Validação do balanço de radiação obtido a partir de dados MODIS/TERRA na Amazônia com medidas de superfície do LBA

Este estudo tem como objetivo estimar os componentes do balanço de radiação em duas regiões do estado de Rondônia (sudoeste da Amazônia brasileira), a partir de dados do Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS/TERRA) por intermédio do modelo Surface Energy Balance Algorithms for Land (SEBAL), e validar os resultados com informações adquiridas por torres micrometeorológicas do projeto LBA sob as condições de pastagem (Fazenda Nossa Senhora Aparecida) e floresta (Reserva Biológica do Jaru). A implementação do modelo SEBAL foi realizada diretamente sobre os dados MODIS e incluiu etapas envolvendo o cômputo de índices de vegetação, albedo e transmitância atmosférica. A comparação das estimativas geradas a partir de dados MODIS com as observações resultou em erros relativos para a condição de pastagem variando entre 0,2 e 19,2%, e para a condição de floresta variando entre 0,8 e 15,6%. A integração de dados em diferentes escalas constituiu uma proposição útil para a estimativa e espacialização dos fluxos de radiação na região amazônica, o que pode contribuir para a melhor compreensão da interação entre a floresta tropical e a atmosfera e gerar informações de entrada necessárias aos modelos de superfície acoplados aos modelos de circulação geral da atmosfera.

Estimativa dos componentes do balanço de energia e da evapotranspiração em plantios de eucalipto utilizando o algoritmo sebal e imagem landsat 5 - TM

Variáveis climáticas são essenciais para a compreensão das condições ambientais que influenciam o crescimento e o desenvolvimento vegetal. Nos últimos anos, as pesquisas que utilizam dados climáticos e técnicas de sensoriamento remoto em análises espaço-temporais da demanda por água e energia das plantas têm-se intensificado. O SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land) é um dos algoritmos mais destacados em estudos que envolvem estimativas dos fluxos de energia em grandes áreas, e pode ser aplicado com poucas medições de campo. Este trabalho, realizado no Município de Santa Bárbara, Minas Gerais, objetivou estimar os componentes do balanço de energia e, por conseguinte, a evapotranspiração em plantios de eucalipto com aplicação do algoritmo SEBAL e de imagem do sensor TM do satélite Landsat 5. As estimativas foram realizadas para cena do dia 20/06/2003. Considerando apenas as áreas referentes aos plantios de eucalipto (sete anos de idade), foram obtidos valores médios de saldo de radiação (Rn), fluxo de calor no solo (G), fluxo de calor sensível (H), fluxo de calor latente (LE) de 420,12 W m-2, 81,80 W m-2, 149,93 W m-2, 188,39 W m-2, respectivamente. Para a evapotranspiração real horária (ETr h), o valor médio obtido foi de 0,28 mm h-1. As estimativas mostraram-se condizentes com dados da literatura, no entanto pesquisas com maior controle experimental devem ser realizadas.

Análise espaço temporal da evapotranspiração na área de preservação ambiental da Ilha de Santa Rita, Alagoas, Brasil

A evapotranspiração (ET) é uma das principais componentes do ciclo hidrológico. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo analisar o comportamento espaço-temporal do Balanço de Energia e da Evapotranspiração Real Diária na Área de Preservação Ambiental da Ilha de Santa Rita, Alagoas, Brasil, tomando como subsídio as possíveis alterações no uso e cobertura do solo. A metodologia utilizada envolve o uso do algoritmo SEBAL, imagens do satélite Landsat 5 - TM e dados complementares de estação meteorológica localizada na área de estudo. A estimativa diária de ET24h real variou de 0 a 1 mm dia-1 no solo exposto e na cidade; a 6 mm dia-1, em corpos d'água e mangue, com um valor médio de 3,78 mm dia-1, 3,45 mm dia-1 e 4,75 mm dia-1, nos dias 03/09/2003, 26/08/2006 e 17/03/2011, respectivamente, em toda a área estudada. Os resultados por meio do algoritmo SEBAL (SURFACE ENERGY BALANCE ALGORITHMS FOR LAND) podem ser utilizados em condições climáticas semelhantes às da Área de Preservação Ilha de Santa Rita/Alagoas. As distribuições de cada componente do balanço de energia: saldo de radiação, fluxo de calor no solo, sensível e latente, apresentaram influência significativa nos diferentes tipos de uso e cobertura do solo. Além disso, constataram-se diferenças evidentes entre os fluxos em zona rural e área urbana. A abordagem utilizada é muito adequada para uma exploração real de dados de satélite, podendo ser útil para estimar um número de parâmetros no contínuo solo-planta-atmosfera.

