Metodologia AGOA: a modelagem de clusters de hidratação no complexo aziridina···ácido fluorídrico

We present a theoretical study of solvent effect on C2H5N···HF hydrogen-bonded complex through the application of the AGOA methodology. By using the TIP4P model to orientate the configuration of water molecules, the hydration clusters generated by AGOA were obtained through the analysis of the molecular electrostatic potential (MEP) of solute (C2H5N···HF). Thereby, it was calculated the hydration energies on positive and negative MEP fields, which are maxima (PEMmax) and minima (PEMmin) when represent the -CH2- methylene groups and hydrofluoric acid, respectively. By taking into account the higher and lower hydration energy values of -370.6 kJ mol-1 and -74.3 kJ mol-1 for PEMmax and PEMmin of the C2H5N···HF, our analysis shows that these results corroborate the open ring reaction of aziridine, in which the preferential attack of water molecules occurs at the methylene groups of this heterocyclic.

Modelagem da combustão da dinitramida de amônio por simulação computacional

In this work, the combustion process of ammonium dinitramide, ADN, has been modeled in two different situations: decomposition in open environment, with abundant air and decomposition in a rocket motor internal environmental conditions. The profiles of the two processes were achieved, based on molar fractions of the species that compose the products of ADN combustion. The velocity of formation and quantity of species in the open environment was bigger than the ones in the rocket motor environment, showing the effect of the different atmosphere in the reactions kinetics.

Modelagem e simulação da desidratação osmótica em pedaços de abacaxi utilizando o método de elementos finitos

Water loss and sugar gain were modelling during the osmotic dehydration process of pieces of pineaplle. The transfer of solute to the fruit and the water to the solution was based on Fick's 2nd law. The three dimensional model was solved by the finite element method with the usage of the software COMSOL Multiphysics 3.2. The main and cross diffusion coefficients and the Biot number were determined on the simulation and the deviation between the experimental and the simulated data were 4,28% to sucrose and 1,66 to the water.

Termocromismo em soluções de alcóxidos de Vanádio(IV): uma abordagem pela modelagem molecular

The thermochromic behavior exhibited by vanadium(IV) alkoxides, [V2(μ-OPr i)2(OPr i) 6] and [V2(μ-ONep)2(ONep)6 ], OPr i = isopropoxide and ONep = neopentoxide, was studied by molecular modeling using DFT, TDDFT and INDO/S methods. The vibrational and electronic spectra calculated for [V2(μ-OPr i)2(OPr i) 6] were very similar to the experimental data registered for crystalline samples of the complex and for its solutions at low temperature (< 210 K), while spectra recorded at high temperature (> 315 K) were compatible with those calculated for the monomeric form, [V(OPr i)4]. These results consistently point to a monomer/dimer equilibrium as an explanation for the solution thermochromism of {V(OPr i)4}n. In spite of the structural similarity between [V2(μ-ONep)2(ONep)6 ] and [V2(μ-OPr i)2(OPr i) 6] in the solid state, the thermochromic behavior of the former could not be explained by the same model, and the possibility of tetranuclear aggregation at low temperatures was also investigated.

Uso de modelagem molecular no estudo dos conceitos de nucleofilicidade e basicidade

Molecular modeling enables the students to visualize the abstract relationships underlying theoretical concepts that explain experimental data on the molecular and atomic levels. With this aim we used the free software "Arguslab 4.0.1" (semi-empirical method) to study the reaction of 1-chloropropane with ethoxide in solution, known to lead to methyl propyl ether, through the S N2 mechanism, and propene, through the E2 mechanism. This tool allows users to calculate some properties (i. e. heat formation or electric charges) and to produce 3D images (molecular geometry, electrostatic potential surface, etc.) that render the comprehension of the factors underlying the reaction's progress, which are related to the structure of the reagents, and the process kinetic clearer and easier to understand by the students

Modelagem da cinética de biodegradação de paclobutrazol em dois solos do semiárido do nordeste brasileiro

Mathematical models can help to prevent high levels of toxic substances in soil or fruits of plants treated with pesticides and indicate that such substances should be systematically monitored. The aim of this research was to study the kinetics of paclobutrazol biodegradation by soil native bacteria using mathematical models. Three models were used to assess the kinetics of paclobutrazol biodegradation obtained experimentally. Excellent fits were obtained using dual kinetic and logistic models. The use of glycerol as additional carbon source increased the biodegradation of PBZ and consequently decreased the time required for a given PBZ initial concentration be halved.

Modelagem termodinâmica por extração por solvente de metais divalentes em meio sulfato usando D2EHPA

The extraction of divalent metals (Mn2+, Ni2+, Co2+ and Cu2+) in the system MSO4 - H2SO4 - H2O - D2EHPA in isoparaffin (17/21) was studied by a thermodynamic model based on chemical equilibria with mass and charge balance equations. The activity coefficients of all solutes in the aqueous phase were calculated by Davies equation. By applying this model, the equilibrium concentrations of solutes were calculated from de concentration of divalent metals and pH. The predicted distribution coefficients for the divalents metals were in good agreement with experimental results.

