Abordagem sistêmica e o uso de modelos para recuperação de áreas degradadas

Com base na Teoria Geral dos Sistemas, na "Ótica da Teoria do Caos" e auxiliada pela Engenharia de Sistemas se desenvolveu um modelo ecológico de sistema para a recuperação ambiental tratando a área como um sistema dinâmico complexo, hipersensível às condições iniciais de preparação do terreno. Partindo da hipótese de que as áreas degradadas são hipersensíveis às condições iniciais de preparação do terreno, aplicou-se a técnica das rugosidades para desencadear ao longo do tempo propriedades emergentes que aceleram o processo de recuperação ambiental. Avaliou-se, no processo de recuperação ambiental a evolução dos componentes, solo, vegetação, fauna, água e microclima sob o efeito das rugosidades, como componentes auxiliares na internalização da matéria e energia na área degradada. Comparou-se a evolução das variáveis ambientais bióticas e abióticas no modelo de preparação do terreno irregular com o modelo convencional, formado por superfícies planas e mais regulares. Confirmou-se que as rugosidades se comportam como atratores gravitacionais que geram ilhas de diversidade, incorporando ao sistema uma dinâmica hipersensível a essas condições iniciais e funcionam como nucleadoras que desencadeiam efeitos amplificados pela retroalimentação, que potencializam e aceleram a recuperação ambiental. Todas as variáveis biométricas da espécie Mimosa scabrella (altura, diâmetro do colo, DAP e área da copa) e altura da vegetação espontânea apresentaram crescimento mais acelerado nas áreas irregulares, resultando em mudanças ambientais dos fatores abióticos. Concluiu-se que o modelo ecológico proposto e os resultados práticos obtidos validam o diagrama de influência como ferramenta importante para entender as relações de causalidade e retroalimentação das variáveis e sua evolução temporal no processo de recuperação ambiental.

Disponibilidade de água do solo ao milho cultivado sob sistemas de semeadura direta e preparo convencional

O objetivo deste trabalho foi quantificar o armazenamento, a disponibilidade e a extração de água no solo por plantas de milho irrigadas e submetidas a déficit hídrico terminal, cultivadas sob sistema de semeadura direta e preparo convencional. Foram realizados dois experimentos durante os anos agrícolas de 1999/00 e 2000/01, em área experimental do Departamento de Engenharia Rural da Universidade Federal de Santa Maria. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, fatorial, com quatro repetições. Foram utilizados dois manejos da água de irrigação (fator A): irrigado e déficit hídrico terminal (plantas de milho foram submetidas a déficit hídrico terminal a partir dos 27 dias após a emergência); e dois sistemas de cultivo (fator B): semeadura direta e preparo convencional. Nas parcelas irrigadas, irrigações foram feitas para elevar o conteúdo de água no solo ao limite superior de disponibilidade de água às plantas, sempre que a evapotranspiração máxima acumulada da cultura do milho atingia 25 mm. O conteúdo de água no solo foi medido em três leituras semanais, para determinação da extração de água pelas plantas e disponibilidade de água às plantas de milho. Os resultados indicaram que a disponibilidade de água às plantas de milho foi similar nos sistemas semeadura direta e preparo convencional, em ambos os anos agrícolas avaliados. Plantas de milho cultivadas em preparo convencional extraíram maior quantidade de água, em ambos os anos, em relação à semeadura direta.

Avaliação de variedades de morangueiro em sistemas hidropônicos sob casa de vegetação

Realizaram-se experimentos na Faculdade de Engenharia Agrícola na Universidade Estadual de Campinas, com quatro variedades de morangueiro (Campinas, Seascape, Sweet Charlie e Tudla), em quatro sistemas de produção hidropônica (canal de 100mm, canal de 150mm, canal de 150mm com vaso contendo fibra de coco e tubo vertical contendo casca de arroz carbonizada), em três ambientes protegidos com níveis tecnológicos diferenciados (casa de vegetação sem resfriamento evaporativo do ar e sem injeção aérea de CO2, casa de vegetação com injeção aérea de CO2 e sem resfriamento evaporativo do ar, e casa de vegetação com injeção aérea de CO2 e resfriamento evaporativo do ar). Foram analisadas as produtividades em gramas por planta (P) e o número de frutos por planta (NF). Destacou-se como melhor variedade a Campinas. O melhor sistema de cultivo foi o de canais de 150mm com vaso contendo fibra de coco.

