Akkujen ja superkondensaattorien yhteiskäyttö energiavarastoina ja niiden verkkoon liittäminen ajoneuvoissa

Ajoneuvojen tiukentuneet päästörajoitukset, sekä ajoneuvojen kokonaishyötysuhteen parantamisen tarve ohjaavat ajoneuvovalmistajia kehittämään uusia ratkaisuja. Energiavarastojen käyttö ajoneuvoissa on yleistynyt ja niiden käytöllä voidaan saada huomattava energiasäästö. Tässä kandidaatintyössä on esitelty erilaisia energiavarastoja ja niiden verkkoon liittämistä. Pääpaino työssä on akkujen ja superkondensaattorien rinnankytkennässä. Energiavarastot pyritään kytkemään mahdollisimman vähällä tehoelektroniikalla verkkoon. Esimerkkitapaukseksi on otettu litium-ioni akkujen ja superkondensaattorien rinnankytkentä vaihtojännitteeseen pelkällä invertterillä.

Relação entre resistência de linhagens tropicais de milho à podridão de espiga e ao acúmulo de fumonisinas provocados por Fusarium verticillioides

A infecção de grãos de milho por Fusarium verticillioides, agente causal da podridão da espiga, pode resultar na produção de micotoxinas do grupo das fumonisinas. A resistência genética é a forma de controle mais eficiente dessa enfermidade. Assim, o objetivo do trabalho foi buscar fontes de resistência em linhagens de milho tropical à F. verticillioides e à produção de fumonisinas. Seis linhagens tropicais de milho, três, pré-classificadas como resistentes e três, pré-classificadas como suscetíveis à F. verticillioides, foram submetidas à inoculação do patógeno e posteriormente, avaliadas quanto à severidade da podridão de espiga, incidência de grãos sintomáticos e concentração de fumonisinas. Os resultados mostraram que as linhagens R1 e R3 apresentaram alta resistência à infecção do patógeno. No entanto, apenas a R3 foi resistente ao acúmulo de fumonisinas. Dessa forma, sugere-se que a ausência de relação entre intensidade da doença e níveis de fumonisinas seja fator inerente desse patossistema. Assim, não é possível assegurar que grãos assintomáticos quanto à infecção por F. verticillioides, estejam livres de contaminação por fumonisinas.

Monitoring of centrifugal pump operation by a frequency converter

Centrifugal pumps are widely used in industrial and municipal applications, and they are an important end-use application of electric energy. However, in many cases centrifugal pumps operate with a significantly lower energy efficiency than they actually could, which typically has an increasing effect on the pump energy consumption and the resulting energy costs. Typical reasons for this are the incorrect dimensioning of the pumping system components and inefficiency of the applied pump control method. Besides the increase in energy costs, an inefficient operation may increase the risk of a pump failure and thereby the maintenance costs. In the worst case, a pump failure may lead to a process shutdown accruing additional costs. Nowadays, centrifugal pumps are often controlled by adjusting their rotational speed, which affects the resulting flow rate and output pressure of the pumped fluid. Typically, the speed control is realised with a frequency converter that allows the control of the rotational speed of an induction motor. Since a frequency converter can estimate the motor rotational speed and shaft torque without external measurement sensors on the motor shaft, it also allows the development and use of sensorless methods for the estimation of the pump operation. Still today, the monitoring of pump operation is based on additional measurements and visual check-ups, which may not be applicable to determine the energy efficiency of the pump operation. This doctoral thesis concentrates on the methods that allow the use of a frequency converter as a monitoring and analysis device for a centrifugal pump. Firstly, the determination of energy-efficiency- and reliability-based limits for the recommendable operating region of a variable-speed-driven centrifugal pump is discussed with a case study for the laboratory pumping system. Then, three model-based estimation methods for the pump operating location are studied, and their accuracy is determined by laboratory tests. In addition, a novel method to detect the occurrence of cavitation or flow recirculation in a centrifugal pump by a frequency converter is introduced. Its sensitivity compared with known cavitation detection methods is evaluated, and its applicability is verified by laboratory measurements for three different pumps and by using two different frequency converters. The main focus of this thesis is on the radial flow end-suction centrifugal pumps, but the studied methods can also be feasible with mixed and axial flow centrifugal pumps, if allowed by their characteristics.

