Projetos de Pesquisa

 

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Bruno Ricardo de Castro Leite Júnior

Ciências Agrárias

Ciência e Tecnologia de Alimentos
  • aplicação da tecnologia de ultrassom para maximização da hidrólise de gordura do leite de cabra visando a produção de aromas
  • O leite caprino constitui importante fonte de nutrientes para os humanos devido as qualidades nutricionais, funcionais e nutracêuticas. Aliado as essas características, o aumento na renda familiar da população em países em desenvolvimento vem favorecendo o crescimento da demanda global de leite de cabra. Desta forma, essa matéria-prima surge com novas perspectivas de mercado, entre as quais destaca-se a utilização na indústria farmacêutica e de alimentos. Os lipídeos são componentes importantes para a qualidade industrial e sensorial dos produtos lácteos oriundos de leite caprino por influenciarem no rendimento, textura, coloração, sabor, entre outros. A intensidade do sabor característico dos produtos lácteos caprinos resulta da interação de fatores, tais como: a composição de ácidos graxos da gordura do leite (alta concentração de ácidos graxos de cadeia curta e média como capróico, caprílico, cáprico e láurico, cerca de duas vezes superior às do leite de vaca); a estrutura dos triglicerídeos contendo alta proporção de ácidos graxos de cadeia média esterificados nos carbonos 2 e 3; e as peculiaridades do sistema lipolítico no leite. Devido a essas peculiaridades da gordura do leite de cabra, estudos apontam sabores e odores desagradáveis no leite e em seus derivados, o que em algumas ocasiões diminuem a aceitação desses produtos por parte dos consumidores. No entanto essas características podem ser extremamente interessantes do ponto vista industrial, visando à obtenção de compostos aromáticos naturais de elevada intensidade e baixa concentração de uso, obtidos a partir da hidrólise dos triglicerídeos com produção de ácidos graxos de cadeia curta. Estes compostos naturais têm ampla aplicação na indústria de alimentos para a aromatização de alimentos salgados e atendem a crescente demanda de substituição de compostos sintéticos por naturais para uso em alimentos. A hidrólise enzimática da gordura é a melhor alternativa para liberação dos ácidos graxos de interesse, porém, quando realizada de forma convencional, apresenta desvantagens como: baixa taxa de conversão, longo tempo de reação e principalmente alto consumo de energia. A tecnologia de ultrassom (US) possui a capacidade de modificar as estruturas dos constituintes, sendo capaz de promover ativação enzimática e aceleração de hidrólise sob condições específicas de pH, potência, tempo e temperatura. O efeito da hidrólise da gordura do leite de cabra por US para produção de ácidos graxos de interesse tecnológico e funcional ainda não foi estudado. Desta forma, o projeto visa: (i) avaliar o efeito do pré-processamento por US sobre a atividade enzimática de lipase comercial isoladamente; (ii) estudar a hidrólise enzimática dos triglicerídeos provenientes do leite de cabra sob ultrassom e após o processamento por US; e (iii) avaliar o perfil de ácidos graxos liberados juntamente com as propriedades tecnológicas dos ácidos graxos obtidos. A partir desses resultados, espera-se diversificar as aplicações da tecnologia de US e ampliar a utilização desta matéria-prima para obtenção de aromas naturais para aplicação na área de alimentos, de forma economicamente viável, com alta qualidade, baixo custo e adequado rendimento.
  • Universidade Federal de Viçosa - MG - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Bruno Rodrigues

Ciências Biológicas

Fisiologia
  • efeitos da estimulação transcraniana por corrente direta (tdcs) na pressão arterial e fluxo sanguíneo cerebral de pacientes hipertensos resistentes: um estudo dos mecanismos autonômicos, vasculares e inflamatórios
  • A hipertensão arterial resistente (HAR) é uma doença complexa e multifatorial, sendo a hiperatividade do sistema nervoso simpático (SNS) e redução da atividade vagal consideradas algumas das principais causas da refratariedade ao tratamento. Ademais, nos últimos anos têm sido demonstradas relações entre os sistemas nervoso autonômico, imunológico e sistema nervoso central. Terapias invasivas, bem como protocolos de exercício físico têm sido desenvolvidos para o tratamento da HAR, porém a hiperatividade do SNS ainda permanece como um desafio para o controle dos níveis de pressão arterial (PA). A possibilidade de se utilizar técnicas de estimulação cerebral, tais como a estimulação transcraniana por corrente direta (tDCS) não invasiva no córtex cerebral na HAR pode ser promissora para reduzir a PA não controlável por medidas farmacológicas e não farmacológicas. Estudos prévios mostraram que a modulação simpática cortical após tDCS pode reduzir os níveis pressóricos, melhorar a função autonômica e capacidade de exercício, no entanto, os desfechos principais estavam associados à melhora da depressão psíquica em pacientes não portadores de HAR, bem como à performance de atletas. Adicionalmente, esta ferramenta terapêutica poderia aumentar o fluxo sanguíneo cerebral (já demonstrado na literatura em outras condições clínicas), prejudicado em pacientes hipertensos em razão da aumentada resistência vascular periférica e remodelamento vascular. Dessa forma, o presente projeto tem como objetivo avaliar se a tDCS agudamente ou por 2 semanas, controlada por placebo-sham, pode reduzir a PA de hipertensos resistente através da redução da atividade nervosa simpática, melhora a modulação autonômica cardiovascular, aumento do fluxo sanguíneo cerebral, bem como das alterações positivas em parâmetros hemodinâmicos e inflamatórios. Testaremos as hipóteses de que a tDCS (aguda ou cronicamente) poderá modular positivamente os níveis pressóricos de pacientes hipertensos e aumentar o fluxo sanguíneo, alterações estas possivelmente mediadas por benefícios autonômicos, bioquímicos e inflamatórios.
  • Universidade Estadual de Campinas - SP - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Bruno Sampaio Sant'Anna

