Simulação do movimento da água no solo utilizando modelo numérico

Um dos principais desafios para o século XXI é o uso sustentável dos recursos hídricos. A agricultura é a maior usuária desse recurso, sendo responsável por aproximadamente 70% dos gastos globais de água. Para o uso racional da água é necessário o conhecimento das propriedades hidráulicas do solo na condição de não-saturação. A simulação do movimento da água no solo através da modelagem é uma ferramenta importante no entendimento do sistema solo-água-planta, pois permite a previsão e estudo do comportamento da redistribuição da água no solo de maneira eficiente. Porém a forte dependência entre os parâmetros hidráulicos do solo (teor de água, potencial matricial e condutividade hidráulica) fazem da modelagem um assunto complicado, necessitando de modelos numéricos que utilizem intervalos discretos de tempo e espaço. Esses intervalos devem ser suficientemente pequenos para que dentro de um intervalo as variações dos parâmetros hidráulicos sejam insignificantes. Nesta tese é proposto um algoritmo para a descrição do movimento vertical da água no solo, definindo o intervalo de tempo como função de uma variação máxima admissível do teor de água. O algoritmo foi testado para alguns conjuntos de dados hidráulicos de solos, utilizando as condições de contorno de um experimento de perfil instantâneo. A eficiência do algoritmo foi verificada em situações práticas, como na previsão do teor de água na Capacidade de Campo e na predição do tempo para ser atingida determinada condição de umidade no solo. Utilizando o algoritmo, também foram estudados o comportamento da retenção e dos parâmetros de condutividade em relação aos parâmetros de drenagem. Concluiu-se que o algoritmo descreve adequadamente o processo de redistribuição de água no solo utilizando intervalos suficientemente pequenos de tempo e espaço; a forma de discretização do tempo não comprometeu a acurácia das medidas; a previsão do teor de água na Capacidade de Campo e do tempo para ser atingida determinada condição de umidade no solo foram satisfatórias; e o algoritmo permite o estudo das relações entre os parâmetros hidráulicos do solo.

Infiltração de água no solo sob escarificação e rotação de culturas

Nos solos com restrições físicas e, ou, físico-hídricas ao crescimento de raízes, aumentar o potencial de armazenagem de água por meio de melhorias na infiltração pode ser uma estratégia viável para aumento da produtividade das culturas. Nesse sentido, este trabalho teve como objetivo avaliar a infiltração de água em um Nitossolo Vermelho distrófico, com três sistemas de rotação de culturas sob semeadura direta com e sem escarificação inicial. O sistema de rotação de culturas constou de: (1) milheto/soja/sorgo/milho/sorgo (M/S/So/Mi/So), (2) milheto/soja/Brachiaria ruziziensis/milho/Brachiaria ruziziensis (M/S/B/Mi/B) e (3) milheto/soja/Brachiaria ruziziensis + mamona/milho/Brachiaria ruziziensis + mamona (M/S/B+Ma/Mi/B+Ma). A infiltração de água no solo foi avaliada em campo com anéis concêntricos instalados na superfície, a 0,10 e 0,20 m de profundidade, em 2006 e 2007. Após o primeiro ano, o manejo com escarificação inicial do solo apresentou a maior infiltração de água. A rotação Brachiaria ruziziensis + mamona proporcionou maior infiltração da água no solo. A atividade do sistema radicular das espécies nas parcelas sem escarificação inicial aumentou a velocidade de infiltração da água no solo.

