Wheat is the main winter crop in Rio Grande do Sul State. Temperature and photoperiod are the major environmental factors that control development in wheat. Wheat plants exposed to cold, non freezing temperatures induce them to enter the reproductive phase. Temperature and photoperiod response functions are used to simulate the wheat development. Developmental models are important part of water soil balance, growth and yield crop models. Thus, the objectives of this thesis were: (i) to evaluate vernalization sensitivity of some Brazilian wheat genotypes and to fit a vernalization response function for these genotypes; (ii) to determine the best temperature, photoperiod and vernalization functions to simulate wheat development with the Wang and Engel (WE) model for some Brazilian wheat genotypes; and (iii) to improve the prediction of available soil water in the soil by modifying two mechanistic models. To achieve the first objective, a factorial experiment with eight levels of vernalization (0, 7, 14, 21, 28, 35, 42 and 49 vernalization days) and six wheat genotypes were used. Also a field experiment was carried out in Santa Maria, RS, Brazil, to provide independent data on the date of developmental stages of six Brazilian wheat genotypes for evaluating the original and the modified WE model. Soil water content was determined with the gravimetric method to evaluate water balance models during three sowing dates. For those genotypes that presented some response to vernalization, response functions are presented, which can be used in models for simulating the development of Brazilian wheat cultivars with distinct vernalization requirements. The WE model simulates better the development of the Brazilian wheat genotypes using cardinal temperatures higher than original WE model and using daily maximum and minimum temperatures in the calculation of the temperature response function. The modified Campbell; Diaz water balance model is more realistic and has a greater potential for performing well in regions others than it was developed. The modified Amir; Sinclair water balance model simulates better the available soil water than the original model. | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | O trigo é a principal cultura de inverno do Estado do Rio Grande do Sul. A temperatura e o fotoperíodo são os dois elementos meteorológicos que mais influenciam o desenvolvimento de plantas de trigo. Quando se expõem plantas de trigo a temperaturas baixas não congelantes, estas podem ser induzidas a entrarem no estágio reprodutivo, diminuindo o seu ciclo de desenvolvimento. Para simular o desenvolvimento do trigo são utilizadas funções de resposta a temperatura e fotoperíodo. O modelo de desenvolvimento é parte importante em modelos de simulação de balanço de água no solo, crescimento e rendimento das culturas. Assim, os objetivos desta tese foram: (i) determinar a sensibilidade à vernalização de alguns genótipos de trigo do sul do Brasil e, ajustar uma função de reposta a vernalização para aqueles que apresentaram sensibilidade; (ii) determinar a melhor função de temperatura, fotoperíodo e vernalização para simular o desenvolvimento de alguns genótipos brasileiros de trigo com o modelo de Wang e Engel (WE); e (iii) obter uma melhor predição do balanço de água no solo, modificando dois modelos mecanísticos de balanço de água no solo. Para atingir o primeiro objetivo, foi conduzido um experimento fatorial com oito níveis de vernalização (0, 7, 14, 21, 28, 35, 42 e 49 dias de vernalização) e seis genótipos de trigo. Também foi realizado um experimento com várias datas de semeadura em Santa Maria, RS, Brasil, para obtenção de dados independentes dos estágios de desenvolvimento de seis genótipos Brasileiros de trigo para avaliar o modelo WE modificado. Foi determinado o conteúdo de água no solo pelo método gravimétrico em três datas de semeadura, com a finalidade de avaliar o desempenho dos dois modelos de balanço de água no solo. Para os genótipos que apresentaram resposta à vernalização são apresentadas funções de resposta, que podem ser usadas em modelos de simulação do desenvolvimento de genótipos brasileiros de trigo. O modelo WE simula melhor o desenvolvimento do trigo quando são usadas as temperaturas cardinais maiores do que as do modelo original e usando as temperaturas mínimas e máximas diária para o cálculo da função de resposta a temperatura. O modelo de balanço de água no solo de Campbell; Diaz modificado é mais realístico e com maior possibilidade de desempenho satisfatório em regiões de clima distinto daquelas em que foi desenvolvido. O modelo de balanço de água no solo de Amir; Sinclair modificado estima melhor a água disponível no solo que o modelo original.