Outra

Ciências Ambientais
  • potencial alimentar, resistência a dessecação, e transferência de tecnologia de cultivo do gastrópode pomacea amazonica para a comunidade
  • Estudos sobre moluscos de água doce são escassos no Brasil, principalmente de gastrópodes da região amazônica como Pomacea amazonica (Reeve, 1896), que é usado na alimentação em algumas localidades do Amazonas. Dessa forma o presente estudo tem por objetivo investigar a resistência a dessecação do gastrópode P. amazonica, seu potencial alimentar, por meio da análise do seu rendimento de carne e determinação de proteína, lipídeos, cinzas e umidade de sua carne. Também serão contemplados experimentos que buscam compreender as melhores densidades de cultivo, para que a tecnologia de cultivo possa ser transferida para a comunidade local ao final do desenvolvimento do projeto. A resistência a dessecação será avaliada em laboratório, em experimento controlado e o efeito do tempo de dessecação no crescimento e sobrevivência também será avaliado. O potencial da espécie como recurso alimentar é fundamental para se conhecer as características da carne do gastrópode por isso os itens acima citados serão investigados. Também serão desenvolvidos experimentos replicados testando densidades de cultivo do gastrópode P. amazonica, para determinar a densidade que tem melhor rendimento final. Além disso, ao final da proposta pretende-se promover oficinas com a comunidade ribeirinha para transferência da tecnologia de cultivo contribuindo para o desenvolvimento da região.
  • Universidade Federal do Amazonas - AM - Brasil
  • 01/06/2017-31/05/2020
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Bruno Sanches Masiero

Engenharias

Engenharia Elétrica
  • otimização de arranjo de microfones para imageamento acústico acelerado pela kat
  • Novas técnicas de resolução de problemas inversos baseadas na regularização com métricas promotoras de esparsidade prometem melhoria dos resultados de imageamento acústico para algumas situações específicas. No entanto, essas técnicas apresentam elevado custo computacional. Recentemente, foi desenvolvida a Transformada de Kronecker para arranjos de microfones, fornecendo redução significativa do custo computacional, desde que os microfones estejam distribuídos em um arranjo separável. Este projeto de pesquisa visa ao estudo da influência da geometria do arranjo nas imagens acústicas processadas com algoritmos promotores de esparsidade para, com isso, determinar uma geometria separável ótima para uso com esses algoritmos. Os algoritmos de imageamento acústico usualmente supõem que os microfones são sensores ideais distribuídos em campo livre, o que não é válido no caso de arranjos construídos em placas de circuito impresso. A segunda etapa deste projeto deverá estudar a influência da placa no arranjo por meio de modelos analíticos e simulações numéricas. Por fim, planeja-se construir um protótipo de arranjo de microfones que incorpore os resultados dos itens anteriores para validar os resultados obtidos.
  • Universidade Estadual de Campinas - SP - Brasil
  • 01/06/2017-31/05/2020
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Bruno Silva Andrade

Ciências Biológicas

Parasitologia
  • busca e desenvolvimento de possíveis inibidores de proteínas-chave do metabolismo de aedes (stegomyia) aegypti l., a partir de compostos químicos naturais e sintéticos
  • O mosquito Aedes aegypti é uma espécie ocorrente em todo Brasil, principalmente associado à transmissão do vírus da Dengue, mas que nos últimos anos vem trazendo uma maior preocupação pela transmissão do ZIKA vírus, Febre Chicungunya e outras arbovirose. A indústria farmacêutica tem investido na prospecção de novos compostos ativos contra A. aegypti, recorrendo à busca de substâncias autênticas na biodiversidade, bem como, na aplicação de ferramentas computacionais, usando programas de química medicinal para investigar e desenvolver possíveis inibidores de proteínas importantes da das rotas metabólicas do mosquito. A metodologia para avaliar e quantificar as moléculas que possam se complexar com as proteínas alvo é baseada na ancoragem molecular (docking), com a qual é possível testar a capacidade de interação das proteínas do mosquito com os mais diversos tipos de compostos químicos, através de simulações computacionais. Após a conclusão do genoma de A. aegypti, muitas estruturas proteicas envolvidas com o metabolismo do mosquito foram depositadas no Protein Data Bank. Nesse projeto, vamos utilizar compostos químicos disponíveis em bancos de dados públicos (PubChem, ChEMBL e ZINC) para a busca moléculas candidatas à inibidores desses alvos. Em seguida será estudada a interação de cada composto natural com o seu respectivo alvo, através da metodologia de ancoragem molecular usando o programa AutoDock 4.2. Os complexos resultantes serão refinados por simulações de dinâmica molecular (DM) empregando o software GROMACS 5.0.5. Após eleger os vinte compostos químicos mais promissores, estes serão testados in vivo com larvas e mosquitos adultos, de maneira a eleger pelo menos um novo composto que possa ser colocado em uma nova formulação pesticida conta o A. aegypti. Espera-se com esse trabalho obter uma lista de compostos químicos naturais que apresentem uma interação mais persistente e específica com alvos metabólicos do mosquito, podendo servir como modelos para construção de pesticidas mais eficientes. Além disso, espera-se trazer em uma perspectiva futura de diferentes mecanismos de ação desses compostos que sejam menos agressivos ao meio ambiente e que também possam ser obtidos de maneira sustentável.
  • Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia - BA - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Bruno Silveira de Souza

