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Operational strategies for algal cultivation reactors in domestic wastewater: technical, economic, and environmental performance
No full textA presente tese teve como objetivo avaliar diferentes abordagens de cultivo algal visando melhorar a eficiência do tratamento de esgoto doméstico e a produção de biomassa, sob uma perspectiva técnica, econômica e ambiental. Inicialmente, foi realizada uma revisão bibliográfica abrangente da aplicação das Lagoas de Alta Taxa (LATs), investigando parâmetros de projeto, operação e aprimoramentos recentes, como sistemas híbridos e recirculação de biomassa (Capítulo 1). Destacou-se o potencial das LATs na remoção de nutrientes e contaminantes emergentes, bem como a relevância de estudos de otimização. Em seguida, avaliou- se o efeito da operação em série de LATs (Capítulo 2), hipótese que propõe maior eficiência de remoção de nutrientes e patógenos, além de potencial aumento na produção de biomassa. Os resultados demonstraram remoção significativamente maior de coliformes e E. coli na configuração em série. Ainda assim, a composição da biomassa e a remoção de carbono orgânico total podem ser favorecidas pela operação em paralelo, evidenciando a importância do balanceamento de nutrientes. O terceiro capítulo abordou os efeitos da taxa de aplicação orgânica no desempenho das LATs. Apesar de se observar variação na eficiência de remoção de matéria orgânica e nutrientes em diferentes faixas de carga, não houve diferenças estatisticamente relevantes no intervalo estudado. Assim, indicou-se a necessidade de investigar faixas mais elevadas de carga orgânica para refinar diretrizes de dimensionamento e avaliar a robustez das LATs como opção terciária ou secundária. No âmbito de fotobiorreatores tubulares, o Capítulo 4 analisou a complementação de luz artificial (LEDs) como forma de prolongar o fotoperíodo e aumentar a produtividade de biomassa. Observou-se incremento na produção algal, densidade celular e atividade enzimática. De forma complementar, avaliou-se se o trade-off se reflete na necessidade de balanço entre custo-benefício e mitigação de impactos. Dessa forma, o Capítulo 5 apresentou uma avaliação integrada, por meio de análises de ciclo de vida e de viabilidade econômica, dos sistemas algais assistidos por LEDs. Constatou-se que, apesar do ganho de produção (até 34%), a elevação dos custos de capital e operação, além do aumento de impactos ambientais, requer a adoção de estratégias como uso de energia solar, otimização de materiais e políticas de incentivo. Assim, esta tese sustenta as hipóteses propostas, demonstrando que a adoção de estratégias de operação otimizadas pode melhorar a eficiência técnica, econômica e ambiental de sistemas algais, contribuindo para soluções mais sustentáveis no tratamento de esgoto doméstico. Palavras-chave: Microalgas; Lagoas de Alta Taxa; Fotobiorreatores; Tratamento de Esgoto Doméstico; Biorremediação; Sustentabilidade; Economia CircularThis thesis aimed to evaluate different algal cultivation approaches to improve domestic wastewater treatment efficiency and biomass production from a technical, economic, and environmental perspective. Initially, a comprehensive literature review was conducted on the application of High-Rate Algal Ponds (HRAPs), investigating design parameters, operational strategies, and recent enhancements, such as hybrid systems and biomass recirculation (Chapter 1). The potential of HRAPs in removing nutrients and emerging contaminants was highlighted, as well as the relevance of optimization studies. Next, the effect of operating HRAPs in series was assessed (Chapter 2), based on the hypothesis that it could increase nutrient and pathogen removal efficiency, in addition to potentially boosting biomass production. The results showed significantly higher removal of coliforms and E. coli in the series configuration. Nevertheless, biomass composition and total organic carbon removal appeared to benefit from parallel operation, underscoring the importance of nutrient balance. The third chapter examined the effects of organic loading rate on HRAP performance. Although variations in organic matter and nutrient removal efficiency were observed across different loading ranges, no statistically significant differences were detected within the studied interval. Consequently, higher organic loading rates should be investigated to refine design guidelines and evaluate the robustness of HRAPs as a tertiary or secondary treatment option. Regarding tubular photobioreactors, Chapter 4 analyzed the supplementation of artificial light (LEDs) as a means to extend the photoperiod and increase biomass productivity. An increase in algal production, cell density, and