Infiltração de água em um podzólico vermelho-escuro sob dois métodos de preparo, usando chuva simulada com duas intensidades

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

O conceito de equilíbrio hidráulico e termodinâmico da água no solo aplicado ao estudo da curva de retenção e murchamento de plantas

Estimativas sobre alterações climáticas globais têm aumentando a demanda por estudos sobre propriedades dos solos relativamente secos e limitações impostas à absorção de água pelas plantas em condições de escassez hídrica. Neste estudo, fatores que influenciam a retenção da água no solo e o murchamento de plantas foram avaliados com base no conceito de equilíbrio da água no solo. Objetivou-se com este estudo: (i) avaliar a confiabilidade de medições do conteúdo de água no solo sob altas sucções matriciais em câmaras de pressão, usando como referência a técnica de ponto de orvalho (ii) avaliar as interações entre espécies de plantas e solos com diferentes classes texturais no ponto de murcha permanente (iii) investigar as relações entre equilíbrio hidráulico da água no solo e murchamento de plantas a partir do conceito de corte hidráulico. Para tanto, um experimento para avaliar a influência dos tipos de solos e espécies de plantas, no ponto de murcha permanente foi conduzido em casa de vegetação da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" da Universidade de São Paulo, Piracicaba, São Paulo. Avaliou-se o murchamento de plantas de girassol (Helianthus annuus L.), milho (Zea mays L.) e soja (Glycine max L.). Os solos utilizados no estudo foram coletados na camada superficial (0-10 cm) em quatro áreas, selecionadas com o objetivo de obter classes texturais contrastantes, localizadas no município de Piracicaba, São Paulo, Brasil. Sub-amostras foram utilizadas para determinação da distribuição do tamanho de partículas e atributos químicos. Amostras indeformadas foram coletadas para a determinação da curva de retenção da água no solo pela técnica de câmaras de pressão. Adicionalmente, amostras deformadas foram utilizadas para determinação das características de retenção da água no solo pela técnica do ponto de orvalho em altos valores de sucções matriciais. Os dados de retenção de água no solo foram ajustados a modelos empíricos para estimativas da sucção matricial e conteúdo de água relacionada à água em equilíbrio hidráulico (água residual). Foram observadas similaridades nas determinações das características de retenção da água no solo entre as técnicas de câmaras de pressão e ponto de orvalho, sugerindo a boa drenagem das amostras de solo em câmaras de pressão. Interações significativas foram observadas entre os tipos de solos e espécies de plantas no ponto de murcha permanente, indicando que o movimento de água no contínuo solo-planta-atmosfera foi dependente de resistências relacionadas tanto ao solo quanto às plantas. Ou seja, tanto à capacidade do solo em transportar água até raízes, quanto à habilidade das plantas em absorver a água transportada, assim como, aos processos de regulação de água que ocorrem nas plantas. A abordagem baseada no conteúdo de água residual para o intervalo de sucções matriciais de 0 a 15.000 hPa não foi adequada para ilustrar a condição de equilíbrio hidráulico da água no solo, definidos pelo corte hidráulico, e relações com as sucções matriciais em ocorre o murchamento de plantas.

Movimento da atrazina numa terra roxa estruturada eutrófica.

Verificou-se o deslocamento de atrazina no perfil do solo, em função do movimento da água e do tempo de aplicação, e possíveis influencias de fluxos preferenciais sobre a lixiviação. O trabalho foi conduzido em uma Terra Roxa Estruturada eutrófica de textura argilosa, em Piracicaba-SP, no período de junho de 92 a fevereiro de 93. Foram instalados 2 experimentos, sendo um com a cultura do milho irrigado (experimento 1) e o outro em solo nu (experimento 2). O experimento 1 foi instalado em uma área de 1000m2 sobre a qual se demarcou duas parcelas de 12m x 12m separadas uma da outra por 18m. Uma parcela foi irrigada e a outra fertirrigada . O experimento 2 foi instalado em duas parcelas de 7m x 7m, separadas uma da outra por 5m. Em uma das parcelas do experimento 2 aplicou-se previamente 1000kg de calcario/ha para elevar a saturação de bases para 88%, alem de 500kg de gesso/ha. Cada parcela do experimento 2 foi constituída de 3 linhas de instrumentos e os resultados obtidos para cada linha foram comparados entre si para verificação de fluxo preferencial. A atrazina foi aplicada na dosagem de 6,3l/ha no experimento 1 e 6kg do principio ativo/ha no experimento 2. Os resultados mostraram intensa lixiviação da atrazina em todo o perfil do solo ate 150cm de profundidade já na primeira coleta efetuada 7 dias apos a aplicação. A parcela 2 do experimento 2 , apesar de não ter recebido calcario, mostrou perdas de atrazina por lixiviação muito maiores que a parcela 1. O solo apresentou pequena capacidade de adsorção de atrazina (máximo em torno de 10% na camada de 0-30cm).

