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Resumo

Os sistemas de produção de alimentos tradicionais foram substituídos por métodos intensivos com a finalidade de atender a uma demanda crescente de alimentos por uma população também crescente. Porém, o aumento da consciência ecológica dos consumidores tem feito com que os tomadores de decisão e os produtores busquem informações científicas sobre os sistemas de produção agrícola. Aplicações de estudos de ACV de produtos alimentícios e na indústria de alimentos vêm crescendo em resposta ao anseio dos consumidores sobre os aspectos ambientais dos alimentos que eles compram e consomem, enquanto que no caso do produtor a ACV é um instrumento de gestão para melhoria contínua. Os artigos de ACV de produtos agrícolas disponíveis na literatura referem-se a 14 produtos de cultura perene: maçã, banana, laranja e outros citrus, cacau, coco, café, uva, óleo de Jatropha, kiwi, óleo de dendê, azeitona, pêra e cana-de-açúcar. Porém, ainda são necessárias pesquisas adicionais, bem como o desenvolvimento de metodologias para continuar melhorando os estudos de ACV de produtos agrícolas de cultura perene com foco em sistemas agrícolas tropicais, cuja alta diversidade contrasta com a reduzida disponibilidade de dados, ou porque estes dados não existem ou porque não foram publicados. Assim, neste projeto é proposta a aplicação da ACV para a cadeia de produção de Bananas no Brasil, fruta estratégica para o mercado de exportação brasileiro. A partir deste estudo serão estimadas a pegada de carbono, a pegada hídrica, o consumo de energia e outros parâmetros ambientais, os quais serão importantes para a promoção deste produto nos mercados externo e interno por meio de auto-declarações ambientais, alavancando suas vendas para consumidores conscientes. Além disso, a cadeia produtiva será beneficiada com as possíveis melhorias que serão elaboradas a partir dos dados levantados neste estudo. (AU)

Resumo

Foi estudado por Malthus que a tendência de crescimento populacional é muito maior que o poder de produção de alimentos para o homem. Dessa forma, com o crescimento populacional e a escassez de recursos, o estudo de substâncias que irão facilitar o crescimento de plantas, a partir do balanço hormonal das mesmas, é de grande importância, principalmente, quando associado à agricultura e na melhoria da produtividade de uma plantação. Sabe-se, que os sistemas de produção agrícola empregam grandes quantidades de compostos para aplicações em agricultura visando aumentar a quantidade e a qualidade dos produtos. O Brasil tornou-se um dos maiores consumidores desses compostos no mundo e, embora possua uma função importante na produtividade agrícola, estes compostos estão presentes em quantidades alarmantes em corpos hídricos superficiais e subterrâneos. Apesar de sua importante função na produtividade agrícola através de minimização da atuação de pragas e estimular o crescimento de plantas, estes podem gerar sérios impactos ambientais. Neste contexto, diversos mecanismos estão sendo estudados a fim de minimizar estes danos, como exemplo, o desenvolvimento de sistemas de liberação sustentado, utilizando nanopartículas, no qual permite um aumento no desempenho/eficiência dos compostos bioativos. Portanto, o presente projeto visa o desenvolvimento de novos sistemas de liberação para o hormônio de crescimento ácido giberélico, de forma a minimizar os impactos causados por este no ambiente, aumentar a eficiência de aumento de crescimento das plantas e frutos de forma a diminuir processos de degradação físico-químicos destes no ambiente e melhorar a ação nos organismos alvos. A importância deste projeto reside na dimensão do mercado de compostos bioativos utilizados na agricultura na economia Brasileira e no mundo. Desta forma, a área de nanotecnologia apresenta potencial em pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias menos impactantes ao ambiente e por consequência à sociedade. (AU)

Resumo

Diante das crescentes preocupações ambientais e legais, diversas discussões tem tido como foco a produção agrícola associada à sustentabilidade e à qualidade ambiental. Dessa forma, commodities brasileiras, como o etanol, buscam uma produção sustentável para se adequar as exigências de mercado internacionais. Um parâmetro importante para avaliação da sustentabilidade é o cálculo do carbon footprint do produto. Assim, estudos das variações do estoque de carbono do solo no sistema de produção do etanol são imprescindíveis. Estudos quanto à mudança do uso da terra já estão sendo desenvolvidos, porém faltam informações quanto aos parâmetros que visam a mudança de manejo dentro do sistema de produção da cana de açúcar. O objetivo desta pesquisa será avaliar as variações do estoque de carbono do solo devido à mudança de manejo empregado no cultivo de cana de açúcar. Para isso, serão realizadas coletas de solo em áreas onde houve mudança de manejo considerando as dimensões verticais (profundidade) e temporais (tempo de cultivo). Será utilizado modelo matemático específico para matéria orgânica do solo envolvendo cenários atuais e futuros da cana de açúcar. Tais informações poderão ser utilizadas como subsídio para a decisão sobre políticas públicas que tratam do uso adequado da terra e as relações com o aquecimento global. As informações científicas obtidas nesta pesquisa serão incluídas no cálculo do carbon footprint da produção de etanol e seu uso como biocombustível. (AU)