enzymatic activity was observed. In addition, a trade-off emerged, reflecting the need to balance cost-effectiveness with impact mitigation. To address these considerations, Chapter 5 presented an integrated assessment, through life cycle and economic viability analyses, of LED-assisted algal systems. Although production increased by up to 34%, the rise in capital and operating costs, coupled with heightened environmental impacts, necessitates strategies such as the use of solar energy, materials optimization, and supportive policies. Thus, this thesis upholds the proposed hypotheses, demonstrating that optimized operational strategies can enhance the technical, economic, and environmental performance of algal systems, contributing to more sustainable solutions for domestic wastewater treatment. Keywords: Microalgae; High-Rate Algal Ponds; Photobioreactors; Domestic Wastewater Treatment; Bioremediation; Sustainability; Circular EconomyCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
Self-assessment of oral health among brazilian adolescents resident in the Southeast Region: prevalence and associated factors
No full textA autoavaliação da saúde bucal por adolescentes brasileiros configura-se como uma problemática que pode afetar a qualidade de vida do indivíduo, de seu núcleo familiar e da comunidade em que está inserido. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi analisar a autoavaliação da saúde bucal entre adolescentes brasileiros de 15 a 19 anos, residentes na região Sudeste do Brasil. Além disso, investigaram- se as associações dessa autoavaliação com variáveis relacionadas às condições clínicas, demográficas, de facilitação/predisposição, de percepção e de impactos na rotina. Para atingir os objetivos propostos, realizou-se um estudo epidemiológico transversal, com base na análise de dados secundários provenientes da Pesquisa Nacional de Saúde Bucal – Projeto SB Brasil. Utilizou-se o pacote estatístico Stata, versão 17.0 (Stata Corporation, College Station, Estados Unidos) com aplicação de análises descritiva, bivariada e multivariável, por meio de regressão múltipla, a fim de estimar as associações entre a autoavaliação da saúde bucal e as variáveis explicativas selecionadas para a modelagem. Os resultados indicaram que uma parcela expressiva dos adolescentes avaliou negativamente sua saúde bucal, sendo essa percepção associada a fatores como idade mais avançada dentro da faixa etária analisada, condição socioeconômica desfavorável, dor de dente nos últimos seis meses, perda dentária por lesão de cárie, presença de cálculo dentário, necessidade autorreferida de tratamento odontológico e maior intervalo desde a última consulta odontológica. Esses achados reforçam a importância da autoavaliação como indicador subjetivo sensível às desigualdades sociais, às condições clínicas e aos fatores psicossociais que envolvem o adolescente. Assim, sugere-se a inclusão da autoavaliação da saúde bucal na elaboração, implementação e avaliação de políticas públicas voltadas à saúde e à qualidade de vida dos adolescentes, de suas famílias e comunidades. Palavras-chave: saúde bucal; qualidade de vida; adolescente; odontologia; autoavaliação de saúde.Self-assessment of oral health by Brazilian adolescents is a problem that can affect the quality of life of the individual, his/her family, and the community in which he/she lives. Thus, this study aims to analyze the self-assessment of oral health in Brazilian adolescents aged 15 to 19 years living in the Southeast region of Brazil. In addition, the associations of this self-assessment with variables related to clinical, demographic, facilitating/predisposing, perception, and impacts on routine were investigated. In order to achieve the proposed objectives, a cross-sectional epidemiological study was conducted through the analysis of secondary data obtained from the National Oral Health Survey – SB Brazil Project. The statistical package used was Stata version 17.0 (Stata Corporation, College Station, United States) and descriptive, bivariate and multivariate analysis with multiple regression were performed to estimate the associations between self-assessed oral health and each of the explanatory variables selected for modeling. It was observed that a significant proportion of the adolescents evaluated their oral health negatively, and this perception was associated with factors such as older age within the analyzed age range, unfavorable socioeconomic status, toothache in the last six months, tooth loss due to caries, presence of dental calculus, self-reported need for dental treatment, and longer interval since the last dental appointment. These findings reinforce the importance of self-assessment as a subjective indicator sensitive to social inequalities and the clinical and psychosocial conditions of adolescents. Therefore, this study suggests that self-assessment of oral health should be included in the development, implementation, and analysis of public policies aimed at the health and quality of life of adolescents, their families and communities. Keywords: oral health; quality of life; adolescent; dentistry; self-assessment of health.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG
Thermodynamics of complex formation between chymosin and iron nanoparticle
No full textA incorporação de enzimas em sistemas híbridos com nanopartículas tem se destacado como uma abordagem promissora, especialmente em aplicações industriais onde as enzimas desempenham funções essenciais, como na fabricação de queijos e outros produtos alimentícios. A interação entre a quimosina (QUI), enzima chave na coagulação do leite, e nanopartículas de ferro (NPFe) pode ser de grande interesse na área de lácteos, uma vez que pode melhorar a estabilidade, a funcionalidade e a reutilização dessas enzimas em ambientes industriais desafiadores. Este estudo investigou a interação molecular entre (QUI) e NPFe utilizando espectroscopia de fluorescência (EF) e calorimetria de titulação isotérmica (ITC). A pesquisa demonstrou a formação de complexos QUI-NPFe com elevada estabilidade, caracterizados por constantes de ligação na ordem de 107 a 109 L·mol- . A análise EF revelou um mecanismo predominantemente estático com constantes de supressão (Kq) da ordem de 1016 L·mol-1·s-1. Os valores negativos de energia livre de Gibbs confirmaram a espontaneidade do processo de adsorção em todas as condições experimentais. Foi observada uma transição nos valores de entalpia com o aumento da temperatura, indicando uma alteração no mecanismo predominante de interação, de hidrofóbico para hidrofílico. A análise por ITC complementou estes achados ao demonstrar a complexidade do processo de adsorção, evidenciada pela variação não linear de entalpia aparente de interação com magnitudes na ordem de 106 kJ·mol-1. A elevada afinidade entre QUI e NPFe apresenta potencial significativo para aplicações biotecnológicas, incluindo sistemas para recuperação enzimática em laticínios. A utilização de NPFe como suporte para enzimas pode não apenas aumentar a eficiência e a estabilidade das enzimas, mas também tornar os processos mais econômicos e sustentáveis, permitindo a reutilização das enzimas em múltiplas etapas, proporcionando novas perspectivas para a modulação controlada da atividade da quimosina em sistemas alimentícios. Palavras-chave: Calorimetria; Enzimas; Fluorescência; NanocarreadorThe incorporation of enzymes into hybrid systems with nanoparticles has emerged as a promising approach, especially in industrial applications where enzymes play essential roles, such as in cheese production and other food products. The interaction between chymosin (CHY), a key enzyme in milk coagulation, and iron nanoparticles (FeNPs) could be of great interest in the dairy industry, as it may enhance the stability, functionality, and reusability of these enzymes in challenging industrial environments. This study investigated the molecular interaction between CHY and FeNPs using fluorescence spectroscopy (FS) and isothermal titration calorimetry (ITC). The research demonstrated the formation of highly stable CHY- FeNP complexes, characterized by binding constants on the order of 107 to 109 L·mol-1. FS analysis revealed a predominantly static quenching mechanism with quenching constants (Kq) on the order of 1016 L·mol-1·s-1. The negative Gibbs free energy values confirmed the spontaneity of the adsorption process under all experimental conditions. A transition in enthalpy values was observed with increasing temperature, indicating a shift in the predominant interaction mechanism from hydrophobic to hydrophilic. ITC analysis complemented these findings by demonstrating the complexity of the adsorption process, evidenced by the nonlinear variation of apparent enthalpy of interaction with magnitudes on the order of 106 kJ·mol-1. The high affinity between CHY and FeNPs holds significant potential for biotechnological applications, including enzyme recovery systems in dairy processing. The use of FeNPs as enzyme supports could not only enhance enzyme efficiency and stability but also make processes more economical and sustainable by enabling enzyme reuse across multiple stages. This provides new perspectives for the controlled modulation of chymosin activity in food systems. Keywords: Calorimetry; Enzymes; Fluorescence; NanocarrierCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP
"What determines web investment in the spider Cryptachaea migrans: nutritional condition or personality?"