Ciências Exatas e da Terra

Química
  • novos catalisadores baseados em polímeros funcionais e suportes heterogêneos
  • As enzimas são certamente os catalisadores mais eficientes conhecidos, servindo de inspiração para o desenvolvimento de diversos sistemas catalíticos artificiais. Nesse âmbito, destaque pode ser dado aos sistemas constituídos de macromoléculas, como dendrímeros, hospedeiros cíclicos, surfactantes e polímeros, que podem recriar alguns aspectos da catálise enzimática como a estabilização do estado de transição, o aumento da concentração de substratos e a cooperativadade entre grupos catalíticos. Os polímeros, mais especificamente, são extremamente atrativos pois diversas rotas para sua preparação já são estabelecidas. Assim, esta proposta tem como tema central a produção de novos catalisadores poliméricos tendo como ponto de partida a modificação de polímeros comercialmente disponíveis. As principais vantagens das estratégias aqui descritas são o relativo baixo custo dos precursores poliméricos, a simplicidade das reações envolvidas, o estabelecimento de relações estrutura-propriedade e a possibilidade de reciclo do catalisador empregado. Adicionalmente, por tratarem-se de macromoléculas com vários sítios de modificação, é possível alterar a carga e/ou hidrofobicidade dos materiais através da inserção de grupos com propriedades físico-químicas desejadas, possibilitando a criação de microambientes com carga e/ou polaridade diferenciada juntamente com a inclusão de unidades catalíticas. Isso pode resultar no aumento da concentração local dos reagentes promovendo a aceleração das reações. As aplicações que serão inicialmente exploradas são: (i) a produção de hidrolases artificiais baseadas em bases de Lewis e metais de transição; (ii) a produção de catalisadores híbridos baseados em polímeros e metais do grupo da platina, principalmente paládio, voltados a reações de hidrogenação e acoplamento carbono-carbono. Os resultados desses estudos irão promover avanços na área de decomposição de organofosforados tóxicos e a diminuição da quantidade de metal nobre empregada em reações mediadas por estes, bem como a substituição de solventes nocivos em reações de acoplamento C-C cruzado. Ademais, pelo projeto ter um caráter primariamente acadêmico, busca-se também a formação de recursos humanos especializados na área de físico-química orgânica, com ênfase em catálise. O projeto será coordenado pelo Prof. Bruno S. Souza e conduzido por estudantes de graduação e pós-graduação no Departamento de Química da UFSC, contando também com Professores Colaboradores do mesmo Dep., do Dep. de Física da UFSC, Dep. de Química da UFMG e Dep. de Engenharia Química do Instituto de Tecnologia de Massachusetts.
  • Universidade Federal de Santa Catarina - SC - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Bruno Soares Moreira Cesar Borba

Engenharias

Engenharia de Energia
  • análise técnica da implantação de estação fotovoltaica para recarga de veículos elétricos
  • Neste projeto de pesquisa é proposta a implantação de um sistema modular fotovoltaico de geração distribuída, como alternativa para recarrega de veículos elétricos, a ser instalado no bloco D da Escola de Engenharia da Universidade Federal Fluminense (Niterói - RJ). O sistema será conectado à rede elétrica e fará parte de uma microrrede em fase de implantação nesta Unidade. O foco é analisar a possibilidade do controle da ligação bidirecional do fluxo de energia entre a estação de recarga, os painéis fotovoltaicos e rede de distribuição. Ou seja, este estudo permitirá a análise dos impactos e benefícios dos veículos elétricos e sistema de energia fotovoltaica na rede elétrica.
  • Universidade Federal Fluminense - RJ - Brasil
  • 01/06/2017-31/05/2020
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Bruno Spolon Marangoni

Ciências Exatas e da Terra

Física
  • montagem de experimento libs para análise multielementar em amostras agroambientais e nanoestruturadas
  • Técnicas químicas para a realização de medidas de concentração e caracterização elementar costumam ser dispendiosas, demoradas e gerar muitos resíduos tóxicos. Além disso, não é possível a construção de um único equipamento que trabalhe com todos os elementos da tabela periódica. A técnica LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy), por sua vez, baseada no plasma induzido por um laser, tem o potencial para identificar qualquer elemento químico de maneira mais rápida, barata e não destrutiva. Uma das principais vantagens da técnica advém do seu caráter multielementar, ou seja, a capacidade de identificar simultaneamente vários elementos atômicos constituintes na amostra. Dessa maneira, o espectro obtido funciona como uma “impressão digital” da amostra, permitindo a montagem de protocolos para separação/identificação de materiais. Outra possibilidade é utilizar amostras de referencia para montagem de uma curva de calibração, permitindo a montagem de protocolos de quantificação ou análises semi-quantitativas sem calibração com base em princípios de estabilidade termodinâmica local do plasma formado. O objetivo desse projeto visa realizar a ampliação espectral de um sistema LIBS recém-construído, saindo do intervalo de 190-300 nm para 190-500 nm após a inclusão de dois espectrômetros. Esse aumento na faixa de aquisição possibilitará a identificação de uma gama maior de elementos, permitindo uma análise mais detalhada e confiável de materiais nanoestruturados, cerâmicos, agroambientais, etc. Esse equipamento está inserido no contexto do curso de Pós Graduação em Ciência dos Materiais e tem como objetivo geral agregar resultados para projetos vinculados ao curso e contribuir com o avanço em técnicas ópticas analíticas em Mato Grosso do Sul e região Centro-Oeste. Como Objetivo específico e imediato, o sistema aplicado para análises multivariadas na identificação de grãos de milho transgênicos; montagem de protocolo para identificação de resíduo de pólvora após disparo de arma de fogo (identificação de Pb, Sb e Ba); e identificação de carbono em amostras de nanofibra de cerâmica (TiO2; ZnO; Nb2O5).
  • Universidade Federal de Mato Grosso do Sul - MS - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Bruno Tomio Goto

Ciências Biológicas

Botânica
  • espécies esporocárpicas de fungos micorrízicos arbusculares (glomeromycota): taxonomia, sistemática e evolução
  • Os Fungos Micorrízicos Arbusculares (FMA) desempenham associação simbiótica mutualística com a maioria das espécies de plantas nos mais variados ecossistemas terrestres, contudo, as espécies esporocárpicas de FMA (os únicos representantes do grupo com estruturas macroscópicas) têm sido pouco investigadas e levadas em consideração nos inventários taxonômicos devido, principalmente, a restrições metodológicas. O uso do termo esporocarpo no filo Glomeromycota é controverso, tendo em vista a diversidade de linhagens que apresentam esse hábito, consequência da complexa morfologia encontrada no grupo, que até o presente momento não dispõe de uma análise criteriosa acerca dos caracteres informativos para a delimitação das espécies. Além disso, 77% das espécies reconhecidas como esporocárpicas foram descritas exclusivamente com base em dados de morfologia, fato que torna a sistemática filogenética desse grupo limitada. Dessa maneira, o presente estudo objetiva propor uma revisão morfológica e molecular das espécies de FMA esporocárpicas através de análises moleculares de sequências de SSU, LSU e região ITS do DNA. Espera-se com esse trabalho esclarecer aspectos da taxonomia, sistemática e evolução do grupo, incluindo uma delimitação do termo esporocarpo para o filo Glomeromycota, bem como fornecer registros de ocorrência para o país, descrições de táxons e acréscimo de dados para a implementação de chaves de identificação.
  • Universidade Federal do Rio Grande do Norte - RN - Brasil
  • 01/06/2017-30/11/2020
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Bruno Vieira Bertoncini