Ocean bottom seismic noise : applications for the crust knowledge, interaction ocean-atmosphere and instrumental behaviour

Tese de doutoramento, Ciências Geofísicas e da Geoinformação (Geofisíca), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Avaliação da irrigação por sulcos em solos com camada de impedimento

O objetivo deste trabalho foi o de analisar o movimento da água no perfil de solos hidromórficos, do tipo glei, com camada de impedimento, quando irrigados por sulcos. Esses solos têm vocação para o cultivo do arroz irrigado por inundação, sendo considerados marginais para outros cultivos. A monocultura, decorrente dessas características, traz consigo o surgimento de limitações ao cultivo, destacando-se entre elas o surgimento de invasoras como arroz vermelho e preto, (Oryza sativa L.) que, por serem da mesma espécie da planta cultivada, não podem ser erradicadas por meio de controle químico com aplicação de herbicidas. A introdução de cultivos alternativos ao de arroz é limitada, entre outros fatores, pela pequena capacidade de armazenamento de água desses solos, o que torna a irrigação prática imprescindível nesses casos. A pequena profundidade da camada impermeável, entretanto, constitui um impedimento à penetração tanto do sistema radicular como da água. Considerando que, neste método a profundidade de umedecimento não é a mesma, em conseqüência de o tempo de permanência da lâmina sobre a superfície também não ser o mesmo, para que a profundidade mínima de irrigação seja igual à profundidade do sistema radicular, haverá sempre um excesso que irá percolar além dessa profundidade. Como a profundidade destes solos está em torno de 0,40m, o excesso de água ao ter sua percolação impedida, tende a saturar o perfil de maneira ascendente, a partir da camada de impedimento. Buscando uma contribuição para a solução da problemática, procurou-se acompanhar o movimento da água de irrigação no perfil desse tipo de solo, quando irrigado pelo método de sulcos. Para tal, foi implantado um cultivo de sorgo granífero (Sorghun bicolor L.), irrigado por sulcos retilíneos com 200m de comprimento e espaçamento de 0,95m. O movimento da água no interior do solo foi monitorado por meio das variações de umidade, com a utilização da prática da reflectometria no domínio do tempo (TDR). As variações do conteúdo de água do solo, durante e após 24 horas cessada a irrigação, indicaram que a distribuição da água no perfil do solo foi bastante boa, não restando pontos com deficiência de umidade e não alcançando, a saturação, uma altura muito significativa, que pudesse comprometer o desenvolvimento de cultivos mesofíticos. A eficiência de aplicação calculada foi de 84%, considerada muito alta para esse método de irrigação. Foi aplicado, utilizando-se os dados do experimento, um modelo de simulação de irrigação superficial, desenvolvido pelo U. S. Water Conervation Laboratory, do U. S. Department of Agriculture, Simulation Irrigation Model SRFR. A simulação realizada pelo modelo não representou o movimento da água no solo, da mesma forma como este foi observado no campo.

Aplicação do método eletromagnético indutivo (EM) no monitoramento de contaminantes em subsuperfície

O uso combinado de poços de amostragem e técnicas geofísicas constitui a maneira mais adequada para identificação e o monitoramento de áreas contaminadas. Este procedimento permite a locação de poços de amostragem e de monitoramento em pontos estratégicos, otimizando resultados e minimizando gastos. O método geofísico Eletromagnético Indutivo (EM) apresenta amplas possibilidades de aplicação em estudos ambientais devido à facilidade na aquisição de dados, versatilidade do equipamento em campo e a possibilidade de varredura de grandes áreas num curto espaço de tempo. Este trabalho realiza uma análise comparativa de dados em obtidos no ano de 1992 e em 2003. O local estudado é uma área industrial que apresenta contaminação do solo e água subterrânea por Benzeno, Tolueno, Xileno, 1,2 dicloroetano, Sódio e Cloreto, produto da infiltração de efluentes químicos diretamente do solo. Os resultados indicam uma acentuada atenuação da pluma contaminante, com provável redução no grau de contaminação. Os compostos de fase leve (LNAPLs) apresentaram maior tendência de migração horizontal, concomitante ao movimento da água subterrânea. Os compostos de fase densa (DNAPLs) apresentaram uma tendência mais acentuada de migração no sentido vertical, possivelmente devido à ausência de superfícies impermeáveis. Os compostos inorgânicos acompanharam o fluxo dos compostos de fase líquida não aquosa (NAPLs), o que por sua vez permitiu a caracterização da pluma de contaminação como um corpo condutivo em relação às áreas adjacentes.

Variabilidade espacial dos atributos do solo, erosão e suscetibilidade magnética de uma vertente em Gilbués, Pi

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise comparativa da expressão de RNAm de aquaporinas em sapos hidratados e submetidos ao estresse hídrico

A maior parte das espécies de anuros adultos terrestres está constantemente exposta a altas taxas de perda de água por evaporação através da pele. A manutenção do balanço hídrico nestes animais envolve a absorção de água através da mancha pélvica, uma região da pele ventral altamente permeável à água, além da reabsorção de água a partir do fluido filtrado nos glomérulos ao longo do sistema tubular dos néfrons, bem como a partir da urina formada e estocada na bexiga urinária, em resposta à arginina vasotocina (AVT). O movimento de água através da membrana plasmática ocorre através de poros formados por proteínas integrais de membrana, conhecidas como aquaporinas (AQPs), e a regulação osmótica exercida pelo AVT envolve translocação de vesículas contendo AQPs do citoplasma para a membrana apical e, provavelmente, alteração na expressão de alguns tipos de AQPs. Resultados previamente obtidos no laboratório demonstraram a existência de variação interespecífica nas taxas de reidratação de três espécies de Rhinella, sendo que R. ornata apresentou taxas de reidratação significativamente menores que aquelas apresentadas por R. schneideri e R. icterica. Uma possível explicação para esta variação em taxas de reidratação poderia envolver diferenças na expressão de aquaporinas na mancha pélvica. Desta forma, o objetivo do projeto foi identificar e quantificar a expressão do RNAm de aquaporinas do tipo 1 (AQP-1) e de aquaporinas AVT dependentes pertencentes ao tipo 2a (AQP-t2 e AQP-t3) - quanto à classificação das AQPs entenda-se AQP -t aquelas que apresentam sequência gênica referentes a Rinella marina AQP -h a Hyla japonica.- nos seguintes tecidos: pele dorsal e pele ventral (mancha pélvica) de espécimes de R. schneideri e R. ornata totalmente hidratados e após submissão à desidratação correspondente a 70% da massa corpórea padrão. As hipótese ...

Água viva: imagens no tempo do olhar

Analisar a ficção Água Viva, de Clarice Lispector, é o desafio desta dissertação, que integra autor, texto e leitor em uma discussão acerca de experiência estética e estrutura textual. Partindo de conceitos desenvolvidos pela Teoria do Efeito Estético, de Wolfgang Iser, o objetivo a ser atingido é o de identificar as ferramentas utilizadas pela autora Clarice Lispector que fazem de seu texto potência estética a ser desencadeada pelo leitor no ato da leitura. Ao investigar a estrutura desta obra, encontram-se elementos que tornam vulneráveis concepções pré-estabelecidas acerca da literatura, abrindo-se em vazios constitutivos que convidam o leitor a participar da criação de significações e da experimentação dos sentidos. A aproximação entre texto e artes plásticas, principalmente à pintura, tem forte presença nesta obra, que provoca a formação de imagens no momento do contato com o texto, acontecimento em que se fundem tempo e espaço para a irrupção do instante-já. Procurou-se, ainda, identificar tendências comuns entre a produção deste texto de Clarice Lispector e os questionamentos presentes em outras manifestações artísticas da época, notadamente quanto ao caráter transitório que a arte dos anos 70 assume, fazendo com que o próprio movimento, a própria transformação, tornem-se estrutura da arte de então

Movimento vertical do herbicida hexazinone em latossolo vermelho distrófico do córrego Espraiado, Ribeirão Preto, SP, cultivado com cana-de-açúcar - simulações considerando dados local e default.

Este trabalho utilizou técnica de simulação computacional para analisar a movimentação vertical do herbicida hexazinone, considerando dados médios default de literatura e dados calculados para suas meia-vida no solo (t½) e coeficiente de adsorção ao carbono orgânico do solo (Koc) em Latossolo Vermelho Distrófico (LVd) do Córrego do Espraiado, Ribeirão Preto-SP. Informações sobre o solo avaliado, climáticas e os dados da cultura de cana-deaçúcar foram utilizadas no simulador CMLS-94. O cenário base de simulação considerou um período de um ano e quatro meses, apresentando data de corte da cultura no mês de agosto e a aplicação de hexazinone, um mês após o corte, na dose de 0,40 kg ha-1, a qual é encontrada em produto comercial utilizado no local. As seguintes profundidades e quantidades finais foram obtidas ao final do período simulado: a) cenário com dado ?default?: 1,89 m e 0,12 kg ha-1; b) cenário com dado local calculado: 2,78 m e 0,18 kg ha-1. Observou-se uma maior movimentação do produto para o cenário simulado com dados locais, principalmente a partir do 63o dia após a aplicação do produto, embora as concentrações tenham se mantido próximas, em ambos cenários. As profundidades alcançadas não comprometem o lençol em sua zona saturada (40m).

Desenvolvimento de um programa de simulação computacional de sistemas de aquecimento solar para água

Esta Tese apresenta uma análise do comportamento térmico de um sistema de aquecimento solar operando por termossifão. Neste tipo de sistema o fluido no coletor solar é circulado por convecção natural, que acontece devido à diferença de massa específica da água ao longo circuito. Nestes sistemas a vazão mássica varia ao longo do dia e do ano, dependendo, dentre outros fatores, da irradiância solar absorvida, do perfil de temperaturas da água no sistema, da geometria, do volume e do perfil de demanda de água quente. Para uma avaliação detalhada do comportamento térmico de aquecedores solares operando por termossifão foram realizados ensaios experimentais e cálculos teóricos. Os resultados dos experimentos concordaram com aqueles apresentados na literatura e sua análise fundamentou o desenvolvimento do aplicativo TermoSim, um programa de simulação computacional do comportamento térmico de sistemas de aquecimento de água com energia solar. O tratamento matemático adotado no TermoSim compreende a modelagem dos coletores solares de acordo com a teoria de Hottel-Bliss-Whillier. O reservatório térmico é modelado com estratificação térmica, convecção e condução entre as camadas. A vazão mássica é obtida a partir do balanço da quantidade de movimento no circuito. Os modelos matemáticos empregados na construção do aplicativo TermoSim foram validados através do confronto dos resultados simulados com medidas experimentais. Foi demonstrado que a utilização destes modelos é adequada e permite reproduzir com precisão o comportamento térmico dos coletores solares e do reservatório térmico. Além do programa TermoSim, foi também desenvolvido o programa TermoDim, que é uma ferramenta para o dimensionamento de sistemas de aquecimento solar, que requer apenas o conhecimento dos parâmetros geométricos do sistema, dados meteorológicos em média mensal e informação a respeito do volume de demanda. O TermoDim é apropriado para estimar o desempenho de aquecedores solares operando por termossifão com tanques verticais e horizontais. O método de dimensionamento do TermoDim é baseado na correlação para a eficiência média mensal obtida neste trabalho a partir de um grande número de simulações.

Capacitação de agentes multiplicadores para a semana da água 2005: concepções e práticas de educação ambiental

Pós-graduação em Educação - IBRC