REDUÇÃO DE VARIÁVEIS DE ENTRADA DE REDES NEURAIS ARTIFICIAIS A PARTIR DE DADOS DE ANÁLISE DE COMPONENTES PRINCIPAIS NA MODELAGEM DE OXIGÊNIO DISSOLVIDO

The objective of this work is to demonstrate the efficient utilization of the Principal Components Analysis (PCA) as a method to pre-process the original multivariate data, that is rewrite in a new matrix with principal components sorted by it's accumulated variance. The Artificial Neural Network (ANN) with backpropagation algorithm is trained, using this pre-processed data set derived from the PCA method, representing 90.02% of accumulated variance of the original data, as input. The training goal is modeling Dissolved Oxygen using information of other physical and chemical parameters. The water samples used in the experiments are gathered from the Paraíba do Sul River in São Paulo State, Brazil. The smallest Mean Square Errors (MSE) is used to compare the results of the different architectures and choose the best. The utilization of this method allowed the reduction of more than 20% of the input data, which contributed directly for the shorting time and computational effort in the ANN training.

Favorabilidade climática para a ferrugem do eucalipto no estado do Paraná

RESUMO A cultura do eucalipto no estado do Paraná, Brasil, fornece matéria-prima para a produção de celulose, carvão, madeira tratada e madeira serrada. Dentre as principais doenças fúngicas, destaca-se a ferrugem causada por Puccinia psidii. Diversas formas de controle desta doença podem ser apontadas, destacando-se o plantio de clones resistentes em locais com condições climáticas menos favoráveis à ocorrência da doença. A escolha de locais com baixos riscos climáticos pode ser feita por meio do zoneamento. Assim, o objetivo deste estudo foi desenvolver um zoneamento da favorabilidade climática para a ferrugem do Eucalyptus, no estado do Paraná, com base na temperatura e no período de molhamento foliar para a germinação de urediniósporos e infecção por P. psidii. Estas informações foram utilizadas em modelos para a geração dos mapas mensais de distribuição da doença, conforme a favorabilidade à ocorrência da doença: ‘altamente favorável’, ‘favorável’, ‘pouco favorável’ e ‘desfavorável’. Os mapas gerados foram validados pelo confronto com os pontos de ocorrência natural da ferrugem no estado do Paraná. Concluiu-se que as estações do ano mais favoráveis à ocorrência da doença foram a primavera e o verão e a menos favorável foi o inverno. A região central do estado, na zona de transição entre o clima tropical do Norte e o temperado do Sul, é mais favorável à ocorrência da ferrugem e que, a região Sul e a Norte, são menos favoráveis por razões diferentes, em decorrência das baixas temperaturas e menor umidade, respectivamente.

Consumo de água em plantios de eucalipto: parte 2 modelagem da resistência estomática e estimativa da transpiração em tratamentos irrigados e não-irrigados

Este trabalho constitui a ultima parte do estudo que objetivou calcular o consumo de água em plantios de eucalipto. Nesta parte, modelou-se a resistência estomática em função das variáveis ambientais irradiância solar global, déficit de pressão de vapor e temperatura. Com a resistência estomática modelada a partir dos valores observados no artigo anterior, foi possível calcular a transpiração do eucalipto pelo método Penman-Monteith em alguns dias, nos períodos úmido e seco do ano. Verificou-se a existência da correlação entre a resistência estomática e as variáveis ambientais. Os modelos gerados nessa relação mostraram-se eficientes para calcular as variações diárias resistência estomática e também totais horários e diários de transpiração.

Modelagem do volume do povoamento para Mimosa scabrella Benth. na regição metropolitana de Curitiba

O objetivo desta pesquisa foi modelar o volume total com casca do povoamento da bracatinga (Mimosa scabrella Benth.). Coletaram-se dados em bracatingais com regeneração induzida pelo fogo, em 14 municípios da Região Metropolitana de Curitiba (RMC), Estado do Paraná - Brasil. Utilizou-se uma base de dados constituída por 229 unidades amostrais de 100 a 400 m². Em cada parcela, mensurou-se o diâmetro à altura do peito, bem como a altura total de todas as árvores, em bracatingais de 3 a 18 anos de idade. Para a estimativa do volume total com casca, testaram-se vários modelos de regressão selecionados da literatura, o que gerou uma matriz com 58 variáveis independentes, visando construir modelos por meio do método Stepwise. As equações de melhor ajuste foram validadas utilizando-se o teste Qui-quadrado, a análise gráfica de resíduos e o erro-padrão da estimativa. Várias equações tiveram bom desempenho, apresentaram valores de coeficiente de determinação ajustados superiores a 0,995, erro-padrão da estimativa inferior a 3% e adequada distribuição de resíduos. As duas equações de melhor desempenho foram validadas, apresentando erro-padrão da estimativa de 2,37% e 2,13%, valor não-significativo para o teste do Qui-quadrado e equilibrada distribuição dos resíduos.