Resumo

A diversidade de substâncias químicas que estão presentes atualmente na vida dos seres humanos é um obstáculo para a vigilância sanitária e precisa ser controlado para diminuir o risco da contaminação ambiental. Os antimicrobianos além de serem usados como fármacos, também são utilizados como fonte promotora no crescimento da produção agrícola, especialmente em gados, porcos, na produção avícola e são utilizados como complemento de alimento de peixe na aquicultura. O uso não controlado e o descarte impróprio destas substâncias são feitas, pois a maioria das pessoas desconhecem os problemas de bioacumulação, bioconcentração e biomagnificação dos produtos de origem química e seus efeitos no ambiente. Os estudos ecotoxicológicos podem reconhecer e quantificar os efeitos deletérios causados pela sulfadiazina ao meio ambiente e aos organismos-teste. O objetivo deste projeto é avaliar a capacidade de bioconcentração e depuração do antimicrobiano Sulfadiazina no organismo-teste Danio rerio e evidenciar que o descarte impróprio de fármacos interfere no ambiente. (AU)

Resumo

Este projeto visa dar continuidade aos estudos das respostas bioquímicas e genotóxicas de Brycon amazonicus exposto a piretroides. A cipermetrina é utilizada na aquicultura, na produção agrícola e em campanhas de saúde pública. Neste projeto, as B-esterases, enzimas sensíveis às contaminações aquáticas, serão utilizadas como ferramentas de avaliação em adição ao estudo do potencial genotóxico da cipermetrina, as quais permitirão aquilatar prejuízos de longo prazo. Desta forma, esse estudo trará dados inéditos sobre os efeitos da cipermetrina em B-esterases de peixes Neotropicais. Portanto, os objetivos deste projeto são: 1)investigar os efeitos da cipermetrina na atividade de B-esterases de B. amazonicus, em dois desenhos experimentais: in vivo e in vitro e 2)avaliar o potencial genotóxico da cipermetrina nesta espécie. Para atingir estes objetivos, os seguintes procedimentos serão adotados em B. amazonicus exposto à cipermetrina por 96 horas: 1)avaliação dos sinais de intoxicação, 2) avaliação da atividade da AChE em cérebro e músculo, 3)avaliação da atividade BChE plasmática, 4)avaliação de carboxilesterase em fígado, brânquias e intestino e 5)avaliação de micronúcleos e de anormalidades morfológicas nucleares em células vermelhas. Quarenta e oito peixes serão igualmente divididos em oito tanques de 250L e expostos à cipermetrina nas concentrações: 20, 40 e 60% da CL50;96h, mais um controle sem cipermetrina (n=12). Paralelamente, será realizado um estudo in vitro (com ensaios cinéticos e zimografia) dos efeitos da cipermetrina em AChE cerebral e CbE hepática. Esta abordagem experimental permitirá avaliar a hipótese de inibição das atividades de B-esterases e a indução de genotoxicidade em B. amazonicus exposto à cipermetrina. (AU)

Resumo

O Processamento de Alto Desempenho (PAD) está no âmago de muitos desafios científicos e de engenharia com um enorme impacto nas necessidades da vida moderna. O entendimento das causas e a previsão dos potenciais impactos das mudanças climáticas nos nossos recursos naturais, produção agrícola; o aumento da eficiência da combustão ou o desenvolvimento de estratégias de tempo real para a alocação de recursos físicos em face a falhas nas redes bem como vários desafios de segurança nacional exigem capacidade sustentada de computação de alto desempenho. Se por um lado as comunidades acadêmicas e industriais atenderam suas necessidades de PAD com o desenvolvimento de máquinas de larga escala com capacidade impressionante de computação concorrente sustentada e taxas de cálculo agregado de Peta-flops, por outro o aumento da demanda de capacidade computacional via melhoria tecnológica como técnicas litográficas cada vez mais avançadas e frequências de relógio cada vez mais elevadas tem diminuído significativamente em função de problemas de energia e confiabilidade. Os módulos básicos destas máquinas exibem baixas eficiências computacionais e novas melhorias em termos de desempenho e energia são pequenas no melhor caso. O caminho para máquinas altamente concorrentes aumentam não apenas os requisitos energéticos destas máquinas de larga escala mas também pioram a dificuldades de programá-las efetivamente. Como resultado, tanto desempenho quanto programadores deixam de ser portáveis. Uma solução ao nível de arquitetura que atende a estas preocupações com eficiência energética e capacidade de alto desempenho se baseia no uso de circuitos reconfiguráveis (FPGAs - Field Programmable Gate Arrays) ou de processadores gráficos (GPUs - Graphics Processor Units) como hardware de aceleração conforme mostra a figura 1. Nesta organização arquitetural, as FPGAs/GPUs funcionam como co-processadores ou como unidades de processamento tradicionais e executam computação específica para a qual elas podem ser configuradas especialmente para serem extremamente poderosas e eficientes computacionalmente. Sua flexibilidade permite que obtenham desempenho ordens de grandeza melhor que sistemas computacionais convencionais em função desta especialização. Em termos da programação geral ao nível de sistema, este modelo "mestre-escravo" é bem intuitivo e pode ser facilmente implementado como parte da fase final de um compilador tradicional. (AU)

