Projetos

 SISTEMAS BIOLÓGICOS E AGROINDUSTRIAIS

Tecnologias de secagem de produtos agropecuários – Dr. Divair Christ

O processo de secagem visa a redução do teor de água fazendo com que a atividade da água dos produtos diminua drasticamente, aumentando o tempo de conservação e a vida útil do mesmo, facilitando seu transporte, manuseio e armazenamento. O fenômeno da secagem não pode ser generalizado para materiais biológicos, pois possuem características próprias e propriedades que podem sofrer importantes alterações durante a secagem. As características específicas de cada produto, associadas às propriedades do ar de secagem e ao meio de transferência de calor adotado, determinam diversas condições de secagem. Entretanto, a transferência de calor e de massa entre o ar de secagem e o produto é fenômeno comum a qualquer condição de secagem. Neste contexto objetiva-se estudar através do uso de secadores artificiais, os processos de secagem de produtos agrícolas de forma a otimizar os processos de secagem por meio de novas tecnologia, sistemas de secadores e fontes de calor, verificando os efeitos destes sistemas de secagem na qualidade final dos produtos, de forma a  manter a qualidade do produto seco em escala elevada.

Tecnologia de Processamento e Armazenagem de Produtos Agropecuários – Dr. Divair Christ

O agronegócio é o setor propulsor da economia brasileira, gerando 37% do total de empregos e 42% das exportações movimentando cerca de um terço do Produto Interno Bruto. Dentre os produtos da agropecuária brasileira destacam-se os grãos, que têm alcançado recordes nas últimas safras graças ao uso de tecnologias de ultima geração. Por outro lado, as infra-estruturas de armazenagem não mostram conexão com este desempenho e comprometem a perenidade do agronegócio. A capacidade da infra-estrutura de armazenagem é de apenas 70% da produção e somente 5% estão localizadas em propriedades agrícolas. Estas estruturas devem armazenar o produto por um determinado período e manter suas qualidades desejáveis para utilização futura. A qualidade do produto armazenado é determinado principalmente por fatores genéticos e ambientais, condução da lavoura, procedimentos adotados na colheita e pós-colheita, os quais são responsáveis pelas variações na composição química, características físicas, sensoriais e higiênico-sanitárias dos produtos agrícolas. Neste contexto objetiva-se estudar métodos de processamento e armazenagem de produtos agropecuários, quanto a sua estrutura, condução e condições micro e macro-ambientais, de forma a garantir a produção, o processamento, o armazenamento e a distribuição de produtos agrícolas com características superiores que atendam às demandas dos mercados consumidores.
 
APGVE - Agricultura de Precisão e Gerenciamento da Variabilidade Espacial - Dr. Eduardo Godoy de Souza

Através dos avanços tecnológicos na agropecuária, especialistas têm sugerido que os diversos setores da agricultura não devem ser tratados de maneira homogênea. Neste sentido, a variação espacial e temporal deve ser considerada para que se possa ter melhor aplicação e aproveitamento dos insumos, podendo assim melhorar a produtividade, reduzir o custo de produção e o impacto ambiental. Neste projeto procura-se estudar a variabilidade espacial da produtividade, dos atributos físicos e químicos do solo, no cultivo de culturas anuais e perenes.
 
SOSM - Seleção e Otimização de Sistemas Mecanizados - Dr. Eduardo Godoy de Souza

A seleção e otimização de sistemas mecanizados é o principal objetivo da mecanização racional. Neste projeto procura-se estudar soluções pontuais que elevarão o rendimento mecânico e econômico de diversos sistemas mecanizados agrícolas. Ano de início – 2008.

 

Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento Voltados ao Desenvolvimento da Agricultura – Dr. Erivelto Mercante

As pesquisas que utilizam técnicas de geoprocessamento devem dotar-se sempre de equipamentos e metodologia para aquisição, armazenamento, gerenciamento, manipulação, cruzamento, exibição e distribuição de dados e informações geográficas. As possibilidades de utilização das ferramentas do Geoprocessamento abrangem diversos setores ou áreas que trabalhem com informações que possam ser relacionadas a pontos específicos do território.

Na área agrícola o leque de aplicação é enorme, entretanto, o foco de pesquisa do GeoLab/Unioeste esta relacionado ao acompanhamento e desenvolvimento de culturas com vistas a previsão de safra, bem como, no gerenciamento adequado de uso e ocupação de solos agrícolas, por meio de utilização de imagens de satélite e técnicas de geoestatísticas.