Modelagem e prognose em povoamentos não desbastados de clones de eucalipto

Este estudo objetivou desenvolver e propor um procedimento para modelagem do crescimento e produção de plantios clonais de eucalipto não desbastados. Os dados utilizados foram provenientes de 37 clones distribuídos em 4.325 parcelas permanentes de inventários florestais contínuos, sendo cada clone contendo pelo menos três medições com periodicidade anual. Foram estudadas cinco alternativas para avaliação da prognose de clones com mais de três medições de parcela permanentes. Para fins de prognose de estoques volumétricos, o modelo ajustado por estrato de modelagem foi mais eficiente do que o modelo de Clutter. Assim, foi possível concluir que estimativas de crescimento e produção de clones que possuam menos de três medições podem ser realizadas através de modelos específicos por estrato ou de um modelo geral, porém essa decisão deve ser avaliada pelo modelador e pelo usuário, sendo necessária grande interação entre eles.

Modelagem da distribuição diamétrica em povoamentos de eucalipto submetidos a desbaste utilizando autômatos celulares

Este estudo apresenta um modelo de distribuição diamétrica baseado em um modelo de Autômatos celulares (AC) unidimensionais e redes neurais artificiais (RNA) para a simulação de desbaste. Cada célula do AC proposto representa uma classe de dap, sendo o estado futuro previsto em função do estado atual dessa célula, do estado de suas quatro células vizinhas e de sua idade atual e futura. Como regra de evolução, utilizou-se uma RNA. A exatidão foi avaliada empregando-se o procedimento estatístico L relação entre frequências observada e estimada e realismo biológico do modelo construído. Entre as redes treinadas, foram selecionadas as 10 que representavam a evolução da distribuição diamétrica com maior exatidão. Entre essas 10 RNA, sete apresentaram valores estimados estatisticamente iguais aos observados (p>0,01). O enfoque de modelagem proposto permite estimar distribuições diamétricas futuras com exatidão.

Modelagem do balanço hídrico em microbacia cultivada com plantio comercial de Eucalyptus grandis x urophylla no leste de Minas Gerais, Brasil

No Brasil, o número de plantios comerciais de espécies florestais de crescimento rápido vem aumentando consideravelmente nas últimas décadas. Contudo, os possíveis impactos desse aumento sobre os recursos hídricos ainda são desconhecidos. O objetivo deste estudo foi realizar a modelagem do balanço hídrico em uma microbacia cultivada com plantio comercial de híbridos de Eucalyptus grandis x urophylla no Leste de Minas Gerais, Brasil. O trabalho foi realizado em uma microbacia experimental com área total de 40 ha durante o ano hidrológico, compreendido entre outubro de 2009 e setembro de 2010. A principal entrada de água no sistema via precipitação pluvial e os dados meteorológicos foram coletados por uma estação automática instalada no interior da área de estudo. As principais saídas foram estimadas pela equação modificada de Penman-Monteith e pela mensuração do deflúvio gerado na saída da bacia. Do total precipitado (1.123 mm) durante o ano, 9% (106 mm) retornaram à atmosfera via interceptação, 66% (740 mm) via transpiração da cultura e 11% (119 mm) pela evaporação do solo, que somados corresponderam à aproximadamente 86% da entrada de água na microbacia. Do deflúvio total gerado (~147 mm), apenas 4,29 mm (0,4%) foram convertidos em escoamento superficial. Pode-se concluir que durante o ano hidrológico monitorado o balanço entre as principais entradas e as saídas de água na microbacia foi equalizado, não comprometendo a disponibilidade hídrica natural no curso d'água.

Utilização da função Birnbaum-Saunders para modelagem da distribuição diamétrica de povoamentos equiâneos de eucalipto

Objetivou-se neste estudo analisar a aplicação da função Birnbaum-Saunders com três e dois parâmetros e com a utilização do diâmetro mínimo como parâmetro de locação para a descrição da estrutura diamétrica de povoamentos equiâneos de eucalipto, bem como propor um modelo de distribuição diamétrica utilizando a função. A função foi ajustada a dados de parcelas permanentes de inventário, mensuradas em seis idades. A aderência da função aos dados foi comprovada pelo teste de Kolmogorov-Smirnov. Os modelos de distribuição diamétrica propostos apresentaram valores aceitáveis de coeficiente de correlação. A análise gráfica de resíduos não apresentou tendenciosidade para a função de dois parâmetros e γ = dapmin. A função com dois parâmetros e γ = dapmin pode ser utilizada para descrição da distribuição diamétrica de povoamentos de eucalipto.