No full textA Teoria do Forrageamento Ótimo (TFO) prevê que os animais ajustam suas estratégias de forrageio para maximizar o ganho energético. Entretanto, a TFO raramente considera o efeito de características individuais, como condição nutricional e a personalidade dos animais, nas decisões de forrageio. A condição nutricional e a personalidade podem modificar as decisões comportamentais durante o processo de forrageio, o que pode alterar o limiar de risco que os animais estão dispostos a aceitar em função dos benefícios energéticos potenciais. Aranhas apresentam variações em diversas características individuais, como na condição nutricional e nos traços de personalidade, o que torna esses organismos excelentes modelos para testar como esses fatores podem influenciar as predições da TFO. As teias utilizadas como armadilhas pelas aranhas funcionam como uma medida direta de investimento em forrageio e representam um alto custo energético para os indivíduos. Neste estudo, avaliamos se o investimento realizado por indivíduos da aranha Cryptachaea migrans (Theridiidae) na construção de teias é determinado pela condição nutricional ou por traços de personalidade relacionados com a ousadia dos indivíduos. A condição nutricional dos indivíduos foi representada pela massa de gordura residual, que foi avaliada em laboratório. Como ousadia dos indivíduos, mensuramos o tempo de imobilidade de cada indivíduo em um novo ambiente, mediante uma situação de risco. Observamos que aranhas com menor proporção de gordura corporal apresentaram maior investimento em fios adesivos, mas não encontramos relação entre o número de fios e a ousadia dos indivíduos. Esses resultados sugerem que aranhas com baixas condições nutricionais aumentam seu investimento em forrageio, possivelmente como uma estratégia para aumentar as chances de captura de presas e suprir suas necessidades energéticas. Além disso, sugerimos que aranhas com maior reserva de gordura podem reduzir seu investimento e realocar energia para outras demandas. Em relação a personalidade, observamos que alguns indivíduos tímidos ou ousados adotaram estratégias que resultaram em decisões não vantajosas do ponto de vista do balanço energético, assumindo maiores riscos e custos em relação ao retorno energético, contrariando os pressupostos da TFO. Os resultados deste estudo destacam a importância de considerar atributos individuais em modelos que investigam as estratégias de maximização energética durante o forrageio dos animais. Palavras-chave: Aranhas; Condição nutricional; Forrageio; Personalidade; TeiaThe Optimal Foraging Theory (OFT) predicts that animals adjust their foraging strategies to maximize energetic gain. However, OFT rarely considers the effect of individual traits, such as nutritional condition and personality, on foraging decisions. Nutritional condition and personality may influence behavioral decisions during foraging, potentially altering the risk threshold that individuals are willing to accept in relation to potential energetic benefits. Spiders display variation in several individual traits, such as nutritional condition and personality, making them a valuable model for testing how these factors can affect OFT predictions. Webs used as traps by spiders function as a direct measure of foraging investment and represent a high energetic cost. In this study, we evaluated whether the investment in web construction by individuals of the spider Cryptachaea migrans (Theridiidae) is influenced by their nutritional condition or by personality traits related to boldness. Nutritional condition was represented by residual fat mass, measured under laboratory conditions. Boldness was measured as the duration of immobility in a new environment under a simulated risk situation. We observed that spiders with lower fat reserves invested more in adhesive threads, while no relationship was found between thread investment and boldness. These results suggest that spiders in poor nutritional condition increase their foraging investment, possibly as a strategy to increase prey capture and meet their energetic demands. Furthermore, we suggest that individuals with greater fat reserves may reduce foraging investment and reallocate energy to other demands. Regarding personality, we observed that some bold or shy individuals adopted decisions that were not energetically advantageous, taking higher risks and costs for relatively low energetic returns, which contradicts OFT assumptions. Our findings highlight the importance of considering individual-level traits in models that investigate energy-maximization strategies in animal foraging. Keywords: Spiders; Nutritional condition; Foraging; Personality ; WebCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
Functional traits of tree species and their relationship with carbon stocks and environmental variables in secondary forests of the Atlantic Forest