 

Uso de Geotecnologias para Previsão de Safras das Principais Culturas Agrícolas no Estado do Paraná – Dr. Jerry Adriani Johann

O projeto tem relevância econômica para o estado do Paraná, visto que propõe uma metodologia objetiva de previsão de safras usando imagens de satélite de distribuição gratuita, estimando a produção (área e produtividade) das principais culturas agrícolas (soja, milho (1ª e 2ª safras), trigo e cana-de-açúcar) paranaenses. Desta forma, as estimativas agrícolas tornar-se-ão mais objetivas, melhorando as atuais estimativas subjetivas utilizadas pelos órgãos oficiais. Além disto, a proposta tem viabilidade técnica e objetiva antecipar a divulgação das estatísticas agrícolas, uma vez que hoje, os dados oficiais finais são divulgados muito após o término da colheita, dando margem a especulações do mercado quanto a real produção do estado, o que afeta, consequentemente, os preços pagos aos produtores rurais. Sendo assim, com a apresentação metodológica do sistema de previsão de safras ora proposto, será possível a disseminação dos resultados aos órgãos interessados, sejam eles de cunho governamental e/ou privado.


Estudos Alelopáticos - Dra. Lucia Helena Pereira Nobrega

A alelopatia tem importante papel no manejo do solo, especialmente em sistema de plantio direto, o qual envolve o emprego de plantas de cobertura. O resíduo vegetal diminui a incidência de plantas invasoras, quer pela barreira física criada à emergência e à luz, quer pelas substâncias liberadas ao meio. Essas substâncias podem inibir ou favorecer a presença de outras plantas, sejam elas invasoras ou cultivadas. Sendo assim, estudos que envolvam várias espécies que podem ser utilizadas como cobertura vegetal e seus efeitos sobre culturas agrícolas, são importantes para a região essencialmente agrícola na qual se insere o PGEAGRI.
 
Uso de Produtos Vegetais para Controle de Pragas de Armazenamento e Alterações de Caratecterísticas Sensoriais - Dra. Lucia Helena Pereira Nobrega

O uso de produtos agroquímicos, em larga escala, no controle de pragas de armazenamento, pode acarretar toxidade do produto ao ambiente, ao homem e animais, alem da resistência de algumas espécies ao produto. Alguns grãos/sementes são mais sujeitos ao ataque de pragas durante o armazenamento, como: trigo, feijão, amendoim, milho, etc.; e sofrem perdas consideráveis de quantidade e qualidade do produto. Vários produtos vegetais podem ser utilizados por suas características repelentes, eucalipto, alho, arruda, cravo; tanto na forma de óleo essencial, extratos aquoso-alcoolicos ou apenas moídos. Entretanto, o uso desses produtos pode deixar resíduos nos grãos, o que os inviabilizaria para o consumo. Muitas espécies ainda não foram estudadas e pelo seu uso, condimentos, por exemplo, poderiam alterar o sabor, mas de forma a não provocar rejeição no consumo. No entanto, algumas espécies poderiam acarretar perda de qualidade física e fisiológica dos produtos, acarretando prejuízos. Neste contexto, justificam-se estudos entre as espécies, a característica repelente dos produtos utilizados, a eficiência no controle de pragas e as alterações na qualidade dos produtos armazenados.
 

Estudo de Modelos Geoestatísticos Univariados e Multivariados – Dra. Luciana Pagliosa Carvalho Guedes

Desenvolver um estudo sobre modelos geoestatísticos univariados e multivariados. Esse estudo contempla uma comparação entre esses modelos e uma análise da influência que alguns parâmetros associados aos modelos geoestatísticos uni e multivariados exercem quanto a descrição da variabilidade espacial de variáveis georreferenciadas. Esse estudo será desenvolvido por meio de simulações e de dados reais coletados da produtividade da soja e suas respectivas covariáveis que são os atributos físicos e químicas do solo coletados nos anos agrícolas 2006/2007 e 2007/2008 e 2008/2009, em uma área comercial de 75 há produtora de grãos na região Oeste do Paraná.

 