Engenharias

Engenharia de Transportes
  • avaliação de impactos do transporte urbano de cargas: análise sobre emissão de poluentes e consumo de combustível na distribuição de mercadorias
  • O transporte urbano de cargas, TUC, é um desafio para as cidades brasileiras, advindo da falta de planejamento adequado à circulação dos fluxos de mercadorias. Existe ainda negligência e falta de consciência por parte dos gestores públicos para o tratamento adequado da logística urbana. Apesar de sua fundamental importância para o desenvolvimento econômico, dados referentes ao transporte urbano de carga ainda são escassos para subsidiar decisões. Estima-se que o transporte de cargas represente 25% do tráfego urbano e está inserido em um contexto que domina três pilares básicos: mobilidade, acessibilidade e facilidades de serviço e/ou manutenção. Todavia, tal atividade apresenta efeitos nocivos que, por um lado, motiva a tomada de decisão por parte do planejamento público, ao qual cabe um olhar quanto a circulação do transporte de cargas e seus impactos, enquanto, por outro lado, transportadoras buscam minimizar os diversos impactos decorrentes da circulação que poderão implicar custos extras, afetando a rentabilidade da atividade. No planejamento do transporte urbano os interesses são conflitantes e dependentes entre si, onde o crescimento da atividade de TUC tem sido observado nos últimos anos em uma condição especial, pois existem efeitos nocivos oriundos desta atividade para a sociedade, que devem ser motivo de compreensão e controle, mas não há consenso sobre a forma de colocar tal feito em prática, em especial aspectos ambientais relativos às emissões de poluentes e ao consumo de combustíveis. Com base em tais argumentos, a presente proposta de pesquisa se justifica, pois com ela busca-se avaliar os impactos decorrentes do TUC, com especial atenção para emissão de poluentes atmosféricos e consumo de combustível oriundos da distribuição de mercadorias.
  • Universidade Federal do Ceará - CE - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Bruno Vilela de Moraes e Silva

Ciências Biológicas

Ecologia
  • o efeito da dinâmica ambiental na relação entre história evolutiva e a extinção das espécies
  • O avanço das atividades humanas tem elevado a números alarmantes a atual taxa de extinção de espécies. Apesar de ser apontada como principal causa, a atividade antropogênica não é necessariamente a única, já que o processo de extinção é também um evento natural e as espécies são entidades antigas, de modo que para poder entender completamente o processo de desaparecimento das espécies, é indispensável considerar também a história evolutiva das espécies. Trabalhos recentes têm sugerido que algumas das características fundamentais para o estabelecimento do risco de extinção das espécies, como extensão de ocorrência, tamanho populacional ou área de ocupação, podem estar determinadas ou correlacionadas a fatores históricos intrínsecos das espécies como a idade do clado, taxa de diversificação e distinção evolutiva. Apesar disso, evidências ao longo do planeta tem indicado que a direção e intensidade da relação entre história evolutiva e risco de extinção muda de acordo com a região. Nesse projeto propomos que a relação entre história evolutiva e risco de extinção é mediada pela dinâmica climática de uma região. Especificamente, hipotetizamos que em climas mais estáveis, espécies mais recentes, com maior taxa de diversificação e menor distinção evolutiva estariam mais susceptíveis a extinção, porque estas encontrariam um ambiente saturado e uma alta competição por recursos pela presença de espécies antigas já bem adaptadas. Por outro lado, em locais de alta instabilidade climática, o processo de extinção agiria mais forte sobre espécies antigas, com baixa taxa de diversificação e maior distinção evolutiva, facilitando a chegada de novas espécies adaptadas às novas condições. Essa hipótese será avaliada em duas partes. Na primeira etapa utilizaremos uma simulação computacional para verificar se o padrão esperado emerge a partir de regras simples de especiação, extinção e evolução de nicho e se o mecanismo é de fato a saturação do ambiente. Na segunda etapa utilizaremos dados globais de diversos grupos taxonômicos e análises espaciais para verificar se a estabilidade climática influência a relação entre a história evolutiva e o risco de extinção. Os resultados desse trabalho deverão representar um passo importante para entender o processo de extinção e embasar melhor medidas de conservação da biodiversidade. Por fim, a equipe técnica envolvida favorece a integração da pesquisa entre o Nordeste e Centro-Oeste brasileiro, bem como envolve importantes parcerias internacionais com a Espanha e México, com potenciais colaborações com pesquisadores em instituições americanas.
  • Universidade Federal da Bahia - BA - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Bruno Vilhena Adorno

Outra

Robótica, Mecatrônica e Automação
  • manipulação cooperativa e coordenação de movimentos entre humanos, humanoides e manipuladores móveis
  • Recentes aplicações industriais, médicas, domésticas e militares têm considerado a cooperação entre seres humanos e robôs na realização das mais diversas tarefas. Apesar de diversos desafios surgirem em decorrência desta cooperação, o foco deste projeto está na manipulação cooperativa entre o humano e robôs com cadeias cinemáticas complexas (e.g., humanoides e manipuladores móveis), além da coordenação de movimentos em situações em que não existe contato físico entre os agentes da cooperação. Além disso, técnicas de visão computacional serão utilizadas para extrair informações relevantes à interação, como por exemplo a localização da pessoa e sua postura, localização de objetos, dentre outras, de tal forma que o robô possa usar essa informação para interagir com o humano. As informações visuais podem ser obtidas por dispositivos externos de baixo custo, tal como o Microsoft Kinect, que fornece informações visuais relevantes para a interação humano-robô (e.g., a cadeia cinemática do ser humano). Assim, o objetivo final deste projeto será de integrar as informações visuais ao sistema de controle do corpo completo dos robôs envolvidos na cooperação a fim de permitir a cooperação intuitiva e eficiente entre humano e robôs. Todas as técnicas desenvolvidas serão experimentadas em um robô humanoide a ser construído com recursos do projeto e com os manipuladores móveis já existentes no grupo de pesquisa.
  • Universidade Federal de Minas Gerais - MG - Brasil
  • 01/06/2017-31/05/2020
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Bruno Vinícius Manzolli Rodrigues

