variaram entre as áreas amostradas, sendo os maiores índices observados nos tratamentos que receberam adubação com matéria orgânica, particularmente nos sistemas mandioca+fruteiras. As práticas agrícolas e os sistemas de manejo do solo e das lavouras exerceram influência na composição florística e no tamanho das comunidades de plantas invasoras em cada local. O número de monocotiledôneas foi menor no tratamento com adubação NPK+MO.

Biofunctionalization of titanium surfaces for dental implants: osteogenic, anti-microbial and tribocorrosion resistant surfaces

PhD thesis in Biomedical Engineering

Produção de forragem e valor nutritivo de espécies forrageiras sob condições de pastejo, em solo de várzea baixa do Rio Guamá

Este estudo teve os objetivos avaliar a produção de forragem, o valor nutritivo através de proteína bruta e da composição de macro e micronutrientes na canarana de Paramaribo (Echinochloa polystachya H.B.K) e na canarana erecta lisa (Echinochloa pyramidalis Lam), introduzidas em áreas inundáveis de várzea baixa do rio Guamá, Campus da Universidade Federal Rural da Amazônia, em Belém (PA). As forrageiras haviam sido formadas há três anos e mantidas sob pastejo rotativo, antes e durante o experimento. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente ao acaso, em um esquema fatorial 2x4 (duas espécies e quatro períodos), com seis repetições. As amostras de forragem foram cortadas a 10 cm do solo e utilizou-se uma área de 0,25 m² como unidade amostral. As épocas de coleta foram: maio (época1), agosto (época2) e novembro/2002 (época3) e fevereiro/2003 (época4). As características analisadas foram: massa fresca, massa seca, teores de nitrogênio, proteína bruta, fósforo, potássio, sódio, cálcio, magnésio, enxofre, ferro, manganês, zinco, cobre e boro. A disponibilidade de forragem diminuiu com o tempo de uso da pastagem. Os teores médios de proteína bruta, N, P, K e Na, Fe, Zn e Cu foram maiores nas épocas mais chuvosas, enquanto que os teores de Ca, Mg, S, Mn e B foram mais elevados nas épocas menos chuvosas. A canarana erecta lisa apresentou menor decréscimo de matéria seca durante os períodos estudados e maior valor nutritivo, no entanto, a canarana de Paramaribo foi a mais produtiva. No entanto, as duas espécies forrageiras apresentaram uma redução expressiva da produção, sugerindo que o tempo de pastejo de 12 dias e/ou o retorno a cada 40 dias constituíram um manejo inadequado.

Efeitos de diferentes usos da terra sobre as características químicas de um latossolo amarelo do estado do Pará

Estudou-se o efeito de diferentes tipos de cobertura vegetal e manejo sobre algumas características químicas de um Latossolo Amarelo, textura média, da Estação Experimental "José Haroldo", da CEPLAC, Marituba-PA. Foram amostradas parcelas sob floresta secundária (FS) explorada seletivamente, de aproximadamente 40 anos; de derruba e queima (DQ) da mesma floresta secundária; sob cultura de cacau (CC); e, sob área de pastagem abandonada (PA). Em cada área estudada foram abertos três perfis de 2 m de profundidade, coletando-se amostras de solo dos horizontes Ap, AB, BA e B21, totalizando 48 amostras compostas, que foram analisadas para pH, carbono orgânico, nitrogênio total (N), fósforo disponível (P) e bases trocáveis (K+, Ca2+, Mg2+ e Na+). Foram utilizadas análises de regressão para verificar as correlações existentes entre pH, nitrogênio total (N), fósforo disponível (P), matéria orgânica (MO) e soma de bases (SB). Houve aumento no pH, na soma de bases e no fósforo disponível e diminuição no conteúdo de matéria orgânica em área de derruba e queima; aumento no conteúdo de matéria orgânica em área de pastagem abandonada; aumento do conteúdo de P do solo em área de cultivo de cacau. Não houve efeito do tipo de cobertura vegetal no N-total do solo. Houve correlações positivas entre o pH x matéria orgânica do solo e desta com os conteúdos de N e P do solo.