No full textNeste estudo investigamos como os traços funcionais das espécies arbóreas e as variáveis ambientais influenciam o crescimento, a regeneração e o acúmulo de biomassa em florestas secundárias da Mata Atlântica, com o objetivo de compreender os padrões e mecanismos da sucessão ecológica, especialmente em relação a variação de biomassa, riqueza de espécies e mudanças na composição funcional das comunidades ao longo do tempo. No primeiro capítulo, demonstramos que, ao contrário do esperado, características conservadoras como maior densidade da madeira e sementes/frutos mais longos estão associadas a maiores alturas arbóreas e estoques de carbono acima do solo, sugerindo que tais traços são mais vantajosos para o sequestro de carbono em florestas tropicais em regeneração. O segundo capítulo, constatamos que fatores ambientais, como déficit hídrico, temperatura média, amplitude térmica e topografia, modulam significativamente os traços funcionais das comunidades arbóreas, influenciando tanto a trajetória da sucessão quanto a variação de riqueza de espécies. Por fim, no terceiro capítulo, mostramos que diferentes tipos de florestas secundárias (Galeria, Estacionais Semideciduais e Ombrófilas) apresentam distintas dinâmicas sucessionais, refletidas em padrões de variações nos traços funcionais e composição de espécies, com destaque para a importância da dispersão zoocórica e das estratégias ecológicas dominantes em cada formação. Em conjunto, os resultados ressaltam a importância de incorporar traços funcionais e condições ambientais locais no planejamento de estratégias de conservação e restauração florestal, promovendo a recuperação da biodiversidade, da funcionalidade ecológica e do potencial de sequestro de carbono em ecossistemas tropicais. Palavras-chave: dinâmica sucessional; ecologia funcional; estratégias adaptativas; gradiente ambiental; serviços ecossistêmicosIn this study, we investigated how the functional traits of tree species and environmental variables influence growth, regeneration, and biomass accumulation in the secondary forests of the Atlantic Forest, with the aim of understanding the patterns and mechanisms of ecological succession, especially in relation to biomass increase, species richness, and changes in the functional composition of communities over time. In the first chapter, we demonstrate that, contrary to expectations, conservative traits, such as higher wood density and longer seeds/fruits, are associated with greater tree heights and aboveground carbon stocks, suggesting that such traits are more advantageous for carbon sequestration in regenerating tropical forests. In the second chapter, we found that environmental factors, such as water deficit, mean temperature, thermal amplitude, and topography, significantly modulated the functional traits of tree communities, influencing both the trajectory of succession and the increase in species richness. Finally, in the third chapter, we show that different types of secondary forests (Gallery, Semideciduous Seasonal and Ombrophilous) present distinct successional dynamics, reflected in patterns of functional increase and species composition, highlighting the importance of zoochoric dispersal and the dominant ecological strategies in each formation. Taken together, these results highlight the importance of incorporating functional traits and local environmental conditions in the planning of forest conservation and restoration strategies, promoting the recovery of biodiversity, ecological functionality, and carbon sequestration potential in tropical ecosystems. Keywords: adaptive strategies; environmental gradient; ecosystem services; functional ecology; successional dynamicsCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
Evaluation of recombinant products as diagnostics and vaccines for animal leptospirosis
No full textConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq Mai-Dai)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG
The development of scientific literacy through the study of chemical solutions: a teaching proposal in the remote context
No full textdesenvolvimento da alfabetização científica a partir do estudo de soluções químicas: uma proposta de ensino no contexto remoto Orientadora: Aparecida de Fátima Andrade da Silva. Este trabalho teve o objetivo de promover o desenvolvimento da alfabetização científica, como mecanismo facilitador da compreensão dos conteúdos abordados pela Química, contextualizando o tema soluções químicas, na preparação dos alunos para a vida em sociedade, levando em conta sua atuação cidadã, crítica e responsável. Para isto, foi elaborada e aplicada uma prática didático-pedagógica colaborativa para o estudo de soluções químicas, por meio de estratégias de ensino remoto emergencial. Seu desenvolvimento ocorreu com alunos do 2º ano do Ensino Médio em Tempo Integral Profissional (EMTI – Profissional), integrado ao curso técnico em química, da Escola Sandoval Soares de Azevedo (ESSA), localizada no município de Ibirité, Minas Gerais. Visando a compreensão de conceitos, bem como o desenvolvimento de habilidades cognitivas, por meio de tecnologias digitais no período de ensino remoto emergencial ocasionado pela pandemia da COVID-19. Para alcançar os objetivos específicos