Engenharias

Engenharia de Materiais e Metalúrgica
  • nanomateriais híbridos a partir da eletrofiação de polímeros e pontos quânticos de carbono/grafeno: design, caracterização e aplicações
  • A redução do diâmetro de fibras poliméricas para a escala sub-micro e nanométrica é responsável por aumentar consideravelmente a área superficial, assim como também gerar materiais finais com elevados desempenhos mecânicos e com maior flexibilização de funcionalização. Mais recentemente, no campo das nanopartículas, os chamados quantum dots de carbono (C-dots) e quantum dots de grafeno (GQDs) têm emergido como excelentes fluoróforos universais em substituição aos QDs preparados a partir de semicondutores, os quais são tóxicos e apresentam baixa solubilidade. C-dots e GQDs apresentam uma combinação única de propriedades, entre elas, excelente fotoestabilidade, biocompatibilidade, efeito bactericida, fotoluminescência ajustáveis em um grande intervalo, e facilidade de interação e funcionalização com biomoléculas. Embora as combinações nanofibras/GQDs e nanofibras/C-dots sejam atrativas para a geração de nanomateriais híbridos com vasto potencial de aplicação, as investigações nessa área ainda são muito escassas. Neste contexto, o presente projeto propõe um estudo sistemático de rotas de preparação de materiais nanoestruturados híbridos a partir da eletrofiação de soluções de polímeros biodegradáveis combinados com C-dots e GQDs. Polímeros solúveis em meio aquoso, e.g., poli (álcool vinílico) (PVA), polímeros aprovados pela FDA, como a policaprolactona (PCL) e polímeros derivados da biomassa (acetato de celulose e quitosana) serão considerados. As rotas de obtenção dos C-dots e GQDs utilizarão a pirólise ou carbonização de pequenas moléculas orgânicas a partir de substratos obtidos de fontes naturais, entre eles ácido cítrico, glicose e grãos de café. Dada a estrutura 3D e porosa das matrizes eletrofiadas e a alta razão área superficial/volume, os nanomateriais produzidos deverão apresentar um excelente potencial de aplicação em áreas biomédicas, como por exemplo em bioimageamento, liberação controlada de fármacos/genes, membranas bactericidas e plataformas sensoriais ópticas. Esses materiais serão posteriormente caracterizados quanto a morfologia e propriedades físico-químicas utilizando técnicas espectroscópicas clássicas, tais como UV-vis e fluorescência, FTIR, assim como também análise térmica (DSC e TG), difração de raios-X e microscopias eletrônicas de varredura e transmissão. Posteriormente, visando futuras aplicações biomédicas, esses materiais nanoestruturados serão validados quanto as suas ações bactericidas e também como sensores ópticos para detecção de analitos diversos, como por exemplo, glicose e metais pesados, como o cromo hexavalente [Cr(VI)]. Para o andamento desse projeto, dada a infraestrutura e parque de equipamentos já existente na unidade executora e colaboradores, está sendo solicitado um montante para compra de materiais de consumo necessários (reagentes, solventes e polímeros) e agitadores magnéticos com aquecimento.
  • Universidade Brasil - SP - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Bruno Werneck Mintz

Ciências Exatas e da Terra

Física
  • modelos efetivos confinantes para a matéria fortemente interagente
  • Entender de que maneira as interações fortes levam à geração de cerca de 98% das massas da matéria visível (hadrônica) é um dos principais problemas da Física Teórica há décadas. Utilizando a abordagem dos modelos efetivos como seu método principal de estudo das interações fortes, este projeto investigará como a descrição do confinamento de quarks através de propagadores com violação de positividade afeta a termodinâmica de tais modelos. A sua viabilidade será confrontada com outros métodos não perturbativos, como QCD na rede, equações de Dyson-Schwinger e Grupo de Renormalização Funcional.
  • Universidade do Estado do Rio de Janeiro - RJ - Brasil
  • 01/06/2017-31/05/2020
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Bruno Zatt