Eficiência no uso dos nutrientes por espécies pioneiras crescidas em pastagens degradadas na Amazônia central

Nas últimas décadas, considerável parcela da floresta amazônica tem sido transformada em pastagens que, em função da baixa fertilidade natural dos solos e do manejo deficiente, decrescem rapidamente em produtividade e são abandonadas, dando lugar a uma sucessão secundária arbórea adaptada à baixa disponibilidade de nutrientes. O objetivo deste estudo foi obter informações sobre a eficiência no uso dos nutrientes por espécies arbóreas freqüentes nesses ambientes degradados, após calagem e aplicação de fosfato. O experimento realizado numa área de sucessão secundária com seis anos de idade, consistiu na aplicação de quatro tratamentos: controle; aplicação de fósforo (P); aplicação de fósforo e calcário (P+Cal); e aplicação de fósforo, calcário e gesso (P+Cal+G). As determinações das taxas de fotossíntese, bem como as coletas de amostras de solo e de folhas foram realizadas oito meses após a aplicação dos tratamentos. A aplicação do corretivo e do fosfato favoreceu o desempenho das espécies nos tratamentos P+Cal e P+Cal+G. Bellucia grossularioides acumulou mais N, P e Zn, enquanto que Laetia procera acumulou mais Ca e Mn. Vismia japurensis foi a espécie mais eficiente no uso dos nutrientes, em função dos altos valores da taxa fotossintética; apresentou baixos teores foliares de P quando comparada com Bellucia grossularioides, sugerindo ser uma espécie bem adaptada a ambientes com baixa disponibilidade de nutrientes, como ocorre em áreas degradadas na Amazônia.

Produção de matéria seca e eficiência nutricional para P, Ca e Mg em leguminosas herbáceas

As leguminosas para adubação verde têm sido introduzidas nos sistemas agrícolas para a recuperação de solos desgastados pelo uso intensivo. O objetivo desse trabalho foi avaliar a resposta de leguminosas herbáceas à aplicação de calcário e fósforo sobre a produção de biomassa e eficiência nutricional para o P, Ca e Mg. O experimento foi desenvolvido em casa-de-vegetação do Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal Rural da Amazônia, utilizando-se um Latossolo Amarelo distrófico coletado na profundidade de 0 - 20 cm, em Belém, PA. O delineamento experimental usado foi o de blocos ao acaso, com arranjo de tratamentos em um fatorial 3³, onde foram comparadas três espécies de leguminosas: mucuna preta (Stizolobium atterrimum), mucuna cochinchinensis (Stilozobium cochinchinensis) e feijão-de-porco (Canavalia ensiformes); três níveis de calagem: de calcário dolomítico (0, 4 e 8 t.ha-1) e de fósforo (0, 25 e 45 mg.dm-3), com quatro repetições cada um. Mucuna cochinchinensis e o feijão de porco produziram maiores quantidades de biomassa vegetal do que a mucuna preta, sendo que a primeira espécie acumulou maior quantidade de P e a segunda maior quantidade de Ca. Mucuna cochinchinensis apresentou maior eficiência de utilização de P, Ca e Mg na ausência da calagem. Nos solos intemperizados com baixa concentração de P, Ca e Mg, o feijão-de-porco e a mucuna cochinchinensis poderão ter melhor desempenho do que a mucuna preta, visto que apresentaram maior eficiência de translocação e de utilização desses nutrientes, respectivamente.

Micorrizas arbusculares del sur de la Amazonia colombiana y su relación con algunos factores fisicoquímicos y biológicos del suelo

La presencia de micorrizas arbusculares en la vegetación de la Amazonia mejora la nutrición de las plantas en suelos de baja fertilidad. Este trabajo evaluó la presencia natural de hongos micorrícicos de tipo arbuscular (HMA) en suelos ácidos de textura franco-arcillosa a arcillosa del sur de la Amazonia colombiana bajo bosque, rastrojo joven, y praderas establecidas, a dos profundidades diferentes. Fue estudiada la presencia de HMA (riqueza y abundancia de esporas) relacionado con la acidez, la capacidad de intercambio catiónico, el carbono orgánico, el fósforo total, las fracciones de fósforo soluble y fijado al aluminio, hierro y calcio, y el ADN total del suelo. Se detectaron diferencias significativas, en el contenido de ADN total y el número de esporas respecto a la profundidad de muestreo. El pH presentó un efecto significativo sobre el contenido de ADN y el número de esporas de HMA. El contenido de ADN en el suelo se vio afectado por las concentraciones de fosfatos de aluminio, mientras la esporulación de HMA fue afectada por las concentraciones de fosfatos de hierro del suelo. Así, el número de esporas de HMA en suelos de la Amazonia se ve afectada por la profundidad, el pH y por el tipo de fosfatos minerales presentes.