Interação entre fungos micorrízicos arbusculares e fósforo no desenvolvimento da algaroba [Prosopis juliflora (Sw) DC]

Acompanhou-se, durante 100 dias, o desenvolvimento de mudas de algaroba (Prosopis juliflora (Sw) DC) em relação à presença ou ausência de fungos micorrízicos arbusculares (FMA), nativos ou introduzidos, combinada com adição ou não de fósforo ao solo. Foi usado solo Podzólico Vermelho-Amarelo com pH ácido (4,7) e 2 mg.dm-3 de solo de P extraível por resina. O experimento teve delineamento inteiramente casualizado em arranjo fatorial com duas condições de solo (esterilizado ou não), três níveis de fósforo (acréscimo de 0, 50 e 100 kg de P.ha-1) e duas condições de inoculação (inoculado ou não), com quatro repetições. No solo não esterilizado, apenas o diâmetro do colo respondeu à inoculação com esporos de FMA, quando foi usada a dose P100; o aumento de altura, número de folhas e massa seca foi possivelmente devido à adição de fósforo ao solo. No solo esterilizado, a inoculação resultou no aumento de altura, número de folhas, diâmetro de colo e massa seca das mudas na presença ou na ausência de P (P0 e P50), em relação àquelas no solo não-inoculado. Com o aumento da dose de fósforo (P100), os benefícios da inoculação não foram mais verificados, sendo a colonização e a produção de esporos favorecidas pela adição de P ao solo. Prosopis juliflora foi considerada micotrófica facultativa, pois respondeu tanto à inoculação com FMA quanto à adição de fósforo.

Germinação de sementes e crescimento inicial de plânturas de Pseudopiptadenia psilostachya (DC.) G.P.Lewis & M.P.Lima (Leguminosae) em diferentes anbientes de luz

A expansão da atividade madeireira e a elevada taxa de desmatamento na Amazônia têm intensificado a necessidade de estudos sobre as técnicas mais adequadas para a produção de mudas que possam ser usadas em atividades de reflorestamento e de plantio em florestas. Este estudo teve como objetivo avaliar: a) se a taxa de germinação de sementes de Pseudopiptadenia psilostachya difere entre sementes colhidas na copa e coletadas no chão da floresta; e b) qual o efeito do grau de sombreamento no viveiro sobre a germinação de sementes e o desenvolvimento inicial de plântulas dessa espécie. Seis repetições de 10 sementes colhidas na copa e coletadas no chão foram colocadas em germinador. A taxa de germinação não diferiu entre os dois métodos de obtenção de sementes, sendo recomendada a coleta de frutos no chão. No viveiro, quatro repetições de 25 sementes foram colocadas para germinar a pleno sol e em 30, 50 e 70% de sombra. Em cada tratamento de luz, 40 plântulas foram sorteadas, e sua "performance" foi avaliada quatro meses após a semeadura. Tanto a germinação das sementes quanto o crescimento em diâmetro e acúmulo de biomassa das plântulas foram superiores em 30 e 50% de sombreamento, em comparação com pleno sol. Os resultados indicaram que o crescimento de plântulas de P. psilostachya é favorecido em condições relativamente altas de iluminação, embora algum sombreamento seja necessário, e que a produção de mudas dessa espécie é de fácil execução, ao menos nos estágios iniciais de desenvolvimento das plântulas.

Galvaanisen erotuksen toteuttaminen tasavirtasähkönjakelun asiakaspäätelaitteessa

Suomessa sähkönjakeluverkon pääasialliset jännitetasot ovat 20 kV ja 400 V. 20 kV jännitetasolla sähkö viedään lähelle kuluttajia ja muunnetaan pienemmäksi lähellä asiakkaita. Haittapuolena on se, että 20 kV avojohtosähkönsiirtoverkko on hyvin vika-altis ja usein yhden haaran vikaantuessa monta muutakin jää ilman sähköä. Lisäksi hintavien ja suurien jakelumuuntajien määrä on suuri. Vaihtoehtona on toteuttaa osa sähkönjakelusta tasajännitteellä, jolloin tehollinen pienjännite olisi 400 V:a suurempi. Tällöin sähköä voitaisiin siirtää pidempiä matkoja ilman, että asiakaskohtaisia tai muutaman asiakkaan kattavia 20 kV siirtolinjoja tarvitsisi käyttää. Tämä edellyttää vaihtosuuntauksen toteuttamista kuluttajan päässä. Tässä työssä esiteltävällä 1 kVA:n tehoisella vaihtosuuntaajalla muodostetaan tasasähköjakeluverkosta saatavasta 750 V tasasähköstä yksivaiheista (230 VRMS, 50 Hz) verkkojännitettä. Laite on suunniteltu toteuttamaan galvaaninen erotus mahdollisimman hyvällä hyötysuhteella. Suurtaajuusmuuntajan mitoitus mahdollisimman hyvälle hyötysuhteelle on haastava tehtävä, koska vaatimuksia sille asettavat sekä syöttävä resonanssikonvertteri että syötettävä syklokonvertteri. Mitoituksessa on pyrittävä löytämään mahdollisimman hyvä hyötysuhde kustannusten ja toteutettavuuden suhteen.