Outra

Microeletrônica
  • projeto de sistemas em chip heterogêneos para codificação de vídeos 2d/3d com gerenciamento dinâmico de energia
  • Ao longo dos últimos anos observou-se a popularização de dispositivos móveis capazes de capturar, processar, codificar e exibir vídeos 2D e 3D. Apesar dos grandes avanços ao longo da última década, o projeto de dispositivos móveis enfrenta grandes desafios relacionados ao consumo energético dada a lenta evolução das baterias. Dessa forma, embora sejam capazes de prover compatibilidade com padrões avançados de codificação de vídeo (como o HEVC e o VP9), os dispositivos móveis atuais são incapazes de implementar integralmente as técnicas mais eficientes de codificação de vídeo disponíveis no mercado (ou seja, os padrões têm suas ferramentas parcialmente implementadas) devido a seu alto custo computacional e decorrente alto consumo energético. Como resultado, os vídeos são codificados de forma ineficiente (utilizando com maior volume de dados) levando a um em maior ônus de armazenamento e transmissão. Com o cenário descrito, ficam expostos dois desafios tecnológicos chave para garantir o crescimento do compartilhamento de vídeos em redes móveis: (i) redução do volume de dados necessários para representar vídeos: desafio enfrentado por meio da evolução de padrões de codificação; e (ii) redução do consumo energético para codificação de vídeo em dispositivos móveis: desafio que tem sido enfrentado através do uso de aceleradores de hardware dedicados ao custo de baixa flexibilidade e enorme esforço de desenvolvimento para cada diferente padrão de codificação. Devido a diversidade de padrões de codificação de vídeo disponíveis no mercado, deseja-se que dispositivos móveis atuais devem ter capacidade de codificar e decodificar vídeos de acordo com os diferentes padrões atuais HEVC, VP9, AV1 e AVS2 enquanto mantendo compatibilidade com padrões anteriores como H.264 e MPEG-2. No entanto, espera-se que tais dispositivos sejam flexíveis a ponto de prover suporte aos novos padrões que seguem surgindo no mercado. Caso os dispositivos sejam projetados para manipular também vídeos 3D, deve-se suportar ainda padrões como MV-HEVC e o 3D-HEVC. Em outras palavras, é crítico prover suporte eficiente a múltiplos padrões e garantir flexibilidade de operação em um ecossistema heterogêneo de compartilhamento de vídeos onde múltiplos serviços devem coexistir (exemplos: Broadcasting, Youtube, Netflix, Snapchat, Periscope, Twitch, etc...). O objetivo de projetar sistemas móveis eficientes energeticamente e capazes de suportar múltiplos padrões de codificação de vídeo com altas taxas de compressão esbarra no elevado esforço computacional demandado por estes padrões. Estudos apresentados em (VANNE, 2012) demonstram que a implementação de referência do HEVC (fornecida pelos desenvolvedores do padrão como plataforma experimental) excede em até 4000x o tempo de processamento necessário para prover tempo real quando rodando em um processador Intel Core i5 operando a 2.6GHz. Para tratar problemas tão custosos como a codificação de vídeo, sistemas em chip (System-on-a-chip - SoC) estado da arte para dispositivos móveis - como Qualcomm Snapdragon 845 (QUALCOMM, 2018), Samsung Exynos 9 (SAMSUNG, 2018), Apple A10 (APPLE, 2018), NVIDIA Tegra X2 (NVIDIA 2018) – dispõe de múltiplos núcleos de processamento (tipicamente processadores ARM), unidades de processamento gráfico programáveis (GPUs), processadores de sinais (DSPs) e aceleradores de hardware dedicados para tarefas muito complexas como codificação de vídeo e comunicação 4G. Aceleradores de hardware provêm eficiência energética superior a soluções em software mas são inflexíveis. No caso de codificação de vídeo, por serem aceleradores de hardware específicos para cada padrão, faz-se necessário um grande volume de transistores adicionais para suportar cada padrão que, em muitos casos, são muito similares a seus concorrentes. Embora o aumento do número de transistores já não seja um fator tão crítico quanto fora no passado, seu aumento leva à elevação no custo de fabricação e problemas relacionados a Dark Silicon (HENKEL, 2015). Além disso, em tais sistemas não existe a possibilidade de adicionar suporte eficiente a outros e mais novos padrões de codificação após o projeto do SoC. Este projeto de pesquisa visa propor soluções para codificação de vídeos em sistemas móveis capazes de prover eficiência energética, eficiência de codificação e flexibilidade para suporte de múltiplos padrões de codificação 2D e 3D. Será abordada a etapa de projeto de SoCs heterogêneos dispondo de CPUs, GPUs, DSPs, e unidades reconfiguráveis FPGA para mapeamento dinâmico de aceleradores de hardware. Nesta etapa serão utilizadas ferramentas de modelagem e simulação de alto nível que irão se utilizar de dados extraídos de caracterização energética/desempenho de cada unidade funcional e sua respectiva interface com a memória. Será dada atenção especial à hierarquia de memória incluindo a avaliação de notas tecnologias e interfaces de memória. Este projeto visa ainda abordar questões de gerenciamento dinâmico de energia levando em consideração o balanço com a eficiência de codificação. Para tal, serão exploradas características do comportamento dos padrões de codificação de vídeos, estado do sistema e característica dos vídeos sendo codificados. Assim, o SoC deverá adaptar-se em tempo de execução para encontrar pontos de operação que reduzam o consumo energético mantendo altas taxas de compressão e respeitando o estado do sistema (como nível da bateria). Para isso, serão necessários algoritmos de predição de carga de trabalho, alocação e migração de tarefas (considerando implementações em SW, HW ou HW programável), controle de DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) e power/clock-gating e técnicas de computação aproximada.
  • Universidade Federal de Pelotas - RS - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Bruss Rebouças Coelho Lima

Ciências Biológicas

Fisiologia
  • atividade oscilatória neuronal como mecanismo capaz de integrar o processamento de informação no cérebro.
  • O objetivo do atual projeto é investigar os mecanismos neurofisiológicos pelos quais diferentes áreas cerebrais interagem entre si para dar o origem ao comportamento complexo. Nós trabalhamos com a hipótese que a coordenação temporal precisa entre diferentes populações de neurônios, conforme manifestado pelas oscilações neurais síncronas, é fundamental para promover tal interação (Singer, 1999). Oscilações neurais podem ser medidas de forma não-invasiva em humanos por meio do registro eletroencefalográfico (EEG), mas com uma limitada resolução espacial. Por outro lado, registros eletrofisiológicos intracranianos em primatas não-humanos (macacos) acordados, realizando uma tarefa comportamental, permitem medir oscilações neurais na faixa de 1-100 Hz, com alta resolução temporal e espacial. O papel que a coordenação temporal precisa exerce no cérebro é altamente controversa. No entanto, transtornos psiquiátricos e do neurodesenvolvimento, como o autismo e a esquizofrenia, estão associados a padrões oscilatórios anormais. Pacientes com estes transtornos relatam uma percepção fragmentada do mundo, sugerindo existir uma ‘síndrome de desconexão’, onde a interação entre diferentes partes do cérebro apresenta-se disfuncional. Nós abordaremos esta questão usando o registro de EEG em crianças diagnosticadas com autismo, e o registro intracraniano em macacos acordados enquanto estes realizam uma tarefa comportamental. Macacos serão treinados em tarefas que envolvem a atenção espacial e temporal; ambas requerem uma ação coordenada entre múltiplas regiões cerebrais. Uma inovação deste projeto é que nós planejamos registrar do cérebro de macacos enquanto eles estão aprendendo a realizar a tarefa comportamental. Nós começaremos registrando de áreas puramente visuais (V1, V2 and V4) e, subsequentemente, registraremos também do pulvinar, um núcleo integrativo do tálamo. Nosso objetivo final é aplicar modelos desenvolvidos em animais para melhor entender o padrão anormal do EEG em crianças diagnosticadas com autismo, abrindo possibilidades para um melhor diagnóstico (quiçá tratamento) deste transtorno.
  • Universidade Federal do Rio de Janeiro - RJ - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Cacinele Mariana da Rocha