Características do sistema produtivo da pecuária no município de Santarém, Pará

Com o objetivo de identificar as principais falhas no sistema de produção que limitam a pecuária em Santarém, Pará, foram entrevistados, ao acaso, 21 pecuaristas (90,5% de corte - cria, recria e engorda; 9,5% de leite), proprietários de 10% da população de bovinos do município. 71,4% das propriedades tinham currais para manejo do gado, entretanto apenas 38,1% possuíam balança e 23,8% tronco de contenção. A Brachiaria brizantha estava presente em todas as fazendas, sendo usada exclusivamente em 42,9% das propriedades. A disseminação de plantas invasoras (61,9%) foi considerada a principal dificuldade no manejo das pastagens. Constatou-se que 76,2% dos pecuaristas utilizam misturas minerais com macro e micro-elementos, geralmente de formulações comerciais, enquanto que 19% utilizam apenas sal comum, enriquecido com micro-elementos. A concentração de fósforo (P) na mistura mineral estava abaixo do recomendado para bovinos de corte em 76,9% das propriedades e apenas 19% das propriedades possuía cochos para suplementação mineral adequada.

Adubação fosfatada para a produção de mudas de mogno (Swietenia macrophylla King)

O mogno (Swietenia macrophylla King), pelo elevado valor comercial da sua madeira, é uma das espécies mais exploradas na Amazônia, sendo ameaçada de extinção por não haver renovação dos estoques através de reflorestamento com a espécie. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da adubação fosfatada sobre o desenvolvimento de mudas de mogno. O estudo foi conduzidos em casa-de-vegetação e o solo utilizado para compor o substrato foi Latossolo Amarelo de textura muito argilosa. Os tratamentos constituiram-se de doses crescentes de fósforo de 0, 25, 30, 75, 100, 150 e 200 kg.ha-1 de P. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com 4 repetições, num total de 28 parcelas. Cada parcela foi formada por 2 mudas, cultivadas em sacos com capacidade de 4 dm³. Verificaram-se respostas positivas às doses de fósforo para todas as características de crescimento, bem como na absorção da maioria dos macronutrientes. Para as características de crescimento a dose de 200 kg.ha-1 de fósforo, foi a que proporcionou máximo crescimento para as mudas de mogno, no intervalo de 90 dias.

Macro-nutrientes no lençol freático em Floresta Intacta, Floresta de Manejo e Pastagem no norte de Mato Grosso

A remoção de uma cobertura florestal e sua substituição por outras formas de uso do solo tem sido uma constante no norte do estado de Mato Grosso podendo alterar os ciclos hidrológicos e biogeoquímicos dos ecossistemas. Neste contexto, o presente trabalho visou identificar a variação do fósforo e nitrogênio das águas do lençol freático em áreas de Floresta de Transição madura e intacta (Floresta Intacta), Floresta de Transição Manejada (Floresta Manejada) e Pastagem localizadas no norte de Mato Grosso. Foram realizadas mensalmente medidas do nível do lençol freático, de coletas de amostras de água para análises físico-químicas e medições de precipitação e temperatura do ar, no período de janeiro/2005 a novembro/2006. Verificou-se uma sazonalidade na precipitação e na temperatura do ar. No período de estiagem as águas do lençol freático apresentaram maiores teores de nitrogênio e de fósforo total nas três áreas em estudo. Os maiores valores de nitrogênio e fósforo foram detectados nos ecossistemas florestais (Florestas Intacta e Manejada) como indicativo da função da cobertura vegetal na ciclagem dos nutrientes.

Eficiência de fungos micorrízicos arbusculares isolados de solos sob diferentes sistemas de uso na região do Alto Solimões na Amazônia

