Modelagem matemática e simulação numérica do resfriamento rápido de morango com ar forçado

Este trabalho abordou o resfriamento rápido com ar forçado de morango via simulação numérica. Para tanto, foi empregado o modelo matemático que descreve o processo de transferência de calor, com base na lei de Fourier, escrito em coordenadas esféricas e simplificado para descrever o processo unidimensional. A resolução da equação expressa pelo modelo matemático deu-se por meio da implementação de um algoritmo, fundamentado no esquema explícito do método numérico das diferenças finitas, executado no ambiente de computação científica MATLAB 6.1. A validação do modelo matemático foi realizada a partir da comparação de dados teóricos com dados obtidos num experimento, no qual morangos foram resfriados com ar forçado. Os resultados mostraram que esse tipo de investigação para a determinação do coeficiente de transferência de calor por convecção é promissora como ferramenta no suporte à decisão do uso ou desenvolvimento de equipamentos na área de resfriamento rápido de frutos esféricos com ar forçado.

Queda de pressão estática por meio de uma coluna de noz macadâmia

As unidades de beneficiamento de macadâmia adotam silos secadores distintos, para cada etapa de secagem, a fim de garantir a manutenção da qualidade do produto pela redução da umidade a níveis desejáveis. Diante da necessidade de quantificar a resistência apresentada pelas nozes, submetidas a diferentes fluxos de ar durante a secagem, bem como avaliar a possibilidade de utilização de modelos empíricos, que estimem o gradiente de pressão a partir da vazão de ar, conduziram-se vários testes em laboratório para obtenção de dados experimentais e ajuste de modelos. Frutos de macadâmia (M. integrifolia), com umidade de 0,11 b.s., após limpeza e classificação, foram colocados no interior de um protótipo constituído por uma coluna de chapa galvanizada (com tomadas para medição da pressão estática), plenum e ventilador, sendo submetidos a diferentes fluxos de ar. Os testes consistiram de três medidas por profundidade, para cada um dos três lotes de nozes, perfazendo um total de nove medidas de pressão estática por profundidade na coluna. Os resultados obtidos permitiram concluir que os fluxos de ar testados apresentaram efeito significativo sobre a queda de pressão estática na coluna de macadâmia, a qual aumentou linearmente com a profundidade. Os dados experimentais ajustaram-se muito bem aos modelos de Shedd e Hunter, sugerindo sua boa aplicabilidade para a macadâmia.

Ambiente térmico no interior de modelos de galpões avícolas em escala reduzida com ventilação natural e artificial dos telhados

O presente trabalho teve o objetivo de avaliar o ambiente térmico no interior de modelos físicos de galpões avícolas construídos em escala reduzida (1:10). O conforto térmico foi avaliado por meio do Índice de Temperatura do Globo Negro e Umidade (ITGU), Carga Térmica de Radiação (CTR) e efetividade das coberturas em reduzir o ITGU em relação à cobertura construída com telhas de alumínio (épsilon). Quatro modelos construídos com telhas cerâmicas e equipados com ventilação natural ou forçada foram comparados a dois modelos construídos com telhas cerâmicas e de alumínio, respectivamente, sem lanternim. Pode-se concluir que as coberturas com câmaras de ventilação artificial (B30CVF) ou natural (B30CVN) proporcionaram melhores ambientes térmicos no interior dos modelos reduzidos, no qual o último tem a vantagem de não requerer gasto de energia elétrica.

Comparação do Coeficiente Global de Perdas de Calor para casa de vegetação aquecida usando diferentes técnicas para eficiência energética

O Coeficiente Global de Perdas de Calor (U) permite o equacionamento das necessidades térmicas de uma casa de vegetação climatizada. No presente trabalho, determinou-se esse coeficiente cujo referencial foi uma casa de vegetação localizada em Madri (Espanha), em que foram utilizadas medidas noturnas de temperatura do ar no interior, no exterior, bem como o consumo de energia para aquecimento. As comparações entre as técnicas de aquecimento utilizadas foram: solo radiante e aerotermos combinados com duas técnicas que visavam a promover melhor aproveitamento térmico, ou seja, a utilização de cobertura plástica formando dupla capa ou a utilização de túnel plástico. Os menores coeficientes foram conseguidos para a utilização de solo radiante com túnel e aerotermos com dupla capa com 7,19 W m-2 ºC-1 e 9,11 W m-2 ºC-1, respectivamente; o maior valor dentre os coeficientes nas condições estudadas foi 15,13 W m-2 ºC-1 ao considerar o uso de aerotermos sem utilização de plásticos. Conclui-se, portanto, que os resultados comprovam o melhor rendimento térmico para as técnicas ensaiadas.