Tecnologia de Aplicação – Dr. Marcio Furlan Maggi

A tecnologia de aplicação de produtos fitossanitários é um dos mais multidisciplinares campos dentro da agricultura, uma vez que se reporta ao controle de insetos e ácaros, de plantas daninhas e de agentes patogênicos, considerando aspectos da biologia, da química, da engenharia, da ecologia, da sociologia e da economia. A Tecnologia de aplicação pressupõe o uso de diversas áreas multidisciplinares que atuam em conjunto para efetuar de forma otimizada a minimização de riscos ambientais na aplicação de agroquímicos de forma eficiente no controle de pragas e doenças.  Por isto há uma ampla diversidade de fatores que interferem na aplicação destes produtos. Pressupõe-se que um bom conhecimento desses fatores seja fundamental para a escolha da correta tecnologia a ser empregada. Porém, muito do conhecimento adquirido nesta área ainda não é praticado no setor produtivo, requerendo maior divulgação dos fundamentos necessários para que a aplicação seja realizada de forma otimizada. O presente projeto busca desenvolver pesquisas nesse setor seja na área tecnologia embarcada seja no uso de ferramentas que facilitem o uso de diversos equipamentos de modo a garantir a eficiência dos produtos e técnicas de aplicação. O Desenvolvimento de técnicas com custo reduzido, também facilita a inserção de novas tecnologias no setor produtivo em especial o de práticas de cultivo. Algumas das linhas de pesquisa que serão desenvolvidas nesse projeto serão: o mapeamento de plantas daninhas com uso de grades mínimas e comparativas para elaboração de mapas localizados de herbicidas, no controle dePoaceaes e Fabaceaes; utilização de drones no mapeamento e levantamento de doenças e pragas; elaboração de zonas de manejo para pragas e doenças; resistências de plantas daninhas aos herbicidas;  seleção de ponteiras adequadas às diversas aplicações; desenvolvimento de protótipos de baixo custo para troca de ponteiras adequadas as técnicas e aplicação com redução de vazões e redução de risco de contaminação dos operadores e de deriva nas aplicações terrestres e aéreas; a incidência de plantas daninhas em função das práticas de manejo do solo e compactação; manejo integrado de pragas e doenças; manejo das áreas de cultivo com rotação de culturas e sistema radicular agressivo e plantas com efeito alelopático e inibidoras  de determinadas plantas infestantes.

 

Diagnósticos em Estatística Espacial – Dr. Miguel Angel Uribe Opazo

Apresentar um estudo de inferência geoestatística em modelos espaciais e estabelecer diretrizes que possam auxiliar no uso das técnicas de diagnóstico de influencia local, utilizadas na análise de sensibilidade dos estimadores de máxima verossimilhança e máxima verossimilhança restrita a pequenas perturbações nos dados e/ou nas suposições do modelo de variabilidade espacial. Assim, se estudará a influencia local de pontos discrepante, assumindo Z(s) ter uma distribuição elíptica n-variada, na estimação de parâmetros de modelos espaciais e na elaboração de mapas temáticos construídos pela krigagem universal. Utilizando o método de influência local, apresentaremos um estudo de aplicação a dados simulados e a dados reais coletados da produtividade da soja e suas covariáveis físicas e químicas do solo, dados coletados no ano agrícola 2006/2007, em uma área comercial de 75 ha na região Oeste do Paraná, em uma grade irregular.

Variabilidade Espacial e suas Aplicações – Dr. Miguel Angel Uribe Opazo

Pesquisas na área de engenharia agrícola, tais como estudos de atributos do solo e produtividade são influenciados na maioria dos casos pela variabilidade espacial, o qual, existe um raio de dependência espacial entre elementos amostrais. Este projeto estuda métodos geoestatísticos que auxiliam no estudo da variabilidade espacial na estimação da função semivariância ou covariâncias, assim, como no ajuste de modelos teóricos a semivariogramas experimentais, comparando diferentes critérios de estimação de parâmetros. Pretende-se investigar a sensibilidade dos métodos de estimação dos parâmetros ao tamanho da amostragem quando variam em função de sua densidade amostral. 
Pretende-se nesta pesquisa, além do estudo da geoestatística, fazer um estudo aplicado da geoestatística na variabilidade espacial da produtividade de soja, dos atributos físicos e químicos do solo em área experimental e comerciais de agricultura de precisão, cujos dados são coletados desde os anos de 1998, podendo-se realizar uma incorporação do tempo à modelagem da área.

 

Alterações Físico-Químicas e Nutricionais Durante a Colheita e Armazenamento de Produtos Agrícolas – Dra. Silvia Renata Machado Coelho

As perdas quantitativas e qualitativas de produtos agrícolas no Brasil são expressivas. Pesquisas indicam perdas de 20% para grãos e até superiores a 40% em produtos perecíveis, como frutas e hortaliças. A falta de conhecimento técnico, o uso de máquinas, transporte e práticas inadequadas durante a colheita e armazenamento são apontados como as principais causas de perdas altamente significativas em todas as cadeias produtivas. Além disso, durante o armazenamento ocorre uma deterioração gradual, irreversível e cumulativa desses produtos, e a intensidade dessa deterioração depende do ambiente, do produto em si e de sua condição fisiológica no início do armazenamento. Esse projeto objetiva avaliar alterações físico-químicas e nutricionais em produtos agrícolas colhidos e armazenados em sistemas de produção, testando e propondo metodologias de análise.

 

RECURSOS HÍDRICOS E SANEAMENTO AMBIENTAL

Saneamento Ambiental Associado a Valoração do Potencial Metanogênico de Resíduos Agropecuários da Região Oeste – Dr. Airton Kunz

O projeto compreende aprofundar conhecimentos da digestão anaeróbia e consequentemente permitir a prospecção do potencial de produção de biogás dos resíduos agropecuários e subsidiar mecanismos para potencializar a produção de energia. Além disso, surge a necessidade de estudar os efluentes da digestão anaeróbia (digestato), os quais na falta de áreas agricultáveis para sua disposição no solo exigem o uso de tecnologias de tratamento com capacidade de remoção de elevadas cargas de nutrientes. Sendo assim, a presente proposta visa estudar os processos de produção de biogás, compreendendo a caracterização dos substratos e configurações de reatores biológicos, aliada ao tratamento do digestato para remoção de nutrientes (nitrogênio e fósforo).