propostos, foi investigado o conhecimento prévio dos alunos por meio de questionários on-line. A partir dos resultados, as turmas foram organizadas em grupos e a cada grupo foi atribuído um artigo científico, relacionado ao conteúdo de soluções químicas, para leitura e interpretação da linguagem científica. Cada grupo foi orientado a elaborar uma aula experimental, gravá-la e exibi- la para a turma afim de promover um processo de aprendizagem colaborativa, visando o protagonismo dos alunos. Após as aulas foram aplicados novos questionários, bem como realizadas entrevistas semiestruturadas que investigaram a evolução da aprendizagem e a opinião dos alunos sobre a metodologia aplicada. Foram produzidas 13 videoaulas, com a utilização de ferramentas digitais como Microsoft Power Point e VideoScribe, Canva, Google Meet e o PhET Interactive Simulations. Por meio das respostas aos questionários observou-se a evolução dos estudantes, mas ainda assim foi verificado que muitos apresentam dificuldades com o conteúdo de soluções, principalmente no que corresponde aos aspectos microscópicos. A metodologia de ensino aplicada durante o período de Ensino Remoto Emergencial se mostrou promissora na busca pelo desenvolvimento do processo de alfabetização científica e habilidades cognitivas dos estudantes. Entretanto, considera-se que mais práticas devem ser elaboradas para que estes processos sejam continuamente estimulados no Ensino Básico para o desenvolvimento do aprendizado em Química e ciências. Palavras-chave: Soluções, Alfabetização Científica, Aprendizagem Colaborativa, Ensino Remoto Emergencial.This work aimed to promote the development of scientific literacy as a facilitator mechanism for grasping the contents addressed by Chemistry, focusing on the topic of chemical solutions, in preparing students for life in society, taking into account their roles as engaged, analytical, and accountable citizens. For this purpose, a collaborative didactic-pedagogical practice was elaborated and applied for the study of chemical solutions, through emergency remote teaching strategies. Its development was carried out with 2nd-year students of Full-Time Professional High School (EMTI - Professional), integrated into the technical course in chemistry, at Sandoval Soares de Azevedo School (ESSA) in Ibirité, Minas Gerais.The aim was to enhance scientific literacy by facilitating the comprehension of concepts, as well as fostering the development of cognitive skills using digital technologies during the emergency remote teaching period caused by the COVID-19 pandemic. To achieve the proposed objectives, the students' prior knowledge was investigated through online questionnaires. Based on the results, the classes were organized into groups, and each group was assigned a scientific article related to the content of chemical solutions for reading and interpreting scientific language. Each group was guided to develop an experimental class, record it, and present it to the class in order to promote a collaborative learning process, aiming at student empowerment. After the classes, new questionnaires were conducted, and semi-structured interviews were carried out to investigate the evolution of learning and students' opinions on the methodology applied. Thirteen video lessons were produced using digital tools such as Microsoft PowerPoint and VideoScribe, Canva, Google Meet, and PhET Interactive Simulations .By analyzing the questionnaire responses,advancements in the students' understanding were noted, yet it was evident that a significant number struggled with the topic of chemical solutions, particularly in relation to microscopic aspects. The teaching methodology applied during the Emergency Remote Teaching period proved to be promising in the pursuit of developing the process of scientific literacy and cognitive skills of the students. However, it is considered that more practices should be developed so that these processes are continuously encouraged in Basic Education for the development of learning in Chemistry and science. Keywords: Solutions, Scientific Literacy, Collaborative Learning, Emergency Remote Teaching.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES
Impact of continuous fertilization with dairy cattle residues on nitrogen and phosphorus in the soil
No full textA adubação do cultivo de milho que é uma alternativa para disposição dos efluentes gerados na pecuária leiteira é adotada a cerca de 15 anos na Unidade de Ensino Pesquisa e Extensão de Gado de Leite da Universidade Federal de Viçosa. Este trabalho teve por objetivo geral obter informações que possam contribuir para aprimorar o manejo dos efluentes. Especificamente, objetivou avaliar o impacto da adubação continua com o efluente nas frações totais da matéria orgânica, fósforo e nitrogênio e nas frações disponíveis de fósforo e nitrogênio. Em quatro locais de cultivo de milho denominados. Capineira, Refúgio, Pedreira, Grama Seda e Alto e em um local utilizado como pasto, denominado Vale coletaram-se amostras de solo, compostas de 25 amostras simples, até um metro