Análise de viabilidade econômica de três sistemas produtivos de carvão vegetal por diferentes métodos

Este trabalho apresenta um estudo de caso que objetiva avaliar economicamente três sistemas produtivos de carvão vegetal: fornos tradicionais tipo rabo quente, fornos retangulares em alvenaria e fornos cilíndricos metálicos. A empresa estudada já opera utilizando fornos rabo quente e deseja analisar se é mais viável manter seu sistema atual, ou se é melhor optar por um dos dois sistemas alternativos. Para avaliação econômica, utilizaram-se os métodos Valor Presente Líquido (VPL), Valor Anual Uniforme Equivalente (VAUE), Taxa Interna de Retorno (TIR), Taxa de Retorno Incremental (TRI), Benefício/Custo (B/C) e Pay Back. Verificou-se que o sistema produtivo mais viável foi o de fornos cilíndricos metálicos. Esse sistema produtivo, apesar do alto custo com eletricidade e investimento inicial, apresentou redução de custos operacionais devido ao aumento no rendimento do processo de carbonização.

Manejo da irrigação (tensiometria e balanço hídrico climatológico) para a cultura do feijoeiro em sistemas de cultivo direto e convencional

Dois métodos de manejo de irrigação, por tensiometria e pelo balanço hídrico climatológico simplificado baseado no tanque "Classe A", foram aplicados e avaliados os resultados no balanço de água no solo, na evapotranspiração e na produtividade de grãos da cultura do feijoeiro, cultivar IAC-Carioca, conduzida na estação seca com irrigação por pivô central, após uma cultura de milho (estação úmida), no primeiro ano de cultivo, nos sistemas de plantio direto e convencional em uma área de Latossolo Vermelho. Concluiu-se que ambos os métodos são possíveis de serem adotados por irrigantes ou técnicos com níveis médios de tecnologia e conhecimento, embora com a tensiometria seja possível um melhor entendimento das reais condições hídricas do solo na região do sistema radicular da cultura. Não foram verificadas diferenças importantes de armazenamento de água no solo e de produtividade de grãos entre os sistemas de plantio nesse primeiro ano; o manejo por tensiometria resultou em maiores variações na água disponível consumida do que o do balanço hídrico climatológico simplificado e resultou, em relação a esse, economia de 15% na água de irrigação aplicada, sem afetar a produtividade de grãos.

Comportamento mecânico do solo sob tráfego em dois sistemas de preparo do solo

Os solos submetidos a sistemas de produção que não incluem o preparo do solo, estão condicionados, em sua sustentabilidade, a um manejo que priorize o acompanhamento da compactação que o tráfego de máquinas provoca. Foram realizados ensaios de campo com o objetivo de avaliar a reologia de um solo Typic Hapludert, submetido ao tráfego de veículos em dois sistemas de preparo do solo (preparo convencional - LC, e semeadura direta - SD). Os subtratamentos foram quatro intensidades de tráfego (0; 80; 160 e 240 Mg km ha-1). As variáveis experimentais dependentes foram: índice de cone (IC) e densidade aparente a seco (DA). Para 160 e 240 Mg km ha-1, encontraram-se diferenças estatísticas significativas no IC em relação à testemunha. Para o LC, com as maiores intensidades de tráfego, encontraram-se valores de DA superiores a 1,83 Mg m-3. O comportamento mecânico do solo sob tráfego é mais diferente em SD que em LC. Existe uma relação direta entre o número de passadas e a profundidade onde se localiza a camada de maior resistência à penetração nos solos sob tratamento com LC.

Sistematização do dimensionamento técnico e econômico de sistemas fotovoltaicos isolados por meio de programa computacional

Uma das principais questões referentes à energia solar é como compará-la, técnica e economicamente, com outras fontes de energia, tanto alternativas quanto com as convencionais (como a rede elétrica). O propósito deste trabalho foi desenvolver um programa computacional que reúne os principais dados técnicos e econômicos, para identificar, por meio de métodos de análise microeconômica, a viabilidade comercial no dimensionamento de sistemas fotovoltaicos, além de considerar os benefícios provenientes da própria geração energética. Na análise microeconômica da energia solar, foram identificados os custos da energia proveniente da rede convencional durante o período de vida útil dos componentes do sistema gerador de eletricidade fotovoltaica, pelo estudo dos custos de investimentos iniciais e manutenção do sistema. Para comparação com as fontes convencionais - rede elétrica e grupo diesel - foram usados três cenários de custos de painéis fotovoltaicos e dois para o fator de disponibilidade do grupo diesel. Pelos resultados, verifica-se que, quanto mais baixo o custo dos painéis e mais distante o local situar-se da rede elétrica, o sistema fotovoltaico torna-se a opção mais vantajosa.