 

Estudos Integrados em Recursos Hídricos nos Aspectos Quantitativos e Qualitativos, sua Implicações na Bacia Hidrográfica - Dr. Benedito Martins Gomes

A água e sua utilização de maneira sustentável são elementos imprescindíveis para a vida, o desenvolvimento das comunidades humanas e a conservação dos espaços naturais. A água por ser recurso renovável estaria sempre disponível para o Homem utilizar. No entanto, os aspectos quantitativos e qualitativos têm comprometido o uso da mesma em algumas regiões. No âmbito do desenvolvimento sustentável dos recursos hídricos, compreende as ações que visam garantir os padrões de qualidade e quantidade da àgua dentro da sua unidade de conservação, a bacia hidrográfica. É atualmente aceito o conceito de gestão integrada dos recursos hídricos como paradigma de gestão da água. Procurar este conceito e dar relevância à necessidade de integrar a gestão da água em função dos seus diferentes tipos de uso, das diferentes dimensões de conhecimento que estão envolvidas, dos diferentes tipos de instituições. Pressupõe a valorização da água em função da sua natureza renovável e fluída. Desta forma este projeto temático presupõe ações de recuperação e proteção de microbacias voltadas para melhoria da qualidade dos recursos hídricos; ações e políticas socioespaciais voltadas para as APPs que também apresenta grande diversidade disciplinar e metodológica, com diferentes aplicações e resultados; planejamento local dos recursos hídricos para ações transversais em diversas escalas; este projeto de pesquisa tem como objetivo desenvolver e realizar estudos hidrometereológicos com o objetivo da obtenção de ferramentas de gestão dos recursos hídricos. Pretende-se, deste modo, fornecer subsídios para o planejamento adequado dos recursos naturais, reduzindo os impactos ambientais, buscando o desenvolvimento sustentável na região.
 
Tratamento de Efluente de Refinaria de Óleo de Soja - Dr. Benedito Martins Gomes

O efluente gerado no processo de industrialização do óleo de soja não pode ser descartado na forma bruta ao meio ambiente, pois possui alto nível de demanda química de oxigênio (DQO), sólidos suspensos e dissolvidos, óleos e graxas, dentre outros componentes orgânicos. Para tanto, deve-se escolher um sistema de tratamento adequado, onde se deve levar em consideração equipamentos e técnicas tais como: Tipos e concentração de contaminantes presentes no efluente; Qualidade que a água deve atingir após o tratamento; Vazão de água a ser tratada; Método e opções que ofereçam um baixo custo/benefício. O efluente gerado no processo de refino está em forma de emulsão óleo/água. As gotas de óleo estabilizadas quimicamente, segundo Lelinski (1993) e Beeby & Nicol (1993), comportam-se mais como partículas sólidas do que as estabilizadas fisicamente devido à sua alta densidade de carga superficial e seu menor tamanho. Vários autores, entre eles: Lelinski (1993) e Santander (1998) apud Rosa (2003), têm constatado que as gotículas de óleo apresentam carga superficial negativa para uma ampla faixa de pH (freqüentemente a partir de 3). Para que as operações de coagulação, floculação e flotação ocorram, é necessário promover a desestabilizaçao da emulsão através da neutralização da superfície carregada eletricamente. A presença de cargas elétricas aumenta a repulsão entre as partículas, dificultando a aglomeração e formação de agregados maiores e de mais fácil sedimentação. O fenômeno de neutralização consiste exatamente na eliminação dessas cargas eletrostáticas superficiais ou, em outras palavras, na diminuição do chamado potencial Zeta (KURITA, 2007).  De acordo com Leppinen (2000), as cargas elétricas das partículas e das bolhas são fatores muito importantes na FAD. O pré-tratamento químico é um requisito essencial para a alta eficiência da FAD. Geralmente, são necessários gradientes de velocidades altos durante a dosagem química (mistura rápida) e baixos para promover a agregação das partículas durante a floculação. O processo de flotação por ar dissolvido (FAD) unido a uma etapa prévia de coagulação/floculação é capaz de promover, constantemente, remoções de DBO5 superiores a 95%. O teor de óleos e graxas é reduzido para algo abaixo de 50 mg/L (Dorsa, 2004). Esta é a tecnologia mais recomendada porque minimiza a ruptura dos flocos formados na etapa de coagulação/floculação (Lacerda; Marques; Brandão, 1998).  Azbar e Yonar (2004) fizeram uma avaliação comparativa em escala de laboratório e em escala industrial de alternativas para tratamento de efluente proveniente de refinaria de óleo de vegetal, entre elas, tratamento físico-químico por coagulação, floculação e sedimentação/flotação por ar dissolvido (FAD). O experimento de coagulação foi realizado com o uso de sulfato de alumínio e cloreto férrico obtendo-se uma dosagem ótima de 250 mg/L. A porcentagem de remoção pela coagulação com sulfato de alumínio à concentração de 250 mg/L, depois da flotação, esteve em 88% de DQO, 72% para O&G e 86% para SST sendo de 84% de DQO, 80% de O&G e 80% de SST para o cloreto férrico. Na segunda parte da fase 1, as amostras foram submetidas às mesmas dosagens da primeira parte e então a FAD foi aplicada obtendo uma remoção de DQO de 84%, O&G de 83% e de SST de 81% com a aplicação do sulfato de alumínio e de 81% de DQO, 73% de O&G e 78% de SST para cloreto férrico (Azbar & Yonar, 2004). O objetivo deste trabalho é testar dois coagulantes, combinados a três classes de polieletrólitos (aniônico, catiônico e não iônico), aplicando a técnica de flotação por ar dissolvido (FAD), para viabilizar seu uso em tratamento de efluentes de refinaria de óleo de soja. 
 