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) são importantes componentes dos ecossistemas terrestres onde acredita-se desempenharem papel fundamental para a sustentabilidade destes. Estes fungos sofrem influência de diversos fatores antrópicos como o uso da terra, que modificam a estrutura e diversidade das comunidades podendo comprometer suas funções ecológicas. No presente estudo avaliou-se o comportamento de FMAs isolados de solos sob diferentes sistemas de uso (SUT). Fungos isolados de amostras de solo sob diferentes SUT foram testados em caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp] em condições controladas. Verificou-se que todos os cinqüenta e um fungos avaliados colonizaram o caupi, porém de modo muito diferenciado, tal como ocorreu para os efeitos destes na absorção de fósforo e crescimento da planta. A colonização variou de 1 a 68%, e os efeitos positivos no crescimento variaram de 33 a 148%, sendo mais comuns nos fungos isolados de pastagem e roça. O aumento nos teores de fósforo foi generalizado (95% dos fungos testados), no entanto, nem todos foram capazes de promover o crescimento do Caupi. Apenas 39% dos fungos foram considerados eficientes, sendo estes isolados de quase todos os SUT. Os tratamentos fúngicos de mais alta eficiência continham as espécies: A. foveata, Glomus sp.1, Acaulospora sp.1 e mistura dos dois primeiros mais E. infrequens e A. bireticulata-like. Os resultados indicam ampla diversidade de eficiência dos FMAs do Alto Solimões. Embora a eficiência não tenha relação direta com o SUT, a proporção de isolados eficientes variou com a origem de isolamento.

Contribuição de folhas na formação da serrapilheira e no retorno de nutrientes em floresta de transição no norte de Mato Grosso

Este estudo foi desenvolvido numa área de floresta de transição Amazônia-Cerrado no norte de Mato Grosso. Teve como objetivo quantificar a dinâmica da produção e acúmulo e as partes constituintes da serrapilheira, bem como a participação das folhas no retorno do nitrogênio, fósforo e carbono ao solo por meio da decomposição. Foram coletados mensalmente durante um ano dados de serrapilheira total produzida, serrapilheira total acumulada no solo e avaliada a decomposição de folhas no período de seca e de chuvas. A produção de serrapilheira apresentou variações sazonais com maiores valores no período seco e predomínio da fração foliar durante todo o ano. Por outro lado, a serrapilheira acumulada não apresentou diferenças significativas entre o período de seca e o chuvoso como também correlação significativa com a serrapilheira produzida. A decomposição da serrapilheira exclusiva de folhas foi mais intensa no período chuvoso e em ordem decrescente de espécies, em T. schomburgkii, Thyrsodium sp, B. lactescens e P. sagotianum. A espécie P. sagotianum tanto no período seco quanto no chuvoso apresentou maior resistência à decomposição. O potencial de retorno de nitrogênio ao solo foi da ordem de 70,3 kg.ha-1.ano-1, para o fósforo, de 76,1 kg.ha-1.ano-1 e para o carbono, de 3,5 ton.ha-1.ano-1. Houve uma correlação entre a decomposição exclusiva de folhas e o retorno de nitrogênio e fósforo para todas as espécies estudadas no período de seca. No período chuvoso foi registrada correlação significativa somente para nitrogênio e o carbono para a espécie P. sagotianum.

Avaliação de indicadores de qualidade do solo sob alternativas de recuperação do solo no Nordeste Paraense

Os indicadores convencionais de fertilidade de solo, mais comumente utilizados, enfatizam o balanço ácido-base e o conteúdo de elementos químicos, mas não consideram adequadamente as propriedades biológicas do solo, responsáveis por grande parte do seu funcionamento. Os indicadores biológicos, ainda pouco difundidos, levam em consideração a atividade microbiana do solo que é mais sensível à dinâmica do solo. Em Marapanim-PA, e utilizando um desenho experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições, avaliou-se o comportamento dos indicadores do solo carbono e nitrogênio da biomassa microbiana, fosfatase ácida, matéria orgânica, carbono orgânico e fósforo disponível, em um solo com cultivo sequencial de mandioca e milho, preparo com corte-e-trituração da capoeira original. Os fatores corte-e-trituração, fosfato natural e adubação verde foram arranjados nos seguintes tratamentos: capoeira; testemunha; fosfato natural (FN); feijão-de-porco [Canavalia ensiformis (L.) DC] (FP); FN + FP; FN + guandu [Cajanus cajan (L.) Millspaugh]. (G); FN + titônia [Tithonia diversifolia (Hemsley) A. Gray] (T); FP + G; FP + T. Em quatro épocas de amostragens, foram tiradas amostras compostas do solo (0 - 10 cm) de cada parcela para análise dos indicadores. Os indicadores estudados foram influenciados pela época de amostragem do solo. Os indicadores fosfatase ácida, nitrogênio da biomassa microbiana e carbono da biomassa microbiana foram capazes de detectar os efeitos de maior número de tratamentos de recuperação do solo testados, enquanto a matéria orgânica do solo foi o menos capaz. Ao longo do tempo, a resposta dos indicadores variou em função dos fatores estudados.