Variações genéticas na qualidade do sistema radicular de mudas de candeia (Eremanthus erythropappus (DC.) MacLeish)

Com o objetivo de estimar os parâmetros genéticos relativos às qualidades do sistema radicular de candeia, foram utilizadas mudas provenientes de 24 progênies de polinização livre do Parque Estadual Quedas do Rio Bonito em Lavras, MG. Dois meses após a germinação, as imagens das raízes de nove mudas de cada progênie, distribuídas em três classes de tamanho (grande, maiores mudas dentro de cada progênie, médio, mudas médias dentro da progênie e pequeno, mudas em torno de 5 cm), foram obtidas por scanner óptico. Posteriormente, as mesmas raízes foram coradas com corante azul de astra 0,1%, durante 15 min, e novamente analisadas. As leituras indicaram diferenças significativas entre material não-corado e corado, enfatizando o seu uso. Na análise de variância, houve diferenças significativas entre as progênies e entre os tamanhos analisados quanto aos caracteres de raízes: comprimento total, área da superfície, diâmetro médio e número de raízes finas. Os ganhos genéticos esperados com a seleção evidenciaram que esses caracteres devem ser estudados nas mudas grandes, pois apresentam os maiores valores esperados.

Características físicas e nutricionais da matriz de encapsulamento na produção de sementes sintéticas de pimenta-longa (Piper hispidinervum C. DC.)

A pimenta-longa (Piper hispidinervum C. DC.) é um arbusto da família Piperaceae, nativa da região amazônica, que vem despertando o interesse das indústrias de cosméticos e bioinseticidas pelo alto teor de safrol, óleo essencial extraído das folhas e talos. O objetivo do trabalho foi avaliar a influência de características físicas e nutricionais da matriz de encapsulamento durante a produção de sementes sintéticas de pimenta-longa. Sementes germinadas de pimenta-longa foram utilizadas como material de encapsulamento. Em ambos os experimentos, a influência da constituição (água ou meio Murashige e Skoog) e consistência da cápsula (alginato de sódio 1% ou 2%) e do tempo de complexação (10, 20 e 30 min) em CaCl2, na abertura das cápsulas, foi avaliada. Depois de encapsulados, os materiais foram transferidos para frascos com meio de MS e mantidos em sala de crescimento, onde, quinzenalmente, foi avaliada a taxa de emergência e crescimento das plântulas encapsuladas. Verificou-se que o emprego de um endosperma artificial composto por 1% de alginato de sódio em meio de MS foi o tratamento que promoveu os melhores resultados para a emergência e posterior crescimento de plântulas oriundas de sementes sintéticas aos 30 dias da semeadura em meio MS sólido, independentemente do tempo de complexação utilizado.

Estágio de colheita e substrato para o teste de germinação de sementes de ipê (Tabebuia chrysotricha (Mart. ex DC.) Standl.)

Durante o processo de maturação, as sementes passam por modificações físicas, bioquímicas e fisiológicas até atingir o ponto ideal de colheita, quando apresentam a capacidade máxima de germinação e vigor. O objetivo deste trabalho foi identificar o estágio de colheita e o substrato mais favorável à germinação das sementes e ao crescimento de plântulas de Tabebuia chrysotricha. Os frutos de T. chrysotricha foram colhidos em 16 árvores- matriz na Fazenda Lageado, em Botucatu, SP, em quatro estágios de colheita: fruto fechado menor (ME), fruto fechado maior (MA), fruto em início de abertura (IA) e fruto aberto e em início de dispersão das sementes (D). Para caracterizar os estágios de colheita, foi utilizada a coloração dos frutos e das sementes, mensurados a espessura, a largura e o comprimento dos frutos e determinado o teor de água das sementes. O efeito do estágio de colheita sobre a qualidade das sementes foi verificado mediante o teste de germinação sobre areia e sobre papel a 25 ºC, avaliado após 21 dias da semeadura; e o vigor, pelo teste da primeira contagem (7 dias) e do comprimento de plântulas (21 dias). Os resultados indicaram que as sementes de Tabebuia chrysotricha devem ser colhidas quando o fruto estiver em início de abertura. Este estágio de colheita também pode ser identificado pelo teor de água das sementes de 59,6%. O substrato areia mostrou-se mais favorável ao teste de germinação e ao crescimento das plântulas.