Tratamento de Resíduos da Produção de Biodiesel - Dr. Benedito Martins Gomes

Nos dias atuais, muito se tem falado sobre o aquecimento global e suas possíveis causas, mas o consenso científico identifica os níveis aumentados de gases de efeito estufa produzidos pela atividade humana como a principal influência. Uma das alternativas para se reduzir as emissões de gases-estufa é substituir os combustíveis fósseis por fontes renováveis, como o biodiesel. O processo de produção de biodiesel é composto das seguintes etapas: preparação da matéria-prima, reação de transesterificação, separação de fases, recuperação e desidratação do álcool, destilação da glicerina e purificação desse combustível renovável, tendo como subproduto a glicerina e como resíduo água de purificação. Uma vez que, para cada 100 l de biodiesel são produzidos 10 kg de glicerina bruta e gera em média 60 l de água residuária, estudar alternativas para o aproveitamento economicamente viável da glicerina e tratamento da água residuária tornou-se um aspecto importante nessa cadeia produtora. Com o intuito de atender estes pressupostos elaborou-se um projeto global do qual derivam quatro projetos menores: a) Uso de glicerina bruta na biodigestão anaeróbia de efluente de fecularia onde se visa a produção de biogás em um tratamento combinado de dois resíduos, o glicerol e a manipueira; b) Caracterização da água residuária da produção de biodiesel por diferentes processos, no qual pretende-se avaliar o teor de poluentes de acordo com o processo utilizado na preparação e purificação do biodiesel; c) Tratamento biológico de água residuária do biodiesel, onde serão estudados processos biológicos aeróbios, anaeróbios e combinados no tratamento da água residuária e d) Tratamento da água de purificação do biodiesel em sistema de flotação por ar dissolvido, no qual serão estudados coagulantes, auxiliares de coagulação e otimização do processo de flotação para tratamento da água residuária.

 

Poluição Difusa das Águas Resultante da Aplicação de Água Residuária da Suinocultura na Cultura do Pinhão Manso – Dr. Elisandro Pires Frigo

As ameaças à disponibilidade a qualidade das águas no Brasil e no mundo compreendem o crescimento populacional, a urbanização, industrialização, as formas de uso do solo, produção agropecuária, mudanças climáticas e fontes de poluição. Em inúmeras propriedades, principalmente naquelas destinadas a agricultura familiar, é comum observar o lançamento de dejetos animais ao solo sem que se tenha conhecimento da necessidade de nutrientes necessários tanto para o solo quanto para as culturas. Dessa forma, o presente estudo tem por objetivo avaliar o potencial de poluição das águas subterrâneas e superficiais quando do uso de água residuária da suinocultura aplicada numa cultura de pinhão manso (Jatropha curcas L.) em função de diferentes níveis de precipitação pluvial e da fertirrigação, de modo a fornecer resultados que orientem a otimização do uso de dejetos líquidos pelos produtores que constituem a agricultura familiar rural, minimizando custos e impactos ambientais.

 

Aproveitamento da Biomassa Lignocelulósica como Matéria-Prima para Bioprocessos – Dra. Luciane Sene

A biomassa lignocelulósica é composta por três principais frações: celulose, hemicelulose e lignina. As duas primeiras, após pré-tratamentos adequados e hidrólise resultam em açúcares fermentescíveis para a produção de diversos bioprodutos, como o xilitol e o etanol de segunda geração. O presente projeto visa à utilização do bagaço de cana-de-açúcar, bem como da biomassa de diferentes variedades de sorgo forrageiro e sacarino para obtenção de açúcares para a produção de xilitol e etanol. São estudadas as condições de hidrólise da biomassa para o aproveitamento de ambas as frações, a celulose e a hemicelulose. A produção de etanol tem sido avaliada em processos de SHF e SSF, bem como processos com a remoção de etanol por vácuo a fim de minimizar o efeito inibitório do etanol no metabolismo da levedura. Como a produção do etanol de segunda geração gera resíduos durante as etapas de destoxificação dos hidrolisados e deslignificação, são estudadas formas de aproveitamento desses resíduos de forma a evitar contaminação ambiental.