Resumo

Os sistemas de produção agrícola empregam grandes quantidades de compostos para aplicações em agricultura visando aumentar a quantidade e a qualidade dos produtos. O Brasil tornou-se um dos maiores consumidores desses compostos no mundo e, embora possuam uma função importante na produtividade agrícola, estes compostos estão presentes em quantidades alarmantes em corpos hídricos superficiais e subterrâneos. Embora possuam uma importante função na produtividade agrícola através de minimização da atuação de pragas e estimular o crescimento de plantas, estes podem gerar sérios impactos ambientais. Neste contexto, diversos mecanismos estão sendo estudados a fim de minimizar estes danos, como exemplo, o desenvolvimento de sistemas de liberação sustentado, utilizando nanopartículas, no qual permite um aumento no desempenho/eficiência dos compostos bioativos. Portanto, o presente projeto visa o desenvolvimento de novos sistemas de liberação para herbicidas, fungicidas e hormônios de crescimento mundialmente utilizados, de forma a minimiza os impactos causados por estes no ambiente, aumentar a eficiência herbicida/antifúngica e de aumento de crescimento das plantas e frutos de maneira a diminuir processos de degradação físico-químicos destes no ambiente e melhorar a ação nos organismos alvos. No presente projeto, além do desenvolvimento de novas formulações para liberação de sustentada de herbicidas/fungicidas/hormônios de crescimento, pretende-se estudar também a estabilidade de formulações e também aspectos nanotoxicológicos das formulações e interação com substâncias húmicas e solos a fim de encontrar formulações que minimizem os impactos ao ambiente e aos seres humanos. A importância deste projeto reside na dimensão do mercado de compostos bioativos utilizados na agricultura na economia Brasileira e no mundo. Desta forma, a área de nanotecnologia apresenta potencial em pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias menos impactantes ao ambiente e por consequência à sociedade. (AU)

Resumo

O Processamento de Alto Desempenho (PAD) está no âmago de muitos desafios científicos e de engenharia com um enorme impacto nas necessidades da vida moderna. O entendimento das causas e a previsão dos potenciais impactos das mudanças climáticas nos nossos recursos naturais, produção agrícola; o aumento da eficiência da combustão ou o desenvolvimento de estratégias de tempo real para a alocação de recursos físicos em face a falhas nas redes bem como vários desafios de segurança nacional exigem capacidade sustentada de computação de alto desempenho. Se por um lado as comunidades acadêmicas e industriais atenderam suas necessidades de PAD com o desenvolvimento de máquinas de larga escala com capacidade impressionante de computação concorrente sustentada e taxas de cálculo agregado de Peta-flops, por outro o aumento da demanda de capacidade computacional via melhoria tecnológica como técnicas litográficas cada vez mais avançadas e frequências de relógio cada vez mais elevadas tem diminuído significativamente em função de problemas de energia e confiabilidade. Os módulos básicos destas máquinas exibem baixas eficiências computacionais e novas melhorias em termos de desempenho e energia são pequenas no melhor caso. O caminho para máquinas altamente concorrentes aumentam não apenas os requisitos energéticos destas máquinas de larga escala mas também pioram a dificuldades de programá-las efetivamente. Como resultado, tanto desempenho quanto programadores deixam de ser portáveis. Uma solução ao nível de arquitetura que atende a estas preocupações com eficiência energética e capacidade de alto desempenho se baseia no uso de circuitos reconfiguráveis (FPGAs - Field Programmable Gate Arrays) ou de processadores gráficos (GPUs - Graphics Processor Units) comohardware de aceleração conforme mostra a figura 1. Nesta organização arquitetural, as FPGAs/GPUs funcionam como co-processadores ou como unidades de processamento tradicionais e executam computação específica para a qual elas podem ser configuradas especialmente para serem extremamente poderosas e eficientes computacionalmente. Sua flexibilidade permite que obtenham desempenho ordens de grandeza melhor que sistemas computacionais convencionais em função desta especialização. Em termos da programação geral ao nível de sistema, este modelo "mestre-escravo" é bem intuitivo e pode ser facilmente implementado como parte da fase final de um compilador tradicional. (AU)