Ciências Exatas e da Terra

Oceanografia
  • flutuações na descarga de água subterrânea e efeitos ecológicos associados ao fluxo de nutrientes, sul do brasil
  • A descarga de água subterrânea (DAS), negligenciada cientificamente por muitos anos pela dificuldade em sua avaliação e percepção de magnitude, vem sendo reconhecida mundialmente. Sua atuação como grande transportador de matéria dissolvida entre a terra e o mar contribui para a ciclagem de nutrientes e elementos traço para os oceanos costeiros mundiais. O geotraçador radônio (²²²Rn) é um dos elementos mais eficientes e atuais na detecção de massas d’água oriundas do subterrâneo. Isso porque estas águas subterrâneas apresentam nutrientes e contaminantes em ordens de grandeza superiores das águas superficiais devido ao seu íntimo contato com a fração geológica a qual ficam expostas por longos períodos, e isso se aplica ao ²²²Rn, gás que evade em superfície. Isso faz com que a DAS seja algumas vezes comparáveis às descargas e fluxos superficiais, garantindo suporte à produção primária costeira. A DAS oscila muito, sendo variável com o tempo, desigual e difusa em vista de múltiplas forçantes. A pluviosidade, a maré, as ondas e o regime de ventos são alguns dos drivers deste processo. Entretanto, os efeitos ecológicos associados, tanto no que diz respeito às concentrações e fluxos de nutrientes, quanto em suas razões moleculares, são pouco compreendidas e este é o foco do presente projeto. Prospecta-se compreender como fatores climáticos e ambientais regulam a DAS e quais os reflexos na produtividade primária, na dinâmica da composição e biomassa dos produtores primários. As amostragens serão semanais pelo período de dois anos, oportunizando robustez na avaliação dessas variações temporais (semanais e sazonais) e sua magnitude. Objetiva-se perceber padrões de flutuações tanto quando da ocorrência de eventos locais, como frentes e ressacas, como quando de fenômenos globais, como as oscilações oriundas do Oceano Pacífico, tão climaticamente frequentes e extremas na região sul do Brasil, área de estudo proposta.
  • Universidade Federal do Rio Grande do Sul - RS - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Cácio Luiz Boechat

Ciências Agrárias

Agronomia
  • valores de referência de qualidade para metais pesados em solos do estado do piauí
  • Os metais pesados mais tóxicos são encontrados em pequenas quantidades na fase sólida do solo, mas podem desempenhar um importante papel na fertilidade deste. O conhecimento da associação de metais pesados com determinadas fases de solo, bem como, as interações com cada um dos outro elementos ali presentes é extremamente decisiva para a compreensão do comportamento desses elementos em solos. Por isso, a mensuração dos “valores de referência” destes elementos é de grande importância. No Brasil, o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) estabeleceu as normas e critérios para o licenciamento de atividades efetivas ou potencialmente poluidoras a ser concedida pela União, pelos Estados, pelo Distrito Federal e Municípios, bem como, outras atribuições legais. Decretou através da resolução nº 420, de 28 de dezembro de 2009 que cada estado da federação seria responsável pela elaboração dos Valores de Referência de Qualidade (VRQs) para metais pesados nos seus respectivos territórios, estabelecendo um prazo de até quatro anos para a confecção da lista com os valores para cerca de 19 elementos, entre metais, semi-metais e metais de transição. Neste contexto, no Estado do Piauí, existe a necessidade de pesquisas que assegurem a qualidade ambiental para a população. Sabe-se que há grande uso de metais pesados em produtos agroquímicos utilizados na agricultura comercial, bem como a intensificação de atividades antropogênicas em áreas antes inexploradas, e que estas tendem a modificar também os elementos constituintes daquele ambiente. Portanto, a hipótese a ser testada é que naturalmente ocorre uma ampla variabilidade nos teores de metais pesados nos solos do Piauí, atrelada aos diversos compartimentos geomorfológicos, pedológicos e geológicos no processo de formação destes. O objetivo geral do presente estudo é estabelecer VRQs para metais pesados nos solos do Estado do Piauí. As metas a serem alcançadas são: confeccionar junto ao CONAMA a tabela de VRQs para metais pesados; obter informações que permitam realizar um levantamento geoquímico representativo para o estado; Coletar informações que auxiliem no levantamento e confecção de um banco de solos de referência para o Estado do Piauí; Apresentar os resultados em eventos técnico-científicos; publicar artigos científicos em periódicos de alto impacto e gerar quatro dissertações de mestrado. No início da execução do projeto será feito um levantamento das áreas representativas e uma escolha prévia de pontos amostrais com base nos mapas de solos e geológico do Piauí, todos na mesma escala ou adaptados de escalas próximas, as informações serão estruturadas com a utilização de um Sistema de Informações Geográficas, afim de obter uma relação entre os compartimentos geomorfológicos, pedológicos e geológicos mais representativos do estado, para que sejam estabelecidos os pontos amostrais com a devida representatividade espacial, levando em conta também parâmetros como: ordem de solo, litologia, textura, relevo, hidrologia, clima, altitude para que sejam determinadas a quantidade e a localização aproximada de cada ponto amostral. Serão coletadas amostras de solo compostas, a partir de quatro amostras simples na profundidade de 0,00 a 0,02 m com o auxílio de trado holandês e pás fabricadas em aço inoxidável, em locais caracterizados como de nenhuma ou mínima influência antrópica. Serão adotados procedimentos de coleta, manuseio, preservação, acondicionamento e transporte descritos em normas nacionais e internacionais, respeitando-se os prazos de validade, de acordo com a resolução do CONAMA. As amostras serão processadas e posteriormente submetidas a análises laboratoriais. O material excedente será devidamente e armazenado em potes de polietileno contendo todas as informações colhidas sobre o tipo de solo, material de origem e sua localização, visando a obtenção de um banco de solos para o estado do Piauí. As amostras de solo serão analisadas em duplicata, quanto a granulometria, capacidade de retenção de água, teores de óxido de ferro, manganês e silício, pH em água, teor de fósforo, bases trocáveis, acidez potencial e acidez efetiva, soma de bases, saturação de bases, capacidade de troca de cátions efetiva e total e carbono orgânico total com base na metodologia da Embrapa. Para extração dos teores totais e pseudo-totais de Al, Sb, As, Ba, B, Cd, Pb, Co, Cu, Cr, Fe, Mn, Hg, Mo, Ni, Ag, Se, V, Zn serão adotados procedimentos de ataque ácido, com digestão em forno micro-ondas, conforme método 3051A. Os VRQs serão estabelecidos com base nos percentis 75 e 90. Resultados discrepantes de cada substância serão avaliados e quando necessário, excluídos da matriz de dados. Os resultados serão avaliados por estatística descritiva, correlação de Pearson, análise de componentes principais e análise de cluster. A contribuição do projeto envolve a geração de bases para a definição dos VRQs desses elementos para o Estado, bem como, a elaboração de planos de manejo de áreas, permitindo a aplicação da legislação no estado e fornecendo informações que permitirão aperfeiçoar e atualizar os mapas de solos do estado, possibilitando a geração de um banco de dados de solos de valor inestimável, além do pioneirismo da proposta, realizando em um único projeto a coleta de dados que poderão subsidiar vários avanços no futuro, como por exemplo servir de ferramenta para o zoneamento agrícola do estado, o planejamento de abertura de novas áreas, a atualização dos bancos de dados de avaliação imobiliária rural para fins de produção agropecuária, dentre outras possibilidades e projetos tão necessários quanto este. Os pesquisadores envolvidos no projeto apresentam uma ampla experiência no tema proposto e a contribuição de cada membro, incluindo discentes e técnicos, permite assegurar a integridade e a qualidade dos resultados obtidos.
  • Universidade Federal do Piauí - PI - Brasil
  • 01/06/2017-31/05/2020
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Caetano Traina Junior