 

Avaliação do Desempenho de Sistemas de Irrigação Utilizando Técnicas Estatísticas de Controle de Qualidade - Dr. Marcio Antonio Vilas Boas

O Paraná se destaca pela agricultura . Torna-se necessário, portanto, a realização e difusão de pesquisas visando o uso racional da água, recurso natural renovável, mas que tem se tornado cada vez mais escasso em função de sua distribuição irregular e desuniforme. Cientes da relevância do assunto, pretende-se avaliar diferentes sistemas de irrigação e equipamentos visando uma maior eficiência e praticidade na aplicação de água e produtos químicos via água de irrigação. As avaliações consistem de testes laboratoriais e de campo, para sistemas de irrigação individuais e comunitários. Os resultados analisados e interpretados podem sugerir soluções para problemas e possibilitar sua extrapolação para sistemas semelhantes.
 
Desenvolvimento de Programas Computacionais para Sistemas de Irrigação - Dr. Marcio Antonio Vilas Boas

O Brasil é um país com grande potencial para o desenvolvimento da Informática aplicada à Agricultura Irrigada. A informática constitui uma inovação tecnológica com enorme potencial para aumentar a produtividade dos recursos produtivos na agricultura irrigada e no suporte à geração de banco de dados para tomada de decisões gerenciais. Tendo em vista que nos últimos anos os custos dos equipamentos de informática vêm se reduzindo continuadamente em termos reais e que a disponibilidade de softwares específicos para a agricultura irrigada não é grande torna-se importante o desenvolvimento de programas computacionais voltadas para a agricultura irrigada. Sendo assim, o objetivo desta linha de pesquisa é o desenvolvimento de programas computacionais para a determinação da uniformidade, eficiência e manejo da irrigação e posterior avaliação de como esta nova tecnologia está sendo utilizada pelos agricultores no Oeste do Paraná.
 
Desenvolvimento de novas metodologias para o aproveitamento de resíduos agroindustriais na Região Oeste do Paraná – Dra. Maria Herminia Ferreira Tavares

Desenvolver novas metodologias para o emprego de resíduos agroindustriais comuns no Oeste do Paraná, visando maximizar a eficiência dos processos produtivos com o menor impacto ambiental. Desenvolver e aplicar conhecimentos, metodologias e tecnologias de reuso da água, visando formas sustentadas de gestão do complexo solo-água. 
Resumo dos trabalhos desenvolvidos através do projeto: 1) Desenvolvimento de técnicas experimentais para fermentação anaeróbia de manipueira e resíduos bovinos e posterior emprego do efluente do tratamento como biofertilizante. 2) Desenvolvimento de técnicas do emprego de águas residuárias da suinocultura na agricultura na Região Oeste do Paraná.


Desenvolvimento e Aplicação de Novas Metodologias em Engenharia de Água e Solo – Dra. Maria Herminia Ferreira Tavares

Estudar os aspectos teóricos e práticos que envolvem diversos aspectos da Engenharia de Água e Solo, com vista ao uso e manejo racional do solo e da água, otimizando os processos produtivos com o menor impacto ambiental. Desenvolver e aplicar conhecimentos, metodologias e tecnologias de reuso da água e práticas de uso do solo, com a manutenção da qualidade dos mesmos. Estudar e aplicar formas sustentadas de gestão do complexo solo-água. Resumo dos trabalhos desenvolvidos através do projeto: 1) Desenvolvimento de técnicas experimentais para medidas de solutos no solo. 2) Desenvolvimento de técnicas experimentais e teóricas para determinações da curva de retenção de água em solos do Estado do Paraná: o trabalho visa desenvolver técnicas laboratoriais de baixo custo para levantamentos de curva de retenção de água em solos do Paraná, assim como desenvolver técnicas de ajuste de dados de retenção já existentes para os solos paranaenses. 3) Levantamento de padrões de variabilidade espacial de atributos e propriedades físico-hidricas de solos do Oeste do Paraná e suas relações com as produtividades de soja, trigo e milho, com o emprego da metodologia de Espaço de Estados.
 