Resumo

Atualmente, a alta produção agrícola deve-se à utilização de fertilizantes, entre os quais os nitrogenados são essenciais para culturas de grande porte, como milho e arroz. O principal problema nessa área reside nos baixos índices efetivos de aproveitamento, já que grande parte do nitrogênio aplicado é perdido por volatilização. Esse processo envolve a oxidação destas fontes no solo, gerando assim NOx, o qual é um gás de efeito estufa. Assim, são necessárias estratégias efetivas de se detectar e quantificar gases NOx no ambiente de forma eficiente. Entre os materiais com grande potencial para atuar como sensores de gás, o óxido de zinco (ZnO) e óxido de estanho (SnO2) têm sido promissores. Porém, efeitos eletrônicos adversos durante o processo de separação de cargas, e consequente formação de sinal (recombinação de portadores) reduzem a potencialidade destes materiais. Existem poucos estudos sobre o efeito da iluminação em energia superior à de bandgap dos materiais (levando à separação de cargas) no desempenho destes como sensores. Recentemente, heteroestruturas de óxidos semicondutores têm sido investigadas como estratégia para redução dos eventos de recombinação. A heteroestrutura ZnO/SnO2 ainda foi pouco estudada, bem como suas propriedades sensoras sob iluminação UV. Desta forma, este projeto visa a síntese de nanoestruturas de ZnO e SnO2 e heteroestruturas ZnO/SnO2 utilizando tratamentos hidrotermais, e sua aplicação como sensor de NOx com e sem iluminação UV. Na síntese será utilizado o método sol-gel assistido por cristalização hidrotermal, que possibilita as sínteses de ambos os materiais e das heteroestruturas. As heteroestruturas serão preparadas com diferentes proporções Zn:Sn, e além da caracterização através das técnicas convencionais, como uma proposta inovadora neste projeto, propõe-se um estudo "in-situ" da estrutura eletrônica e a curta distância através da técnica de espectroscopia de absorção de raios-X (XAS) a fim de avaliar o efeito da proporção Zn:Sn e da exposição das amostras a diferentes tipos de gases, em especial NOx. (AU)

Resumo

O aumento da produção sem causar danos ao meio ambiente é um dos maiores desafios da agricultura moderna. Na produção de cana-de-açúcar, isso se torna mais nítido quando se trata do manejo de plantas daninhas, uma vez que o uso de herbicidas configura-se como a técnica mais adotada. Plantas daninhas causam interferência na produção agrícola, provocando redução na qualidade do produto e na produtividade da lavoura. Portanto, a identificação da espécie infestante, bem como o nível de infestação torna-se de grande importância para que estratégias adequadas de manejo possam ser definidas. Este trabalho foi realizado visando desenvolver e avaliar o desempenho de um sistema de processamento de imagens RGB, para identificar plantas daninhas na cultura de cana-de-açúcar e estimar a área de solo coberta por elas, uma vez que a existência de uma ferramenta computacional para reconhecimento de espécies de plantas é de grande auxílio para a tomada de decisão acerca do manejo de comunidades infestantes. A abordagem adotada para identificar plantas daninhas e cultura, baseou-se na metodologia do dicionário de palavras. Nesta metodologia, pontos invariantes e característicos de várias imagens são usados para criar um dicionário de características, o dicionário é usado depois para averiguar quais palavras dele estão presentes nas imagens a serem processadas. A quantização do número de palavras do dicionário presentes na imagem foi realizada através de uma função densidade de probabilidade e o modelo matemático de classificação foi construído por meio de máquinas de vetores de suporte. Considerando as seguintes medidas de desempenho: exatidão global e coeficiente de Kappa, o sistema desenvolvido processou 435 imagens RGB, as quais foram obtidas de três cultivos experimentais contendo plantas de cana-de-açúcar, milho e seis espécies de plantas daninhas (Urochloa plantaginea, Urochloa decumbens, Panicum maximum, Euphorbia heterophylla, Ipomoea hederifolia e Ipomoea quamoclit). Os resultados obtidos demonstram que a metodologia possui alto poder para identificar e discriminar plantas daninhas e cultura, alcançando exatidão global e coeficiente Kappa de até 94% e 0,94, respectivamente. Estes resultados suportam a premissa de que um sistema de processamento de imagens é capaz de identificar plantas daninhas na cultura de cana-de-açúcar, estimar o nível de infestação e ainda servir como ferramenta para auxílio à tomada de decisão quanto ao manejo das espécies infestantes. (AU)

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