Sazonalidade de variáveis biofísicas em regiões semiáridas pelo emprego do sensoriamento remoto

Para investigar alterações no albedo, no Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), no saldo de radiação e no fluxo de calor no solo, em decorrência do regime pluviométrico no semiárido cearense, desenvolveu-se um estudo na bacia do Rio Trussu - Ceará, empregando-se sensoriamento remoto. Foram utilizadas duas imagens Landsat 7 ETM+, datadas de 25-10-2000 e 24-7-2001, sendo as variáveis estimadas pelo emprego do algoritmo SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land). Os resultados mostraram que as variáveis investigadas apresentaram alterações entre as duas estações, sendo os maiores valores de albedo registrados na estação seca. O NDVI apresentou maior sensibilidade ao regime hídrico, mostrando alto potencial de recuperação da vegetação ao efeito da precipitação. As margens do Rio Trussu apresentaram NDVI superior a 0,39, sendo indicativo de preservação da mata ciliar. A vegetação da bacia mostrou alto poder resiliente expresso pelo incremento nos valores de NDVI para o ano de 2001. A estação chuvosa exerceu também influência marcante sobre o saldo de radiação e fluxo de calor no solo, confirmando o efeito da estação climática na modificação do balanço de energia sobre a bacia.

Variabilidade local e regional da evapotranspiração estimada pelo algoritmo SEBAL

Em face da importância em conhecer a evapotranspiração (ET) para uso racional da água na irrigação no contexto atual de escassez desse recurso, algoritmos de estimativa da ET a nível regional foram desenvolvidos utilizando-se de ferramentas de sensoriamento remoto. Este estudo objetivou aplicar o algoritmo SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land) em três imagens do satélite Landsat 5, do segundo semestre de 2006. As imagens correspondem a áreas irrigadas, floresta nativa densa e a Caatinga do Estado do Ceará (Baixo Acaraú, Chapada do Apodi e Chapada do Araripe). Este algoritmo calcula a evapotranspiração horária a partir do fluxo de calor latente, estimado como resíduo do balanço de energia na superfície. Os valores de ET obtidos nas três regiões foram superiores a 0,60 mm h-1 nas áreas irrigadas ou de vegetação nativa densa. As áreas de vegetação nativa menos densa apresentaram taxa da ET horária de 0,35 a 0,60 mm h-1, e valores quase nulos em áreas degradadas. A análise das médias de evapotranspiração horária pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade permitiu evidenciar uma variabilidade significativa local, bem como regional no Estado do Ceará.

A fast and efficient method for the study of caffeine levels in energy drinks using micellar electrokinetic chromatography (MEKC)

Energy drinks are becoming popular in Brazil and in the world due to their stimulant properties. Caffeine is present in energy drinks with the aim of stimulating the central nervous system and intensifying brain activity. On the other hand, the ingestion of high doses of caffeine can cause undesirable symptoms such as anxiety and tachycardia. Therefore, it is necessary to monitor the caffeine content added to energy drinks to guarantee that the levels in the final product are in accordance with the labeling and within the legislation limits. The goal of this work was to validate a fast, efficient, and low-cost method for the determination of caffeine in energy drinks by micellar electrokinetic chromatography (MEKC). A total of seven brands were analyzed, each in three lots. The electrolyte was prepared with 50 mmol.L-1 of sodium dodecyl sulfate (SDS) and 10 mmol.L-1 of sodium carbonate (pH 11.0). The mean concentration of caffeine ranged from 122.8 to 318.6 mg.L-1. None of the brands had caffeine levels above the maximum limit. Considering the interval of confidence (95%), 72% of the samples had less caffeine than the amount informed on the product label.

Changes in body fluid and energy compartments during prolonged hunger strike

Prolonged total food deprivation in non-obese adults is rare, and few studies have documented body composition changes in this setting. In a group of eight hunger strikers who refused alimentation for 43 days, water and energy compartments were estimated, aiming to assess the impact of progressive starvation. Measurements included body mass index (BMI), triceps skinfold (TSF), arm muscle circumference (AMC), and bioimpedance (BIA) determinations of water, fat, lean body mass (LBM), and total resistance. Indirect calorimetry was also performed in one occasion. The age of the group was 43.3±6.2 years (seven males, one female). Only water, intermittent vitamins and electrolytes were ingested, and average weight loss reached 17.9%. On the last two days of the fast (43rd-44th day) rapid intravenous fluid, electrolyte, and vitamin replenishment were provided before proceeding with realimentation. Body fat decreased approximately 60% (BIA and TSF), whereas BMI reduced only 18%. Initial fat was estimated by BIA as 52.2±5.4% of body weight, and even on the 43rd day it was still measured as 19.7±3.8% of weight. TSF findings were much lower and commensurate with other anthropometric results. Water was comparatively low with high total resistance, and these findings rapidly reversed upon the intravenous rapid hydration. At the end of the starvation period, BMI (21.5±2.6 kg/m²) and most anthropometric determinations were still acceptable, suggesting efficient energy and muscle conservation. Conclusions: 1) All compartments diminished during fasting, but body fat was by far the most affected; 2) Total water was low and total body resistance comparatively elevated, but these findings rapidly reversed upon rehydration; 3) Exaggerated fat percentage estimates from BIA tests and simultaneous increase in lean body mass estimates suggested that this method was inappropriate for assessing energy compartments in the studied population; 4) Patients were not morphologically malnourished after 43 days of fasting; however, the prognostic impact of other impairments was not considered in this analysis.