Padrões de distribuição volumétrica de pontas de pulverização de jato plano 11002, com e sem indução de ar, sob diferentes espaçamentos e alturas

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a distribuição volumétrica de pontas de pulverização hidráulica de jato de uso ampliado 11002, com e sem indução de ar, em laboratório, bem como o padrão de deposição da pulverização, por meio da estimativa do coeficiente de variação (C.V.) obtido pela simulação da sobreposição de jatos adjacentes. As pontas foram posicionadas, isoladamente, no centro da mesa de teste, a 30; 40 e 50 cm de altura da mesa e a 300 e 500 kPa de pressão. Foram avaliadas 20 unidades de cada tipo de ponta, e a deposição média foi utilizada para a simulação da deposição ao longo da barra pulverizadora, com as pontas espaçadas em 30; 40; 50 e 60 cm entre si. A uniformidade da distribuição foi estimada pelo cálculo do C.V. resultante da simulação da sobreposição das pontas em barra de 8 m, sendo utilizados somente os 4 m centrais no cálculo do C.V. Os resultados mostraram haver diferenças relacionadas à deposição entre os dois tipos de ponta. A ponta com indução de ar resultou em área de deposição inferior à ponta sem indução de ar. Esse comportamento foi observado em todas as alturas da barra e nas duas pressões, podendo-se inferir que esse comportamento possa ser característico das pontas com indução de ar.

Modelagem de um condicionador de ar de alta precisão para uso em processamento agrícola

Apresenta-se neste trabalho, estudo detalhado sobre a modelagem de um condicionador de ar com controle acurado de temperatura e umidade relativa. Desenvolveu-se um programa de computador que permite predizer o comportamento do sistema sob diferentes condições psicrométricas e de vazão do ar de entrada. O modelo global físico-matemático inclui equações de balanço de massa e de energia para três diferentes volumes de controle que compõem o condicionador. Modelaram-se os processos de mistura, evaporação (ou condensação) simultânea de uma superfície d'água e de uma gota e o aquecimento de corrente de ar, separadamente. Propõem-se expressões semi-empíricas simples para os coeficientes de transferência de calor e massa inerentes ao processo de evaporação sobre uma superfície d'água e um modelo simplificado para o sistema de spray. Construiu-se um condicionador de ar no qual foram feitos testes experimentais para o ajuste das constantes que aparecem nas expressões para os coeficientes de transferência. Os dados obtidos validaram o modelo global, com precisão aceitável para projetos de engenharia.

Intermitência do sistema de resfriamento adiabático evaporativo por aspersão em instalação para vacas em lactação

Teve-se o objetivo de avaliar o período de intermitência de acionamento do sistema de resfriamento adiabático evaporativo (SRAE) por aspersão na linha de alimentação, em instalação do tipo freestall e sua influência no conforto térmico de vacas em lactação. Foram utilizadas 12 vacas multíparas com produção média de 30 kg de leite por dia. Os tratamentos corresponderam às intermitências de 12; 14 e 16 min, e os dados referentes à temperatura do bulbo seco (TBS), umidade relativa do ar (UR) e temperatura de globo negro (TGN), no interior da instalação e no ambiente externo, foram mensurados ao longo das 24 h durante todo o período experimental. A freqüência respiratória (FR), temperatura retal (TR) e temperatura do pelame (TP) foram medidas às 13; 14; 15 e 16 h em todos os animais. As variáveis meteorológicas TBS (31,5 ºC), TGN (32,5 ºC) e os índices de conforto térmico ITU (79,0) e ITGU (81,0) foram maiores na intermitência de 12 min quando comparados aos demais tratamentos. A UR mostrou-se mais elevada no tratamento de 14 min (60,3%) em relação à intermitência de 12 min (51,0%). Verificou-se que as vacas em lactação expostas à intermitência de 12 min apresentaram maior valor de TR (39,1 ºC) e FR (76,0 mov min-1) quando comparado aos tratamentos de 14 e 16 min. As intermitências de 14 e 16 min proporcionaram condições ambientais semelhantes e menores valores de TR, FR e TP, mostrando-se eficientes na redução do estresse térmico de vacas em lactação. O intervalo de 16 min empregou menor quantidade de água, podendo ser adotado a fim de evitar desperdícios desnecessários pelo sistema de resfriamento adiabático evaporativo.