Ciências Exatas e da Terra

Ciência da Computação
  • desenvolvimento de índices polivalentes para consultas por similaridade
  • Os Sistemas de Gerenciamento de Bases de Dados (SGBD) tradicionalmente visam a atender as necessidades de armazenagem e recuperação de grandes volumes de dados representados por valores numéricos, datas e pequenas cadeias de caracteres, chamados genericamente "dados escalares", para os quais comparações por relações de identidade (RI) ou ordem (RO) são adequadas. Com a evolução da tecnologia da informação, vem se tornando necessário organizar, armazenar e recuperar outros tipos de dados, a que nos referimos como "dados complexos", tais como imagens, vídeo, séries temporais, sequências genômicas, etc., para os quais as consultas por similaridade são opção mais adequada. Consultas por similaridade tendem a ser computacionalmente caras, significativamente mais caras do que as consultas por RI e RO. Assim, grande parte da pesquisa em consultas por similaridade tem visado o desenvolvimento de estruturas de indexação adequadas. Nosso grupo de pesquisa tem desenvolvido diversas ferramentas visando disponibilizar tais formas de consulta nos SGBD existentes, e diversos dos índices mais rápidos disponíveis atualmente forma desenvolvidos com nossa participação. No entanto, com a aplicação desses resultados a projetos de grande porte, temos constatado que a abordagem tradicional, de depender de índices focados a atender uma classe restrita de consultas pré-definidas, não é geralmente válida quando a carga de consultas inclui uma proporção significativa de consultas por similaridade. Uma estrutura de indexação para consultas por similaridade indexa na realidade um espaço de distâncias que representa o espaço dos objetos complexos. Um espaço de distâncias é gerado extraindo características dos objetos complexos, e definindo uma função de distância que avalia a similaridade entre os objetos pela distância entre as respectivas características. O problema é que, na prática, as buscas por similaridade tendem a ser inerentemente exploratórias, e com isso é comum usar diversos extratores e mesmo diversas funções de distância para um mesmo extrator. Como cada combinação extrator/função de distância induz um espaço de distância diferente, cada um deles deve ser indexado numa estrutura separada, gerando uma proliferação de índices com baixíssima taxa de utilização. O objetivo deste projeto é estudar o desenvolvimento de uma nova classe de índices, a que nos referimos como "índices polivalentes", que possam ser usados em múltiplos espaços de distância, que possam ser usados para localização de objetos, para filtragem de objetos nas respostas, para poda de sub-espaços de busca como operações independentes, etc., e que possam ser usados em qualquer estágio de processamento de uma consulta e assim beneficiem diversas formas de consultas, incluindo as consultas por similaridade.
  • Universidade de São Paulo - SP - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Caio Antonio Carbonari

Ciências Agrárias

Recursos Florestais e Engenharia Florestal
  • comportamento de herbicidas residuais em solo e resíduos da colheita na cultura do eucalipto
  • A utilização do cultivo mínimo como principal sistema de preparo de solo para o plantio de eucalipto, promove a manutenção de grandes quantidades de resíduos da colheita sobre o solo, o que afeta diretamente a ação dos herbicidas aplicados em pré-emergência para o manejo de plantas daninhas. O objetivo deste projeto de pesquisa será avaliar a dinâmica de liberação de herbicidas (flumioxazin, sulfentrazone, isoxaflutole, indaziflam e clomazone) e seus efeitos no controle de plantas daninhas quando aplicados sobre resíduos da colheita do eucalipto e avaliar a disponibilidade do herbicida sulfentrazone em diferentes tipos de solo e manejo de resíduos vegetais e seus efeitos na seletividade para o eucalipto. Serão instalados experimentos para avaliar a dinâmica de liberação dos herbicidas aplicados sobre diferentes quantidades e misturas dos resíduos da colheita de eucalipto em função da simulação de lâminas de chuva de 0; 10; 20; 35; 50 e 100 mm. Serão determinadas as concentrações dos herbicidas nas soluções coletadas após a passagem da cada lâmina de chuva pelos resíduos, por meio de um sistema LC-MS/MS, permitindo a elaboração das curvas de liberação desses herbicidas dos resíduos para o solo. Serão realizados experimentos para avaliar a eficácia de controle de plantas daninhas em função da presença dos resíduos da colheita de eucalipto e lâminas de chuva. Para o herbicida sulfentrazone, em função de suas particularidades quanto à seletividade para o eucalipto, serão instalados experimentos em campo com diferentes condições de aplicação e serão realizadas avaliações da disponibilidade no solo, controle de plantas daninhas e fitotoxicidade para diferentes clones de eucalipto.
  • Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - SP - Brasil
  • 01/06/2017-31/05/2020