de profundidade em camadas de 20 cm. Nas amostras determinaram-se os teores de carbono orgânico e nitrogênio total e os teores de N-NH4+ e NO3- extraídos em KCl 1 mol L-1, os teores de P total, a capacidade de sorção de P após o equilíbrio do solo com solução contendo 125 mg L-1 de P e o P extraído em Mehlich-3. Os resultados indicam que a aplicação continuada de efluentes no cultivo de milho elevou os teores de matéria orgânica e de N total nos primeiros 20 cm do solo. Os teores de N-NH4+ e N-NO3- aumentou em todo o perfil do solo até um metro de profundidade, evidenciando a lixiviação destas formas. Houve substancial aumento no total de P nos 20 cm superficiais, com evidências de possível lixiviação de formas inorgânicas de P até um metro de profundidade. Condicionou elevada disponibilidade de P nos 20 cm superficiais dos solos, sendo que na Capineira esta elevação estendeu-se até um metro de profundidade. Em termos gerais os resultados permitem inferir que há evidências de potencial contaminação do lençol freático com P e N. Para a mitigação destes efeitos recomenda-se aprimorar o manejo de efluentes, suprimindo sua aplicação na Capineira. A adubação fosfatada deverá ser reduzida e deve-se adotar criterioso monitoramento da fertilidade do solo com análise de solo, anualmente. Palavras-chave: Águas residuárias. Fertirrigação. Adubação. Lixiviação. Mobilidade de fósforo.The use of corn crop fertilization as an alternative for disposing of effluents generated in dairy farming has been adopted for around 15 years at the Teaching, Research, and Extension Unit for Dairy Cattle at the Federal University of Viçosa. This study aimed to obtain information that could contribute to improving effluent management. Specifically, it aimed to evaluate the impact of continuous fertilization with effluent on the total fractions of organic matter, phosphorus, and nitrogen, as well as the available fractions of phosphorus and nitrogen. In four corn crop locations, named Capineira, Refúgio, Pedreira, Grama Seda, and Alto, and one location used as pasture, named Vale, soil samples were collected, consisting of 25 simple samples, up to one meter deep, in 20 cm layers. The samples determined the contents of organic carbon and total nitrogen, as well as the contents of N-NH4+ and NO3- extracted in KCl 1 mol L-1, the total P content, the phosphorus sorption capacity after soil equilibrium with a solution containing 125 mg L-1 of P, and the P extracted in Mehlich-3. The results indicate that the continued application of effluents in corn crop fertilization increased the contents of organic matter and total N in the first 20 cm of soil. The contents of N- N-NH4+ and NO3- increased throughout the soil profile up to one meter deep, evidencing leaching of these forms. There was a substantial increase in total P in the 20 cm surface layer, with evidence of possible leaching of inorganic P forms up to one meter deep. This conditioned high P availability in the 20 cm surface layer of the soils, with the elevation extending up to one meter deep in Capineira. In general, the results allow us to infer that there is evidence of potential contamination of the groundwater with P and N. To mitigate these effects, it is recommended to improve effluent management, suppressing its application in Capineira. Phosphate fertilization should be reduced, and careful monitoring of soil fertility with annual soil analysis should be adopted. Keywords: Wastewater. Fertigation. Fertilization. Leaching. Phosphorus mobility
Contextualization of the teaching of chemistry to high school students using medicinal plants
Get PDFVivemos tempos conturbados, nos quais muitos estudantes enfrentam ansiedade, o que tem dificultado o processo de ensino e aprendizagem. Além disso, o estudo da Química, especialmente a orgânica, apresenta muitas dificuldades de assimilação para os estudantes, que frequentemente consideram o conteúdo distante de suas realidades. Situação agravada pelo fato da maioria das escolas não possuirem laboratório de ciências para a realização de práticas experimentais para tornar as aulas mais atrativas, restando aos professores, em sua maioria, a opção por aulas expositivas. Neste contexto, o uso das tecnologias, principalmente de fácil acesso como os smartphones, os quais são amplamente acessíveis para a maioria dos estudantes do ensino médio, constitui uma ótima alternativa para desenvolver nos discentes a vontade de aprimorar os seus estudos. O objetivo desse trabalho foi preparar aulas mais atrativas, contextualizando o ensino de química pela análise fitoquímica utilizando aplicativo PhotoMetrix® na determinação química do maracujá. Os resultados da determinação química mostraram alto teor de compostos fenólicos no maracujá, no entanto a maior concentração foi encontrada no extrato da folha. Com relação as aulas ministradas utilizando o aparelho celular, cultivo de plantas, coleta e construção do herbário, foi possível observar o envolvimento dos estudantes em todas as etapas da análise fitoquímica, proporciando uma aula de qualidade, incorporando os