Valorização Agronômica e Energética de Resíduos Rurais e AgroindustriaisDra. Mônica Sarolli Silva de Mendonça Costa

Submeter os resíduos provenientes de criatórios animais e de agroindústrias aos processos biológicos de reciclagem como a compostagem, vermicompostagem, biodigestão anaeróbia e derivações como a co-digestão e a co-compostagem. Nestes processos atinge-se a estabilização dos resíduos tornando-os passíveis de serem utilizados no solo como fonte de nutrientes para as plantas e de matéria orgânica. Com isso promove-se sua valorização agronômica pois os produtos, composto, vermicomposto e biofertilizante apresentam composição química mais concentrada e estável.  A valorização energética se dá pela conversão do carbono existente nos resíduos, em CH4 (metano) por meio da biodigestão e co-digestão anaeróbia, gás combustível que pode ser empregado na própria propriedade e/ou agroindústria promovendo a sustentabilidade do setor.

 

Riscos Ambientais de Produtos Químicos no Meio Ambiente – Dr. Ralpho Rinaldo dos Reis

Os produtos químicos apresentam um papel essencial na qualidade de vida da sociedade moderna. Compostos como pesticidas, fármacos, combustíveis, solventes, dentre outros, estão presentes em praticamente todos os setores da atividade econômica. Assim, a visão idealizada de um mundo livre de produtos químicos não é compatível com nosso modo de vida atual. Como consequência do uso disseminado dessas substâncias, a preocupação com o destino final e os riscos ambientais e à saúde vêm aumentando por parte de alguns segmentos da sociedade. Desta forma, pesquisas que levantem informações acerca das propriedades dos produtos químicos são necessárias para o planejamento de ações que objetivem a recuperação de áreas contaminadas ou a preservação de locais ainda não degradados. A coleta destes dados relativos aos danos causados por tais substâncias ao meio ambiente e seus ecossistemas é lenta e onerosa. Desta maneira, grandes esforços também têm sido destinados às pesquisas que visam à construção de modelos matemáticos para predição de propriedades físicas, químicas ou biológicas de interesse ambiental. Assim, este projeto tem por objetivo a obtenção de dados referentes aos danos que podem ser causados ao meio ambiente (solos e águas) pelos diferentes tipos de produtos químicos, e também, a obtenção de modelos de predição de propriedades de interesse ambiental, que possam ser usados em protocolos de avaliação dos riscos ambientais destas substâncias a serem utilizados por agências regulatórias.

 
Clonagem, Expressão e Purificação de Enzimas do Complexo Xilanolítico da Bactéria Aquática Caulobacter crescentus Crescida na Presença de Resíduos Agroindustriais - Dra. Rita de Cássia Garcia Simão

Clonagem, expressão e purificação de enzimas do complexo xilanolítico da bactéria aquática Caulobacter crescentus crescida nas Enzimas xilanolíticas de microrganismos têm atraído uma grande atenção nas últimas décadas, particularmente, por causa de seu uso biotecnológico em vários processos industriais como alimentos, indústria de polpa de celulose e papel. Tais enzimas têm demonstrado um ótimo potencial para uso em diversos produtos economicamente úteis, como os combustíveis líquidos ou gasosos, solventes e xarope de açúcar. Microrganismos podem aproveitar materiais lignocelulósicos para crescimento e indução de enzimas xilanolíticas. Exemplos de fontes de materiais lignocelulósicos incluem resíduos agrícolas e florestais, lixos orgânicos urbanos e resíduos industriais. Uma abordagem para a obtenção de enzimas com elevado grau de pureza é a clonagem dos genes que as codificam em bactérias que possam superexpressá-las. Caulobacter crescentus é uma bactéria aquática Gram-negativa, extremamente hábil a sobreviver em ambientes oligotróficos e apresenta enzimas envolvidas com o metabolismo de materiais lignocelulósicos em seu genoma, mostrando assim, um potencial para a degradação de resíduos derivados da agroindústria. O objetivo deste projeto é clonar e caracterizar genes que codificam enzimas do complexo xilanolítico de Caulobacter crescentus, como Xilanases e β-Xilosidases. Pretende-se ainda avaliar a expressão destes genes na bactéria crescida na presença de diferentes resíduos agroindustriais como, palha de milho, bagaço de cana, entre outros, além de purificar uma proteína recombinante usando-se a bactéria E. coli como hospedeira. Proteínas purificadas serão caracterizadas bioquimicamente e terão suas produções otimizadas visando aplicação em larga escala no futuro. O aproveitamento de resíduos agroindústriais para produção de enzimas por bactérias além de apresentar grande relevância econômica também gera grandes benefícios ambientais.