Estações de captação de água para abastecimento de cidades têm a função de retirar a água de seu curso natural ou de um reservatório e transportá-la a uma estação de tratamento. Sabe-se que quase a totalidade da energia consumida é para o funcionamento dos conjuntos motobombas, sendo, portanto, importante conhecer o funcionamento destas máquinas, portanto se faz necessários estudos que objetivam a integração dos dimensionamentos elétricos e hidráulicos, com a avaliação do impacto da qualidade de energia e da automação de estações de captação de água. Tudo isso visando a economia de energia, o controle e a supervisão do sistema e à minimização dos impactos da variação do sinal elétrico. O objetivo geral deste trabalho foi de desenvolver metodologia de diagnóstico energético de instalações de captação de água. Para tal foi estudado e simulado as instalações de captação de água do Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Viçosa – SAAE, Viçosa, MG. Para o gerenciamento energético de qualquer instalação é requerido o pleno conhecimento dos sistemas energéticos existentes. Sendo assim, avaliou-se a energia elétrica fornecida pela concessionária em relação ao nível e desbalanceamento do sinal de tensão da rede, o uso adequado do consumo de energia elétrica na estação de captação, e a caracterização das cargas, incluindo: (i) potência nominal e potência em uso; (ii) tensão nominal e de fornecimento; (iii) corrente em função da carga e da tensão de fornecimento; (iv) horas de funcionamento anual; (iv) regime de trabalho (v) procedimentos operacionais, como a forma de partida; e (vi) potência hidráulica útil. A partir destes conhecimentos dimensionou-se individualmente a bomba, o motor elétrico e o conjunto motobomba e com isto foi possível realizar a simulação do consumo e da demanda de energia elétrica para o sistema corretamente dimensionado e simulação de tarifa de energia elétrica ideal para contratação. Concluíu-se que em relação a qualidade da tensão o potencial de economia de energia foi pequeno pois a tensão se encontrou dentro dos padrões, 98,26% na fase A, 97,36% na fase B e 72,36% na fase C e com esta variação de tensão encontrada obteve-se uma diferença final no rendimento de 0,36% na pior situação, portanto devendo-se trabalhar com a tensão na qualidade fornecida sem mexer na estrutura instalada, já em relação a adequação de força motriz e de bombas verificou-se um grande potencial de economia de energia pois na planta atual havia bombas com um rendimento muito baixo e apenas a troca da bomba e do motor no conjunto dois poderia-se obter uma economia de 16,8% apenas no consumo de energia elétrica e na adequação tarifaria verificou-se um grande potencial de economia de energia, pois no contrato atual tem-se bombas com rendimento muito baixo e tarifas não adequadas a situação. O sistema proposto necessitava de um manejo adequado, que permitiria-se chegar a uma economia financeira de 48,18% em todo o sistema. | The water pumping stations for supplying the localities operate by removing the water from its natural course or a reservoir and transporting it to the treatment plant. It is well-known that almost the total consumed energy is to the operation of the power pumping sets, therefore is important to know the operation of these machines. Thus, there is a need for studies that aim the integration of the electric and hydraulic dimensioning, such as, the evaluation of the impact of the energy quality and automation of the water pumping stations, on the energy economies, control and supervision of the system, as well as to the minimization of the impacts from the variation in electric sign. In this context, the present study was carried out to diagnose energetically a water pumping station, as well as to develop a methodology to accomplish the energetic diagnosis in the water pumping system of the Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Viçosa – SAAE, Viçosa -MG. The energy management in any facility requires the complete knowledge of the existing energetic systems. Then, the electric power supplied by the utility is evaluated, relative to the level and imbalance of the network tension sign, whereas the way the electric power is consumed in the water pumping station is studied, by surveying the characteristics of each electric charge, as including: (i) nominal power and power in use; (ii) both nominal and supplied tensions; (iii) current as a function of the load and supplied tension; (iv) yearly operating hours; (iv) work regime; (v) operational procedures, as a starting way; and (vi) effective hydraulic power. Based on this knowledge, the dimensioning were only performed for the pump, the electric motor and both. So, it was possible to simulate the consumption and demand of the electric power for the correctly dimensioned system and to simulate the tariff of the ideal electric power for contract. It is concluded that in relation to tension quality, the energy economy potential is low because the tension is within the standards for 98.26% of the cases at phase A, 97.36% at phase B and 72.36% at phase C, and this variation in the tension provides a final difference of 0.36% in efficiency under the worst situation. Thus, it is advised to work with the tension under the supplied quality, so maintaining the structure as it really is. In relation to the adequacy of the engine power and pumps, a high potential for energy economy is verified, since there are low efficient pumps in the current project, so just changing the pump and engine in set 2 might provide an economy of around 16.8% in the consumption. Concerning to tariff adequacy, there is a high potential for energy economy, since in the current contract the pumping system shows a very low efficiency as well as tariffs not appropriate to the situation. The proposed system needs an adequate management, as an economy of 48.18% in the whole system might be obtained. | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Las actividades industriales de Galicia demandan un considerable volumen de materias primas, energía y agua, que generan residuos diversos, tratados en una pequeña proporción y, provocan importantes impactos ambientales. Además, la capacidad de autoabastecimiento de energía primaria ha desaparecido, dando paso a elevadas importaciones de recursos energéticos, atendiéndose las demandas industriales sin reducir las exportaciones de electricidad y derivados del petróleo. En este artículo se pretende profundizar en el conocimiento de dicha problemática, mediante la aplicación de modelos de flujos de materiales, energía, agua y residuos para la industria manufacturera y, en particular, para sectores con una producción significativa en el conjunto de la industria gallega, realizando una comparación de su comportamiento en 1992 y 2000. Se manifiesta, así, posibles tendencias del conjunto industrial, como puede ser una cierta desmaterialización relativa, acompañada de una rematerialización absoluta.