Caracterização morfológica, viabilidade e vigor de sementes de Tabebuia chrysotricha (Mart. ex. DC.) Standal

A espécie Tabebuia chrysotricha ocorre desde o Nordeste até o Sul do Brasil, na floresta pluvial atlântica e em áreas de mata de galeria na região do Cerrado, sendo disseminada pelo Brasil através de sua utilização na arborização pública. Sua madeira é resistente, usada na construção civil, também produzindo matéria corante para tingir seda e algodão. Com os objetivos de caracterizar morfologicamente e analisar a viabilidade e vigor das sementes, quando colhidas em áreas de Cerrado, elas foram medidas e colocadas para germinar recém-colhidas e 30, 60 e 90 dias após o armazenamento em laboratório e em campo, sendo também submetidas ao teste do tetrazólio. As sementes mediram, em média, 27,8 x 7,2 x 0,3 mm (com alas) e 6,4 x 4,7 x 0,3 mm (sem alas), e seu peso médio foi de 0,40 g (com alas) e 0,31 g (sem alas). As sementes apresentaram maior porcentagem de germinação acumulada (66%) com 30 dias de armazenamento e maior estimativa de germinação a campo, quando semeadas na superfície e recém-colhidas. A viabilidade, medida através do teste de tetrazólio, apresentou resultados similares aos obtidos através do teste de germinação em laboratório, indicando ser este adequado para medir a viabilidade dessa espécie.

Resposta de mudas de Senna macranthera (Dc. ex collad.) H.S. Irwin & Barnaby (Fedegoso) cultivadas em latossolo vermelho-amarelo distrófico a macronutrientes

Senna macranthera (Fedegoso) tem grande ocorrência natural e potencial para uso em recuperação de áreas degradadas. Dada a grande necessidade de informações sobre a nutrição de espécies florestais a exemplo da citada, avaliou-se a resposta das plantas de Senna macranthera a doses de N, P, K, Ca, Mg e S sobre o crescimento e produção de biomassa, bem como sobre os índices de qualidade de mudas H/D, H/MSPA, MSPA/ MSR e IQD. O trabalho, conduzido em casa de vegetação, utilizou amostras de um Latossolo Vermelho- Amarelo distrófico retiradas da camada abaixo de 20 cm, secas ao ar, peneiradas e caracterizadas quimicamente. Delimitouse o trabalho por meio de uma matriz baconiana, avaliando três doses dos seis macronutrientes e dois tratamentos adicionais, um com doses de referência e outro sem adição de nutrientes. Adotou-se o delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições, num total de 80 unidades amostrais. Colhidas as plantas, verificou-se, através da análise dos contrastes ortogonais, resposta significativa aos tratamentos aplicados a todas as variáveis estudadas. Não foi possível determinar a dose crítica para todos os nutrientes em todas as diferentes variáveis analisadas. Verificou-se, também, a necessidade de maior diferenciação entre as doses aplicadas, bem como de adoção de um tratamento-testemunha por nutriente. É interessante aumentar o tempo experimental, tendo em vista o crescimento mais lento observado da espécie, comparativamente a outras já estudadas.

Ultrastructural calli analysis of Inga vera Willd. subsp. Affinis (DC.) T.D. Penn

Subcellular changes are relevant to understand plant organogenesis and embryogenesis in the early stages of cell development. The cytology during cell development in tissue culture is however still poorly characterized. This study aimed to characterize the ultrastructural differences related to callogenesis of anthers, ovaries, leaf and nodal segments of Inga vera Willd. subsp. Affinis (DC.) T.D. Penn. Flower buds, nodal segments and leaves were disinfected and inoculated in test tubes containing MS medium with 3% sucrose and 4.5µM 2.4-D, except for leaf callogenesis, where 9µM of this auxin was used, and for the callogenesis of anthers and ovaries, where the culture medium was enriched with 0.25% activated charcoal and 90µM PVP. After 45 days in culture medium, the anther, ovary, leaf and nodal segment calli were fixed in Karnovisky and prepared for visualization by scanning and transmission electron microscopy. Ultrastructural differences were observed among the callus cells of anthers, ovaries, segments and leaves. There was no evidence of somatic embryo formation in the anther, leaf and nodal segment calli, in spite of some embryogenic characteristics in the cells. The ovary calli, with indications of embryo formation, seem to be the most responsive explant source for embryogenesis.