 

Uso de Águas Residuárias Agroindustriais em Culturas da Região do Oeste do Paraná – Dr. Silvio César Sampaio

O reúso de água agroindustriais na agricultura ou a disposição de efluentes no solo visando a minimização e maximização dos recursos hídricos no contexto de uma bacia hidrográfica é uma técnica de saneamento ambiental não é um conceito novo e tem sido praticado em todo o mundo há muitos anos, e principalmente na região oeste do Paraná em que concentra 25% do PIB agropecuário do estado devidos às intensas atividades agrícolas e agroindustriais. Contudo atualmente é uma técnica promissora e desafiadora que carece de vários estudos que envolvem estudos de solo, água, planta e atmosfera em um mundo globalizado em que se discute meio ambiente, uso racional da água, efeito estufa, créditos de carbono, poluição difusa, contaminação por agroquímicos, bioremediação, entre outros. Desse modo, o objetivo principal desse projeto é desenvolver estudos referentes aos efeitos ambientais do uso de água residuárias agroindustriais e da pecuária no solo e água e manutenção da sanidade e produção das culturas usadas na região oeste do Paraná
 
Remoção de Nutrientes de Efluentes Agroindustriais – Dra. Simone Damasceno Gomes

As agroindústrias, principalmente no Oeste do estado do Paraná, destacam-se como grandes poluidoras, devido especialmente, às elevadas vazões com que geram seus efluentes, ricos em carga orgânica, nutrientes, sólidos e óleos e graxas. Neste setor enquadram-se o abate e a industrialização de aves, suínos, bovinos e peixes, cujos processos geram uma gama de resíduos e subprodutos que, se mal destinados ou processados, se constituem em potenciais poluentes ambientais. O lançamento destes efluentes não tratados ou tratados inadequadamente tem sido a causa de sérios danos ao meio ambiente. Uma das conseqüências dos impactos antrópicos nos ecossistemas aquáticos é a ocorrência de acelerados processos de eutrofização, causando um enriquecimento artificial desses ecossistemas pelo aumento das concentrações de nutrientes na água, principalmente, compostos nitrogenados e fosfatados. No que se refere aos compostos nitrogenados sua remoção é necessária, pois além de promoverem a eutrofização das águas superficiais, são responsáveis também por outros problemas, tais como, a amônia livre é tóxica aos peixes e muitos outros organismos aquáticos; a amônia ou íon amônio consome o oxigênio dissolvido do corpo d’água; o íon nitrato é um risco potencial de saúde pública em águas consumidas por crianças. No Brasil, normalmente os sistemas de tratamento de águas residuárias adotam lagoas de estabilização, devido à grande disponibilidade de área, clima favorável, simplicidade operacional e utilização de pouco ou nenhum equipamento, ou ainda, adotam sistemas como filtros biológicos, lodos ativados convencionais, reatores anaeróbios, biodiscos, entre outros. Os sistemas de tratamento de efluentes agroindustriais, normalmente utilizam tecnologias eficientes para a remoção de matéria orgânica carbonácea, no entanto, quanto à remoção de nutrientes, apresentam-se deficientes. Recentemente, têm-se buscado a aplicação de processos conjugados, como os reatores em bateladas sequenciais, que permitem a combinação dos tratamentos em um único reator, com operações sequenciais ao longo do tempo, diminuindo assim os custos de implantação, de manutenção e operação e possibilitando um maior controle do nitrogênio total, através das maiores eficiências que podem ser obtidas. Neste contexto o objetivo do presente projeto é avaliar alternativas para a remoção biológica de nutrientes de efluentes agroindustriais.


Tratamento e Aproveitamento de Resíduos Agroindustriais – Dra. Simone Damasceno Gomes

Os processos industriais são um dos principais responsáveis pela poluição das águas quando lançam efluentes sem tratamento aos cursos naturais, produzindo uma série de danos ao meio ambiente e ao homem. Dentre as principais atividades agroindustriais que precisam de atenção para evitar a poluição das águas, estão os matadouros e frigoríficos, as indústrias processadoras de mandioca e os laticínios, dentre muitos outros, ricos em nutrientes e matéria orgânica. A região Oeste do Estado do Paraná (Brasil) representa um importante pólo de produção de aves e suínos, onde são abatidos anualmente cerca de 366.000 toneladas de aves e 188.000 toneladas de suínos. As cadeias produtivas da suinocultura e da avicultura geram resíduos desde a criação até a industrialização. Durante o processamento dos animais, resíduos como sangue, ossos, peles, penas, vísceras e gorduras são utilizados na obtenção de rações, além de serem matéria-prima para fabricação de cosméticos, dentre outros. Entre os principais estados que cultivam mandioca, o Paraná ocupa o terceiro lugar em produção de raízes com 13,6% da produção nacional, possuindo ainda o maior parque industrial, o que resulta em uma contribuição média anual de 65% da produção de fécula brasileira. A digestão anaeróbia tem se apresentado como uma opção viável para o tratamento das águas residuárias agroindustriais, se mostrando como alternativa adequada que preenche aos requisitos: simplicidade de projeto, uso de equipamentos e instalações simples, baixo consumo de energia e alto eficiência de tratamento. Neste contexto o objetivo deste projeto é avaliar o tratamento e o aproveitamento de resíduos agroindustriais, através de alternativas que permitam aumentar a eficiência dos processos.