This study has been motivated by attempts to manage optimally the root zone of agricultural soils as well as by concerns about soil and groundwater pollution. A finite difference model to solve the one-dimensional water transfer equation is presented. The results obtained with this numerical model were compared with those calculated using an analytical solution, which considers a constant flow at the soil surface, and with those obtained using an optimum solution proposed in this study, in which a constant soil water content is considered to occur at the soil surface. Furthermore, a numerical scheme to solve the convection-dispersion equation is presented so as to simulate the transport of solute that does not interact with the soil particles. The numerical solution used to describe water and solute transport is also compared with experimental results reported by others authors. It was found that the simulate results obtained by the numerical solution generally are in good agreement with those using the approaches referred in this study, and with the experimental data utilized. Therefore, this numerical solution can be used for practical purposes. | El presente estudio fue motivado por la importancia que revisten las transferencias de agua y de sustancias quimicas en las capas superficiales del suelo en relacion con el manejo de los suelos agricolas y la contaminacion del suelo y del agua subterranea. Se presenta un modelo en diferencias finitas para la solucion de la ecuacion unidimensional de transferencia de agua en el suelo. Los resultados de la simulacion numerica se comparan con los de una solucion analitica para el caso de un flujo constante en la superficie del suelo y con los de una solucion optimal propuesta en este trabajo para el caso de una humedad constante en la superficie del suelo. Se presenta tambien una solucion numerica de la ecuacion de conveccion-dispersion para describir el transporte de los solutos que no interactuan con las particulas del suelo. Los resultados de la simulacion numerica para el transporte de agua y solutos se comparan con resultados experimentales de otros autores. En general, los resultados obtenidos con la simulacion numerica estan en buen acuerdo con los obtenidos mediante las soluciones referidas y con los resultados experimentales utilizados. Por lo tanto, esta solucion numerica puede ser usada para propositos practicos.

Se comparan los resultados obtenidos en la determinación de la Aw del queso de Valdeteja (León) por las ecuaciones de Marcos et al (1981), Rüegg y Blanc (1983) y Fernández-Salguero et al (1986), y por la fórmula Aw = 1,00937 - 0,00898 (NaC1) -0,00274 (Cenizas - NaC1), desarrollada en nuestro laboratorio. Esta última dio la mejor respuesta con una precisión de ± 0,008. La de Rüegg y Blanc ofreció también buenos valores. Las de Fernández-Salguero et al fueron asimismo muy precisas, aunque su aplicación a este tipo de queso requiere la introducción de pequeñas modificaciones. | Results obtained in determining Aw of Valdeteja cheese by Marcos et al (1981), Rüegg and Blanc (1983) and Fernández-Salguero et al (1986) equations and by the ormula Aw = 1,00937 - 0,00898 (NaC1) - 0,00274 (Ash - NaC1), developed in our laboratory, are checked. The later yields the best data (accuracy = ± 0,008). The one by Rüegg & Blanc gives good values too. Those of Fernández-Salguero et al were also very precises, but they must be slightly modified to apply then to this type of cheese.