Characterization and discrimination of soils by their reflected electromagnetic energy

The objective of this work was to verify if reflected energy of soils can characterize and discriminate them. A spectroradiometer (Spectral reflectance between: 400-2,500 nm) was utilized in laboratory. The soils evaluated are located in Bauru region, SP, Brazil, and are classified as Typic Argiudoll (TR), Typic Eutrorthox (LR), Typic Argiudoll (PE), Typic Haplortox (LE), Typic Paleudalf (PV) and Typic Quartzipsamment (AQ). They were characterized by their spectral reflectance as for descriptive conventional methods (Brazilian and International) according to the types of spectral curves. A method for the spectral descriptive evaluation of soils was established. It was possible to characterize and discriminate the soils by their spectral reflectance, with exception for LR and TR. The spectral differences were better identified by the general shape of spectral curves, by the intensity of band absorption and angle tendencies. These characteristics were mainly influenced by organic matter, iron, granulometry and mineralogy constituents. A reduction of iron and clay contents, which influenced higher reflectance intensity and shape variations, occurred on the soils LR/TR, PE, LE, PV and AQ, on that sequence. Soils of the same group with different clay textures could be discriminated. The conventional descriptive evaluation of spectral curves was less efficient on discriminating soils. Simulated orbital data discriminated soils mainly by bands 5 and 7.

TUNGSTOPHOSPHORIC ACID HETEROGENIZED ONTO NH4ZSM5 AS AN EFFICIENT AND RECYCLABLE CATALYST FOR THE PHOTOCATALYTIC DEGRADATION OF DYES

Materials based on tungstophosphoric acid (TPA) immobilized on NH4ZSM5 zeolite were prepared by wet impregnation of the zeolite matrix with TPA aqueous solutions. Their concentration was varied in order to obtain TPA contents of 5%, 10%, 20%, and 30% w/w in the solid. The materials were characterized by N2 adsorption-desorption isotherms, XRD, FT-IR, 31P MAS-NMR, TGA-DSC, DRS-UV-Vis, and the acidic behavior was studied by potentiometric titration with n-butylamine. The BET surface area (SBET) decreased when the TPA content was raised as a result of zeolite pore blocking. The X-ray diffraction patterns of the solids modified with TPA only presented the characteristic peaks of NH4ZSM5 zeolites, and an additional set of peaks assigned to the presence of (NH4)3PW12O40. According to the Fourier transform infrared and 31P magic angle spinning-nuclear magnetic resonance spectra, the main species present in the samples was the [PW12O40]3- anion, which was partially transformed into the [P2W21O71]6- anion during the synthesis and drying steps. The thermal stability of the NH4ZSM5TPA materials was similar to that of their parent zeolites. Moreover, the samples with the highest TPA content exhibited band gap energy values similar to those reported for TiO2. The immobilization of TPA on NH4ZSM5 zeolite allowed the obtention of catalysts with high photocatalytic activity in the degradation of methyl orange dye (MO) in water, at 25 ºC. These can be reused at least three times without any significant decrease in degree of degradation.

Energy evaluation of an evaporative cooling system using water driven ejector

The search for efficient and accessible cooling systems has increased worldwide. This study aims to build and evaluate an evaporative cooling system using a water driven ejector, allowing it to be installed in places with plenty of water. The system was investigated varying the flow rate and temperature of the circulating water, temperature of the replacement water, and coefficient of performance. The best vacuum obtained was 8.5 kPa at nominal operating conditions of 4.1 ± 0.1 m³/h and 5 ± 0.5 ºC for the circulating water reaching the temperature of 9.7 ± 0.5 ºC. The pulse-like disturbance generated by replacing the cooling water at different periods of times did not result in significant affect vacuum destabilization and the temperature rise in the cooling tank. The coefficient of performance of the system at the highest thermal power of 92.27 W was 0.077, which was underestimated due to possible problems related to pump efficiency. The system evaluated under the conditions proposed can be very efficient for cooling fluids at higher temperatures, and it can be complementary to main refrigeration systems.