Efeito do tamanho de tubetes na qualidade de mudas de Jatobá (Hymenaea courbaril L. var. stilbocarpa (Hayne) Lee et Lang.), Ipê-amarelo (Tabebuia chrysotricha (Mart. ex DC.) Sandl.) e Guarucaia (Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan)

A crescente demanda por projetos de restauração florestal, devido aos desmatamentos e à exploração ilegal de madeira, tem exigido pesquisas sobre a produção e a qualidade de mudas florestais. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de diferentes tamanhos de tubetes na qualidade de mudas de essências nativas de diferentes grupos ecológico-sucessionais. Os tratamentos consistiram da combinação de três espécies: Hymenaea courbaril (jatobá), Tabebuia chrysotricha (ipê-amarelo) e Parapiptadenia rigida (guarucaia); com três tamanhos de tubetes para a semeadura: 50 cm³; 110 cm³ e 300 cm³. O delineamento utilizado foi de blocos aleatórios, com quatro repetições. A qualidade das mudas foi avaliada através dos atributos: altura, diâmetro do colo; área foliar; massa seca da parte aérea e do sistema radicular e índice de qualidade de Dickson. O aumento do volume do tubete gerou ganhos expressivos em altura nas mudas de guarucaia (até 92%) e ganhos menores nas mudas de jatobá (até 14%), o que foi atribuído a maior taxa de crescimento da primeira espécie, característica de início de sucessão ecológica. As mudas de ipê-amarelo apresentaram ganhos consideráveis em biomassa do sistema radicular (51 a 229%) com o aumento do tamanho do tubete. Nas três espécies, o tubete de 300 cm³ proporcionou mudas com altura e diâmetro do colo superiores aos daquelas produzidas nos demais tubetes, possibilitando reduzir o tempo de produção das mudas em até 70 dias.

Avaliação das preferências ecológicas de Clidemia urceolata DC. em ecossistemas perturbado

As identificações de hábitats preferenciais de espécies que colonizam espontaneamente ambientes perturbados podem constituir elementos de aperfeiçoamento de técnicas de restauração ecológica. Nesse contexto, a Clidemia urceolata DC destaca-se por colonizar esses ambientes e apresentar ampla distribuição na bacia do rio Paraíba do Sul. Este estudo objetivou avaliar as preferências ecológicas de C. urceolata na bacia hidrográfica do rio Barra Mansa, RJ (22º 32'40" 22º 40'60"S e 44º 12' 44º 06'20"W). Os núcleos da espécie foram demarcados e classificados segundo os seguintes fatores ambientais: feição do terreno, posição relativa na topossequência, face de exposição, declividade e altitude. Foram amostrados 26 núcleos, totalizando 0,005 ha em 6.839 ha da área total. A distribuição da espécie foi mais frequente nos seguintes ambientes: a) terços médio e inferior da topossequência; b) feição côncava do terreno; c) face de exposições sudeste, sul e sudoeste; d) declividade de 8 a 45%; e) altitude entre 432 e 525 m, sendo os últimos quatros fatores mais determinantes. A conjunção de todas essas informações espacializadas na bacia do rio Barra Mansa indica que 30% da área apresenta condições mais favoráveis para o estabelecimento da C. urceolata, o que pode demonstrar um potencial de restauração ambiental.

Determinação de metodologias para teste de germinação e vigor de sementes de quixabeira (Bumelia obtusifolia Roem et Schult. var. excelsa (DC) Mig.)

Objetivou-se desenvolver metodologias para avaliação da qualidade de sementes de quixabeira que se encontra ameaçada de extinção, pelo fato de as cascas da árvore serem usadas na medicina popular. Foram realizados testes de secagem em laboratório e casa-de-vegetação por 0, 24, 48, 72, 96, 120, 144, 168 e 196 h de superação de dormência (escarificação com lixa; imersão em ácido sulfúrico por um, três, cinco e sete min; escarificação com lixa, seguida de embebição em água destilada por 12, 24, 36 e 48 h; embebição em água destilada por 12, 24, 36 e 48 h e testemunha) e com substratos (sobre e entre-areia, vermiculita, papel, bioplant®, plantmax e rolo de papel germitest) em diferentes temperaturas (20-30, 30 e 35 °C). A secagem em casa de vegetação prejudicou a qualidade das sementes. A escarificação com lixa é o tratamento mais eficiente para superação da dormência. As temperaturas de 30 °C com o substrato entre papel e 35 ºC com o substrato entre vermiculita são adequadas para testes de germinação com sementes de quixabeira.