Resumen: La contaminación y el cambio climático son conceptos que están en la mesa de todos los gobiernos actualmente. Cuando hablamos de cambio climático nos referimos a cambios de temperatura y patrones climáticos a lo largo del tiempo. Estos cambios pueden ser naturales, sin embargo, en la mayoría de los casos son provocados por actividades humanas. La contaminación es la presencia, ya sea en el aire o en el agua, de pequeñas partículas, gases o productos químicos que implican un riesgo para los seres vivos. Los contaminantes, si bien es verdad que pueden provenir de acciones naturales, como la erupción volcánica, en la mayoría de los casos provienen de actividades humanas, cómo puede ser el tráfico, la construcción, la utilización de fertilizantes en los cultivos o el vertido de petróleo en los océanos. La Unión Europea está realizando un programa denominado Young Innovators para combatir estos problemas. Se trata de un proyecto de educación climática, desde el que se quiere ayudar a jóvenes, a través de talleres y de aprendizaje basado en proyectos, entre otras cosas, a convertir las ideas sobre el cambio climático en acciones. Este proyecto tiene un programa denominado Guardianes del Aire y el Agua que enfoca estos objetivos en los barrios del sur de la ciudad de Madrid, en concreto en Usera y Villaverde. En este programa se llevan a cabo una serie de sesiones en los colegios o institutos en las que se informa a los alumnos sobre qué es el cambio climático, qué es la contaminación y qué acciones se pueden llevar a cabo para combatirlos. Además, se realiza una sesión enfocada al aprendizaje de sensores de fácil implementación a través del microcontrolador Arduino. Estas sesiones concluyen en una salida al campo para medir la calidad del aire y el agua de los alrededores del colegio con dos estaciones de medición de calidad de aire y agua diseñadas con Arduino y con sensores de fácil implementación. Tras esta salida al campo los alumnos proponen medidas contra el cambio climático y la contaminación que puedan ser implementadas desde los hogares o colegios. El objetivo de este proyecto es el diseño e implementación de esas dos estaciones con la finalidad de que sean de bajo coste, y usando sensores que dispongan de librerías o sean de lectura directa, para que puedan ser duplicadas en un futuro por los institutos y colegios. Los sensores utilizados miden los parámetros más comunes de contaminación, tanto en aire como en agua, para poder comparar los datos con las redes de estaciones profesionales repartidas a lo largo del territorio español. La idea del desarrollo de estas estaciones surge del problema que se plantea con la red de estaciones de España, sobre todo a nivel atmosférico, pues no llegan a todos los rincones y, a veces, no están colocadas en los sitios de mayor contaminación, pues muchas de ellas se encuentran en parques o jardines. Abstract: Pollution and climate change are concepts that are on the table of all governments nowadays. When we talk about climate change we mean changes in temperature and weather patterns over time. These changes can be natural, however, in most cases they are caused by human activities. Pollution is the presence, either in air or in water, of small particles, gases or chemicals that pose a risk to living beings. The pollutants, although it is true that it can come from natural actions, such as the volcanic eruption, in most cases it comes from human activities, such as traffic, construction, the use of fertilizers in crops or the dumping of oil in the oceans. The European Union is implementing a programme called Young Innovators (YI) to combat these problems. YI is a climate education project, which aims to help young people through workshops and project-based learning, among other things, to turn ideas about climate change into action. This project has a program called Guardians of Air and Water that focuses these objectives on the southern neighbourhoods of Madrid, specifically in Usera and Villaverde. In this program, a series of sessions are held in schools or institutes where students are informed about what climate change is, what pollution is and what actions can be taken to combat it. In addition, a session focused on learning sensors easy to implement through the Arduino microcontroller. These sessions conclude in a countryside trip to measure the air and water quality around the school with the air and water quality measuring stations designed with Arduino and easy to implement sensors. After this trip to the countryside, students propose measures against climate change and pollution that can be implemented from homes or schools. The aim of this project is the design and implementation of these two stations with the goal of making them low-cost, and using sensors that have libraries or are read directly, so that they can be duplicated in the future by institutes and schools. The sensors used measure the most common parameters of pollution, both in air and water, to be able to compare the data with the networks of professional stations spread throughout the Spanish territory. The idea of the development of these stations comes from the problem that arises with the network of stations in Spain, especially at atmospheric level, because they do not reach all corners and sometimes are not placed in the most polluting sites, many of them are in parks or gardens.