conteúdos teóricos à prática interdisciplinar. Palavraschave: Smartphone.PhotoMetrix®. Compostos fenólicos. Maracujá. FlavonóidesWe live in troubled times where many students present anxiety and this has made the teaching and learning process very difficult, combined with the fact that the study of Chemistry, especially Organic Chemistry, presents great difficulty in its assimilation by students, as they understand that they are far from their realities. And, in this way, they do not show interest in the subject. This is aggravated by the fact that most schools do not have a science laboratory to develop experimental practices with the aim of making classes more attractive and participatory, leaving teachers, for the most part, with the option of expository classes, also linked to a culture embedded in the institutions. Teaching that the teacher is not the center of the teaching and learning process, where only he has all the knowledge. This factor makes the teacherstudent relationship difficult and does not contribute to better development of content. In this context, the use of technologies, especially those easily accessible with smartphones, present in almost all high school students, constitutes a great alternative to develop in students the desire to improve their studies. The main focus of this work was to prepare classes more attractive using a free application to determine the total phenolic compounds in passion fruit pulp and leaves, and develop the stages of phytochemical analyzes at school. In classes taught using cell phones, plant cultivation, collection and construction of the herbarium, students were directly involved in the entire process as the center of it. The results of the determination of phenolics showed the highest concentration in the leaf extract. This work on phytochemical stages at school with high school students made it possible to bring scientific knowledge closer to cultural knowledge and thus draw a parallel between such knowledge. Keywords: Smartphone. PhotoMetrix®. Phenolic compounds. Passion fruit. FlavonoidEmpresa Brasileira de Agropecuaria - EMBRAPAConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPQFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMI
Comparison of machine learning algorithms for predicting body weight of dairy goats using image processing data
No full textForam utilizadas 186 fêmeas das raças Saanen (n = 98) e Alpina (n = 88) das categorias de cria, recria e lactação. As gravações foram realizadas com câmera Intel ® RealSense ™ (D435) para a extração das imagens 2D e processadas no software ImageJ para a obtenção das medidas lineares de altura de cernelha, altura de garupa, comprimento de garupa, largura de garupa, comprimento corporal, largura do peito, profundidade e altura da pata. Os animais foram pesados, sem jejum prévio, imediatamente antes das gravações. A análise de correlação mostrou que as características que mais se correlacionaram com o peso foram a profundidade (r = 0,94) e o comprimento corporal (r = 0,94), seguidas pela largura do peito (r = 0,92), altura de cernelha e altura de garupa (r = 0,90). Entre os algoritmos estudados, o Random Forest mostrou-se o mais preciso na predição do peso corporal, com maior coeficiente de determinação (R² = 0,94) e as menores estimativas dos erros (RMSE = 5,72 e MAE = 4,14). Conclui-se que é possível predizer o peso de caprinos leiteiros por meio atributos extraídos de imagens digitais e que o algoritmo Random Forest foi o algoritmo que apresentou o melhor desempenho quando comparado com os com as regressões Lasso, Ridge e Elastic Net. Palavras-chave: Machine learning. Zootecnia de precisão. Morfometria por imagem.The objective was to verify the best algorithm associated with image morphometry attributes to predict the live weight of dairy goats. 186 females of the Saanen (n = 98) and Alpina (n = 88) breeds from the breeding, rearing and lactation categories were used. The 2D images were recordings and images processed to obtain morphological measurements: withers height, rump height, rump length, rump width, body length, chest width, depth and height of the leg. The animals were weighed, without prior fasting, immediately before recordings. Correlation analysis showed that the characteristics that most correlated with live weight were depth (r = 0.94) and body length (r = 0.94), followed by chest width (r = 0.92), withers height and croup height (r = 0.90). Among the algorithms studied, Random Forest proved to be the most accurate in predicting body weight, with the highest coefficient of determination (R² = 0.94) and the lowest error estimates (RMSE = 5.72 and MAE = 4.14) than Lasso (R² = ; RMSE = and MAE= ), Ridge (R² = ; RMSE = and MAE= ) and Elastic Net ((R² = ; RMSE = and MAE= ). It is concluded the Random Forest algorithm showed better performance than Lasso, Ridge, and Elastic Net regressions to predict the weight using image morphometry attributes of dairy goats. Keywords: Machine learning, Precision livestock farming. Image morphometry.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNP