Modelagem computacional do fluxo unidimensional de água em meio não saturado do solo

O estudo do fluxo de água em zonas não saturadas do solo é de grande importância para pesquisas relacionadas à disponibilidade hídrica para o desenvolvimento das plantas. Devido ao alto custo, ao tempo demandado e ao esforço humano nas investigações de campo, os modelos matemáticos, aliados às técnicas numéricas e avanços computacionais, constituem-se em uma ferramenta importante na previsão desses estudos. No presente trabalho, objetivou-se solucionar a equação diferencial parcial não linear de Richards mediante a aplicação do Método de Elementos Finitos. Na aproximação espacial, foi empregada a adaptatividade com refinamento "h" na malha de elementos finitos e, na derivada temporal, foi aplicado o esquema de Euler Explícito. A função interpolação polinomial utilizada foi de grau 2, e a que garantiu a conservação de massa da estratégia de adaptação. Para a validação do modelo, foram utilizados dados disponíveis em literatura. A utilização da função interpolação polinomial de grau 2 e o refinamento "h", com considerável redução do tempo de execução da rotina computacional, permitiram uma boa concordância do modelo em comparação a soluções disponíveis na literatura.

Perda de carga em filtros orgânicos utilizados no tratamento de água residuária de suinoculturas

Com a realização deste trabalho, objetivou-se parametrizar a equação de evolução da perda de carga, para descrição do processo de filtração de água residuária da suinocultura. No preenchimento das colunas filtrantes, foram utilizados bagaço de cana-de-açúcar triturado, serragem de madeira e pergaminho de grãos de café. Dados de perda de carga em diferentes profundidades e tempos de operação dos filtros orgânicos foram coletados para ajuste das equações de perda de carga. Para as equações ajustadas, foram obtidos altos coeficientes de determinação, sendo que a significância dos coeficientes da regressão foi, na sua quase totalidade, de 1% de probabilidade, podendo ser utilizada na predição do comportamento dos filtros. As variáveis tempo de operação e profundidade das colunas filtrantes, constituídas pelos três materiais filtrantes, apresentaram comportamento quadrático na estimativa da perda de carga total. O tempo ideal de operação ininterrupta dos filtros, sem troca de material filtrante, foi de, aproximadamente, 1,5 h e, depois de corrido esse tempo, o material filtrante deverá ser substituído.

Tarifa binômia para o custo de água pressurizada em perímetros irrigados

Nos distritos de irrigação, a tarifa de custo variável tem dependido exclusivamente da quantidade de água consumida e não, da energia e da demanda de potência elétrica para o fornecimento de água na pressão e na vazão recomendadas pelo sistema de irrigação. Essa forma de tarifação da água de irrigação é um contrassenso em que os irrigantes mais eficientes subsidiam os irrigantes menos eficientes. Este trabalho propõe que as tarifas de água considerem não somente a quantidade de água consumida no mês, mas também a pressão, já que a demanda de potência hidráulica é função do produto da vazão pela pressão de serviço. O estudo comparou o custo de água de irrigantes que consomem o mesmo volume mensal para a situação atual e pela metodologia proposta. Verificou-se, também, o efeito de irrigações isoladas ou simultâneas e sua implicação no custo da água. Os resultados mostraram que a implementação de tarifa binômia para a água pode reduzir o custo da água para o irrigante de baixa pressão em até 66%. Já para os irrigantes com alta pressão, poderá ter acréscimo de até 133%. A simultaneidade de uso da água também influencia seu custo devido à variação na demanda de potência de energia elétrica.

Definição do posicionamento de sensores para monitoramento da água no solo em bananeira irrigada por diferentes sistemas de irrigação localizada

O uso eficiente da água na irrigação localizada dependerá, além de outros fatores, também do correto monitoramento da água no solo. Portanto, este trabalho teve como objetivo caracterizar as zonas efetivas de comprimento de raízes e de extração de água, bem como indicar o correto posicionamento de sensores de água no solo para o manejo da irrigação por gotejamento na bananeira em fase de produção. No experimento, conduzido na Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical, foram estudados diferentes sistemas de irrigação localizada, diante dos seguintes tratamentos: T1 - dois emissores de 4 L h-1 por planta em uma lateral por fileira de plantas; T2 - quatro emissores de 4 L h-1 por planta em uma lateral por fileira de plantas; T3 - cinco emissores de 4 L h-1 por planta em faixa contínua com uma lateral por fileira. Pelos resultados obtidos, pode-se observar que as regiões mais adequadas para a instalação de sensores de umidade no solo nos tratamentos T1, T2 e T3 são as limitadas pelas distâncias e profundidades de 0,2 m e 0,4 m; 0,5 m e 0,35 m; 0,55 m e 0,35 m, respectivamente.

Eficiência de um hidrociclone de geometria "rietema" para pré-filtragem de água para irrigação

O hidrociclone é um equipamento amplamente utilizado pela indústria em processos envolvendo separação sólido-líquido, porém ainda pouco utilizado na agricultura irrigada no Brasil. Neste trabalho, avaliou-se o desempenho deste equipamento como pré-filtrante de partículas sólidas, oriundas dos processos erosivos e do assoreamento dos recursos hídricos. Os testes foram realizados com um hidrociclone de geometria "Rietema", possuindo diâmetro de 19,2 cm na parte cilíndrica, operando com vazões variando entre 10 m³ h-1 e 27 m³ h-1. Os materiais particulados usados em suspensão foram: solo franco-argiloso e areia de rio. Os resultados mostraram que a perda de carga máxima média foi de 52 kPa e 47 kPa para as suspensões aquosas de areia e solo, respectivamente. Seu melhor desempenho ocorreu operando com suspensão aquosa de areia, apresentando eficiência total de 92,3% para a vazão de 26,9 m³ h-1. Concluiu-se que o equipamento avaliado é mais eficiente para remoção de partículas de areia, podendo ser utilizado como pré-filtro em sistemas de irrigação.

Fitorremediação de solo contaminado com o herbicida picloram por plantas de Panicum maximum em função do teor de água

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de lâminas de água no solo sobre a fitorremediação de solo contaminado com o herbicida picloram por plantas de Panicum maximum cv Tanzânia. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, e os tratamentos, em número de 12, foram compostos pela combinação entre quatro níveis diários de reposição da água, através das lâminas de água evaporada (80; 90; 100 e 110% da quantidade de água evaporada) e de três doses do picloram (0; 80 e 160 g ha-1). A quantidade de água evaporada foi determinada por meio de dois evaporímetros. Após a aplicação do herbicida, foi realizada a semeadura da espécie vegetal fitorremediadora. Noventa dias após a emergência, as plantas de capim-tanzânia foram dessecadas, e a parte aérea, descartada. Terminada esta etapa, efetuou-se a semeadura da soja como bioindicadora da presença do picloram, determinando-se fitotoxicidade, altura e massa verde e seca. A soja mostrou-se extremamente sensível à presença do picloram no solo. Constatou-se que os valores extremos de umidade avaliados, 80 e 110% da reposição diária da lâmina de água evaporada, favoreceram a remediação de solos contaminados com o herbicida picloram. A otimização da fitorremediação não é significativa quando se avaliou o resíduo correspondente a 160 g ha-1 do herbicida.

Avaliação dos efeitos da cobertura de palha de cana-de-açúcar na umidade e na perda de água do solo

No período de 23 de junho a 23 de julho de 2006, nas condições edafoclimáticas da região de Araras - SP, estudou-se a influência da cobertura de palha de cana-de-açúcar colhida mecanicamente nos valores da umidade volumétrica de um Latossolo Vermelho-Escuro, distrófico, A moderado, de textura argilosa. A variação da umidade volumétrica do solo foi avaliada nas camadas de 0 a 0,20 m e 0,20 a 0,40 m de profundidade. Os tratamentos consistiram na cobertura do solo com quantidades de palha de cana-de-açúcar equivalentes a 0 e 1,5 kg m-2 (0 e 1,5 10(4) kg ha-1); o primeiro tratamento representando a condição sem palha, e o segundo, a condição com palha. Os resultados coletados na camada de 0-0,20 m mostraram que, no período estudado houve redução dos valores da umidade volumétrica do solo de 0,103% por dia, na condição com palha, e de 0,223% por dia, na condição sem palha, mais do que o dobro em relação à primeira condição. Quando se considerou a camada de 0,20-0,40 m, a diminuição dos valores da umidade volumétrica do solo foi bem menor do que a verificada na situação anterior, da ordem de 0,116% por dia, na condição com palha e de 0,159% por dia, na condição sem palha. Um ponto importante a ser destacado é que os tratamentos utilizados no experimento tiveram influência decisiva no sentido do movimento da água no solo.

Qualidade de águas subterrâneas captadas em fontes em função da presença de proteção física e de sua posição na paisagem

No meio rural, a água de consumo humano é frequentemente captada por meio de sistemas precários. O objetivo do trabalho foi o de monitorar parâmetros físicos, químicos e microbiológicos da qualidade de água subterrânea captada em fontes para uso doméstico, relacionando suas posições na paisagem e à presença de proteção física. Trinta e cinco fontes de água subterrânea, localizadas na pequena bacia hidrográfica-PBH do Arroio Lino, área rural do Município de Agudo - RS, foram amostradas e classificadas quanto à proteção física e à posição na paisagem. Monitoraram-se, de janeiro a agosto de 2002, os seguintes parâmetros da água: pH, cor, carbono orgânico solúvel total (COST), N-NO3, N-NH3 e fósforo total (PT), Escherichia coli e coliformes totais. Em geral, os parâmetros variaram com a época de coleta, ficando ora acima, ora abaixo dos Valores Máximos Permissíveis previstos pelo Ministério da Saúde do Brasil. A posição das fontes nas cotas mais altas da paisagem da PBH mostrou-se determinante unicamente para a cor e o PT. A proteção rudimentar mostrou-se eficaz para o PT nas fontes posicionadas em cotas altas, no entanto apresentou respostas discrepantes na parte baixa da paisagem, considerando-se os parâmetros COST e N-NO3. A fonte drenada coletiva, sistema recomendado pela assistência técnica oficial, mostrou-se a mais eficaz em evitar a contaminação por Escherichia coli, restringindo também coliformes totais, fósforo total e N-NO3 em relação à fonte individual. A posição das fontes na paisagem e a presença de proteção física rudimentar podem ser utilizadas como critério parcial ao uso de fontes para captação de água.

Dimensionamento de motores para o bombeamento de água

O dimensionamento de motores com potência acima da necessária acarreta maior custo inicial, menor rendimento e menor fator de potência. Desde 1996, que se fabricam no Brasil motores elétricos com fator de serviço maior do que a unidade, obedecendo a valores prescritos em norma. O fator de serviço informa a potência disponível do motor em regime contínuo para as condições de carga nominal. A literatura técnica de dimensionamento de motores para acionamento de bombas hidráulicas indica a necessidade da adoção de acréscimos na potência dos motores. Tanto o fator de serviço, quanto o acréscimo na potência constituem fatores de segurança para o dimensionamento. Estes fatores de segurança têm a função de suprir maior demanda de potência devido a variações nas condições de trabalho, como curvas características da bomba ou do motor, e a qualidade de energia, como oscilação e desequilíbrio do sinal de tensão. Conclui-se que não seja utilizado acréscimo na potência no dimensionamento de motores com fator de serviço maior do que a unidade para acionamento de bomba hidráulica, tendo em vista que o superdimensionamento pode acarretar redução de rendimento do sistema e maior custo inicial. O dimensionamento que considera, simultaneamente, os dois fatores de segurança, implica superdimensionamento de 15% a 88%.

Infiltração de água no solo em áreas cultivadas com cana-de-açúcar sob diferentes sistemas de colheita e modelos de ajustes de equações de infiltração

As técnicas de colheita da cultura de cana nem sempre seguem preceitos conservacionistas, fato que pode influenciar atributos físicos do solo com consequente alteração da velocidade de infiltração de água no solo. O trabalho realizado teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes sistemas de colheita (manual e mecanizada) da cana-de-açúcar (crua e queimada), sobre as características de infiltração e verificar a adequação de modelos matemáticos para a estimativa da taxa de infiltração de água no solo. Foi utilizado um simulador de chuva portátil calibrado para aplicar uma precipitação de 60 mm h-1. Os testes de infiltração de água no solo foram realizados em três sistemas de colheita: colheita manual de cana queimada, colheita mecanizada de cana crua e colheita mecanizada de cana queimada. A qualidade do ajuste dos modelos foi avaliada por meio de regressões não lineares entre os valores estimados e os valores médios observados em cada tratamento estudado. Nos tratamentos onde foi empregada a colheita mecânica, observou-se uma redução da taxa de infiltração final em relação à área sob colheita manual de cana queimada. A equação de Horton foi a mais adequada para a estimativa da taxa de infiltração de água no solo estudado.

Cultivo de flores com o uso de água residuária e suplementação mineral

Este trabalho visa a avaliar o efeito da adubação nitrogenada e potássica na produção de gérbera (Gerbera jamesonni), tipo comercial Rambo, utilizando-se de dois tipos de águas (residuária de origem urbana e de abastecimento) para irrigação. O experimento foi realizado em casa de vegetação, na Universidade Federal de Campina Grande, de outubro de 2006 a janeiro de 2007, abrangendo um ciclo completo de produção. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com três repetições, e os tratamentos foram dispostos em esquema fatorial 3 x 4 x 2, em que os fatores estudados foram: níveis crescente de nitrogênio (N1 = 100; N2 = 200 e N3 = 300 mg L-1) e potássio (K1 = 100; K2 = 200; K3 = 300 e K4 = 400 mg L-1) adicionados a uma solução contendo fósforo (P1 = 50 mg L-1); com a utilização de dois tipos de água (A1 = abastecimento, e A2 = residuária de origem urbana). As variáveis monitoradas foram: número de botões florais emitidos e intervalo de emissão; número de flores colhidas e intervalo entre colheitas; diâmetro das flores e comprimento das hastes. O incremento de nitrogênio, apesar de propiciar incremento no número de botões e reduzir o tempo de emissão de botões, ocasionou efeito negativo quanto à qualidade das flores produzidas; já o incremento de potássio foi benéfico. O uso de água residuária possibilitou melhoria significativa na produtividade e redução no tempo de colheita sem efeito significativo na qualidade das flores produzidas. Não foram observadas interações significativas entre os fatores estudados.

Compostos orgânicos como substratos na formação de mudas de ipê-amarelo (Tabebuia Chrysotricha (Mart. Ex. Dc.) Standl) irrigadas com água residuária

A necessidade de estudar a utilização dos resíduos de podas de árvores é de grande importância ambiental para solucionar os problemas de resíduos sólidos existentes nas áreas urbanas junto com os resíduos de lixos domésticos. O estudo destes materiais foi avaliado com o desenvolvimento de mudas de ipê-amarelo (Tabebuia Chrysotricha (Mart. Ex. Dc.) sandl) em diferentes misturas de substratos e tipos de água para irrigação. O experimento foi instalado no Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias - UNESP, Câmpus de Jaboticabal. Foram realizados dois experimentos, avaliados juntamente com delineamento experimental em blocos casualizados, de oito substratos, duas qualidades de águas e quatro repetições, totalizando 64 parcelas. Cada parcela foi composta por 30 plantas (cinco linhas de seis plantas), sendo consideradas como úteis as três linhas de quatro plantas centrais da parcela. Foram testados oito substratos, resultantes da combinação de substrato comercial, composto de lixo e composto de poda de árvores com dois tipos de água de irrigação (água potável e residuária) e quatro repetições. Para acompanhar o desenvolvimento das mudas de ipê-amarelo, foram avaliados a altura da parte aérea das plantas (H) e o diâmetro do colmo (D). As características foram avaliadas aos 21; 42; 63 e 84 dias após a emergência. Da análise dos resultados, possibilitou-se concluir que os substratos estudados promoveram diferenças significativas para a altura média das plantas e o diâmetro de colmo, em todos os períodos de avaliação. Os substratos 4 e 5 e a água residuária apresentaram os melhores resultados no desenvolvimento das mudas de ipê-amarelo.

Efeito da aplicação de água residuária da lavagem dos frutos de café sobre as propriedades químicas do solo

O objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações químicas de solos tratados com água residuária de café (ARC). O experimento foi conduzido em colunas de PVC, onde foram avaliadas quatro doses de ARC (0; 174; 522 e 870 t ha-1), em dois Argissolos Amarelos subdivididos em quatro camadas, para dois períodos de incubação (30 e 60 dias). O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, em arranjo fatorial, e as variáveis analisadas foram cálcio, magnésio, potássio, sódio, pH e condutividade elétrica do extrato da pasta saturada. As doses de ARC alteraram as propriedades químicas dos solos nos dois períodos de incubação estudados, aumentando os teores de Ca++, Na+ e, principalmente, K+ nos dois solos. A dose de aplicação de 174 t ha-1 de ARC elevou a concentração de K+ no solo para a faixa ideal, de acordo com as exigências nutricionais da cultura. A camada superficial apresentou maior concentração de K+, Na+, Ca++ e, consequentemente, maior CEes.

Variáveis biométricas da cana-de-açúcar fertilizada com resíduos orgânico e industrial e irrigada com água servida e potável

O uso agrícola de resíduos orgânicos e industriais é uma alternativa de aproveitamento como fertilizante e fonte de matéria orgânica ao solo. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar o uso do composto de lixo e biofertilizante como fonte de nutrientes, e o resíduo do processamento da bauxita como corretivo da acidez do solo, para a cultura da cana-de-açúcar (cana-planta), irrigada com água potável e servida. Para tanto foi conduzido experimento em vaso, utilizando-se de solo Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico, cultivado com a variedade RB855536. Foram avaliadas variáveis biométricas da planta, tais como: altura de plantas, diâmetro do colmo, perfilhamento, número de folhas, matéria seca de raiz e parte aérea. Os dados obtidos evidenciaram que a qualidade da água de irrigação, potável ou servida, não influenciou as variáveis avaliadas. A aplicação de composto de lixo e de biofertilizante constituiu-se numa fonte eficiente de nutrientes para as plantas de cana-de-açúcar, mas é necessária a aplicação adicional de fertilizantes para a obtenção de produção de colmos, similar ao do tratamento com adubação mineral convencional. Já o resíduo do processamento da bauxita mostrou-se eficiente na correção da acidez, apresentando as variáveis físicas semelhantes ao tratamento com adubação mineral, com exceção da matéria seca de raiz.

Sistema com aeração, decantação e filtragem para a melhoria da qualidade de água em irrigação localizada

A qualidade da água é muito importante para irrigação por gotejamento, pois ela escoa por pequenos bocais dos emissores, podendo ocorrer obstrução devido à deposição dos sólidos em suspensão. Portanto, antes da instalação do projeto, devem-se avaliar parâmetros de qualidade da água, para adotar medidas preventivas, evitando o risco de entupimento do sistema. Este trabalho teve como objetivo avaliar um sistema composto por aeradores com aspersores, sobre leito de pedra, para a precipitação dos íons Fe+2e Mn+2 em tanque de decantação, e um conjunto de filtragem composto por três filtros de areia e um de disco, em sistema de irrigação localizada. O trabalho foi realizado na Fazenda Alvorada, no município de Nova Granada - SP, no período de março a outubro de 2008. Foram realizadas determinações de variáveis físicas e químicas da água, ao longo do sistema de aeração, decantação e filtragem, o qual foi eficiente para a melhoria da qualidade de água, reduzindo os níveis de risco de entupimento de severo para médio e de médio para baixo. Oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, pH, Fe+2e Fe+3 não diferenciaram a qualidade de água entre os pontos do sistema de tratamento, porém a turbidez, sólidos dissolvidos, sólidos em suspensão, ferro total e manganês total reduziram-se significativamente pelo uso do sistema proposto, melhorando a qualidade da água.