Uso de cloração e ar comprimido no controle do entupimento de gotejadores ocasionado pela aplicação de água residuária

O crescimento demográfico, o aumento da demanda por água e alimentos, a crescente geração de resíduos, a poluição de corpos de água e a escassez de água têm ocasionado a busca por soluções, das quais uma é o aproveitamento do efluente de estações de tratamento de esgoto na agricultura. Um modo seguro de efetuar a aplicação desse recurso, também fertilizante, é utilizando a irrigação por gotejamento, porém o entupimento nesse sistema consiste em fator restritivo. Assim, com o objetivo de minimizar o entupimento em quatro modelos de gotejadores por uso de águas residuárias oriundas de tratamento secundário de estação de tratamento de esgoto, testaram-se quatro tipos de manejo: (I) controle (somente filtragem), (II) cloração, (III) ar comprimido e (IV) cloração e ar comprimido. Obteve-se melhor resultado com o tratamento de 0,5 mg L-1 de cloro residual livre combinado ao gotejador autocompensante.

Efeitos da temperatura do ar, linhagem e período do dia nas freqüências de ocorrências e tempos de expressão comportamental de matrizes pesadas

Ajustes de comportamento podem ocorrer rapidamente e a custo menor do que os ajustes fisiológicos. Considerando o comportamento social, é sugestivo que a freqüência e a intensidade de interações agressivas, o total de coesão social e a extensão de vícios sociais possam ser utilizados para avaliação de bem-estar. Esta pesquisa apresenta uma análise das interações entre os fatores experimentais, como temperatura, linhagem e período do dia, nos comportamentos de matrizes pesadas alojadas em câmara climática, buscando evidenciar as diferentes reações das aves submetidas a distintas condições ambientais. Os resultados encontrados mostraram diferenças significativas entre os comportamentos expressos pelas diferentes linhagens, reforçando a necessidade do monitoramento em tempo real do bem-estar de matrizes pesadas em alojamentos comerciais, dada a complexidade com que as variáveis ambientais interferem no bem-estar. A pesquisa permitiu concluir também que a avaliação do bem-estar de matrizes pesadas deve considerar o período do dia na observação dos comportamentos.

Sistema automatizado para aquisição de dados de umidade relativa do ar

Devido à importância do ambiente na produção animal e vegetal e, portanto, controle ambiental adequado, o trabalho propõe como objetivo a construção de um sistema de aquisição automatizada de dados de umidade relativa do ar, utilizando-se de microcontrolador de dimensões reduzidas e de baixo custo. A calibração do sensor de umidade relativa foi realizada em três etapas de simulação desenvolvidas em laboratório: caixas perfuradas, dessecador sem tampa contendo sílica-gel em seu fundo e psicrometria. As etapas de calibração, utilizando situações naturais e artificiais, bem como as metodologias desenvolvidas, apresentaram resultados que permitem concluir que o sistema pode ser utilizado com segurança no monitoramento dessa variável.

Assistência de ar e volumes de aplicação na deposição de calda e no controle do arroz vermelho (Oryza sativa L.)

O trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da assistência de ar junto à barra pulverizadora e de três volumes de pulverização na dessecação e deposição da calda em arroz vermelho, sob cultivo de nabo forrageiro, em áreas de recuperação de várzeas, utilizando o herbicida paraquat e o corante Azul Brilhante, respectivamente. Os volumes de pulverização foram 100; 200 e 300 L ha-1 da solução aquosa, contendo corante alimentício (1.500 mg L-1). Com ou sem a assistência de ar junto à barra, foram utilizadas pontas de pulverização de jato plano tipo AXI 110015 à pressão de 117,3 kPa, AXI 11002 e AXI 11003 a 276 kPa. A avaliação da deposição da pulverização deu-se em folhas de plantas de arroz vermelho. Os maiores volumes (200 e 300 L ha-1) pulverizados com a assistência de ar junto à barra pulverizadora proporcionaram maiores depósitos do corante em relação ao volume de 100 L ha-1. Não foram constatadas diferenças na deposição do corante para os volumes pulverizados, sem a assistência de ar junto à barra, tampouco entre os volumes de 200 e 300 L ha-1 com a assistência de ar junto à barra. As maiores percentagens de controle do arroz vermelho foram obtidas com a assistência de ar junto à barra, independentemente do volume pulverizado, equivalendo-se ao controle obtido com 300 L ha-1, sem o uso dessa tecnologia.

Influência da temperatura do ar de secagem no calor latente de vaporização de água em feijão macassar (Vigna unguiculata (L.) Walp.), variedade sempre-verde

Em cálculos da quantidade de energia requerida em processos de secagem artificial de um produto agrícola, é necessário o conhecimento de uma expressão para a determinação do calor latente de vaporização (H) de água no produto. Normalmente, as expressões para H, encontradas na literatura, são dadas pelo calor latente de vaporização (h) de água livre multiplicado por funções que dependem apenas do teor de água do produto. Isso significa que a relação H/h, para um dado produto, só depende do teor de água, o que é uma simplificação, pois se sabe que tal relação depende também da temperatura. Neste artigo, é apresentada uma expressão para o cálculo de H para feijão macassar, variedade sempre-verde, levando em consideração a dependência de H/h com a temperatura. Para tal, foi desenvolvido e utilizado um programa computacional que ajusta, de forma automática, cerca de 500 funções contidas em sua biblioteca, com uma e duas variáveis independentes, a dados experimentais. O programa, que usa regressão não-linear, classifica as melhores funções ajustadas pelo critério do menor qui-quadrado reduzido. O conjunto de testes estatísticos realizados indica que a expressão apresentada neste artigo produz resultados mais precisos na determinação de H para feijão macassar que os de outras equações normalmente encontradas na literatura.

Determinação da difusividade e da energia de ativação para feijão macassar (Vigna unguiculata (L.) Walp.), variedade sempre-verde, com base no comportamento da secagem

Neste artigo, teve-se o objetivo de determinar curvas de secagem em camada fina para grãos de feijão macassar, variedade sempre-verde. Visou-se, também, à determinação da difusividade efetiva da água no interior do produto, bem como a energia de ativação. Para tal, foram utilizadas amostras com 150 g de feijão com teor inicial de água de 37% (bu), nas temperaturas de 40; 50 e 60 ºC. A velocidade do ar do secador convectivo foi mantida em 1,0 m s-1 e, durante todo o processo, os valores médios da temperatura e da umidade relativa do ar ambiente foram, respectivamente, 29 ºC e 58%. A difusividade efetiva da água no produto foi determinada, em cada temperatura, por meio da lei de Fick, pressupondo um modelo esférico para os grãos. Uma expressão para a difusividade efetiva da água em função da temperatura foi determinada por meio do ajuste da equação de Arrhenius aos dados obtidos. A análise dos resultados possibilita concluir que a equação de Page representa, de forma satisfatória, o processo de secagem em todas as condições estudadas. O modelo esférico estabelecido para os grãos é satisfatório, resultando em difusividade efetiva que variou de 7,13x10-11 até 14,0x10-11 m²s-1, e em energia de ativação igual a 26,9 kJ mol-1. Foi observado que, para a temperatura do ar de secagem mantida em 60 ºC, houve a formação de fissuras em quantidade significativa de grãos.

Qualidade do ar, ambiente térmico e desempenho de suínos criados em creches com dimensões diferentes

Em uma suinocultura, a fase de creche é considerada crítica, na qual o animal fica exposto às condições ambientais do recinto onde está alojado, sem a proteção da matriz e inserido em um meio social coletivo e desconhecido. Essa fase requer ambiente térmico mais aquecido e, por isso, em período de inverno, os abrigos são mantidos mais fechados, o que pode ser agravante em termos de renovação do ar. Este trabalho teve como objetivo avaliar duas creches de dimensões diferentes, em período de inverno, levando-se em consideração o ambiente térmico, a qualidade do ar e o desempenho dos animais alojados nessas instalações. Foram utilizadas duas creches com dimensões diferentes (I e II), ambas sem nenhum tipo de aquecimento. Foram feitas medições de concentrações instantâneas de NH3 (ppm), CO (ppm) e CO2 (ppm). Dados relativos ao conforto térmico ambiente (temperatura e umidade) foram coletados continuamente. Concluiu-se que a concentração dos gases CO2 e NH3, mensurados em ambas as creches, não atingiram níveis que possam causar danos à saúde dos animais; não houve concentração mensurável do gás monóxido de carbono em nenhuma das mesmas; o ambiente térmico nas creches, no período estudado, esteve em condições consideradas confortáveis.

Biodiesel de mamona no diesel interior e metropolitano em trator agrícola

A demanda de recursos energéticos pelos sistemas de produção, aliada à escassez dos combustíveis fósseis, tem motivado a produção do Biodiesel, que é um combustível obtido de fontes renováveis. O objetivo deste trabalho foi realizar dois ensaios: o primeiro dinâmico, para avaliar o desempenho operacional utilizando como parâmetro o consumo de combustível, e o segundo, estático, para mensurar a opacidade da fumaça (material particulado) do motor de um trator agrícola, operando com diesel metropolitano e interior misturados ao Biodiesel de mamona, em sete proporções. O trabalho foi conduzido no Departamento de Engenharia Rural da UNESP/Jaboticabal - SP. Os resultados mostraram que o tipo de diesel influenciou no consumo de combustível e na opacidade da fumaça, sendo o diesel metropolitano de melhor qualidade; observou-se, também, que à medida que a proporção de Biodiesel aumentou, o mesmo ocorreu para o consumo de combustível; entretanto, a opacidade da fumaça reduziu com o acréscimo de Biodiesel até B75.