Atributos físicos, químicos e erosão entressulcos sob chuva simulada, em sistemas de plantio direto e convencional

Este trabalho teve como objetivo estimar as perdas de solo e água, nos sistemas de plantio direto e convencional, e foi realizado no câmpus experimental da UFMS, em Dourados - MS, em solo classificado como Latossolo Vermelho distroférrico, no período compreendido entre outubro de 2001 e novembro de 2002. As estimativas das perdas de solo e de água foram feitas utilizando-se do infiltrômetro de aspersão InfiAsper/UFMS, regulado para aplicar chuva com intensidade de 60 mm h-1, correspondendo à energia cinética de aproximadamente 820 Jm-2. Foram utilizados os seguintes tratamentos: sucessão milho-pousio; sucessão milho-trigo; sucessão milho-nabo; sucessão milho-ervilhaca; sucessão milho-aveia, os quais foram avaliados nos sistemas de preparo convencional (PC) e plantio direto (PD). Com os resultados obtidos, foram ajustadas equações de regressão, com as quais foi possível obter valores de perda de solo que variaram de 5,34 g m-2 na sucessão milho-aveia a 47,75 g m-2 na sucessão milho-nabo para o PC, e de 1,09 g m-2 na sucessão milho-trigo a 4,19 g m-2 na sucessão milho-ervilhaca para o PD. As perdas de água variaram de 0,00329 m³m-2 na sucessão milho-aveia a 0,00988 m³m-2 na sucessão milho-nabo, e de 0,00123 a 0,00663 m³m-2 na sucessão milho-pousio para o PC e para o PD, respectivamente.

Efeito prolongado de sistemas de preparo do solo com e sem cultivo de soqueira de cana crua em algumas propriedades físicas do solo

Este trabalho foi conduzido em Latossolo Vermelho distrófico típico, sob cultivo de cana crua, com o objetivo de avaliar o efeito prolongado de sistemas de preparo do solo, com e sem cultivo da soqueira, e épocas de amostragem sobre algumas propriedades físicas do solo. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, em esquema de parcelas subsubdivididas, sendo os tratamentos principais quatro sistemas de preparo do solo: (i) controle da soqueira com duas gradagens, subsolagem e mais uma gradagem de nivelamento; (ii) controle da soqueira com herbicida e uma subsolagem; (iii) controle da soqueira com herbicida; (iv) controle da soqueira com herbicida, aração com arado de aivecas e uma gradagem de nivelamento. Os tratamentos secundários foram: com cultivo e sem cultivo da soqueira. Os tratamentos ternários foram as épocas de avaliação: dois dias antes e após a quarta colheita da cultura. A porosidade total, macroporosidade, microporosidade e densidade do solo foram avaliadas, além do perfilhamento e da produtividade da cultura. Após quatro sucessivas colheitas de cana crua, houve redução da macroporosidade com aumento da microporosidade nas camadas abaixo de 10 cm e aumento da densidade do solo entre 20 e 50 cm. A densidade do solo não foi alterada de modo consistente em função de todos os tratamentos testados. O cultivo da soqueira favoreceu o aumento da macroporosidade com decréscimo na microporosidade, e o efeito inverso foi observado após a colheita. Os sistemas de preparo do solo e de cultivo da soqueira não afetaram o perfilhamento e a produtividade da cultura.

Modelo de dimensionamento otimizado para sistemas energéticos renováveis em ambientes rurais

Este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de novo modelo para dimensionamento de sistemas integrados de recursos energéticos renováveis, aplicados a ambientes rurais, a partir da utilização de ferramentas de simulação e otimização desenvolvidas em MATLAB 6.0. O dimensionamento realizado apresenta custo mínimo e atende a determinado nível de confiabilidade desejado para o sistema, baseado no conceito de probabilidade de perda de fornecimento de energia à carga (LPSP) para horas consecutivas. Um modelo de otimização é apresentado e três diferentes cenários de dimensionamento são calculados e comparados, mostrando a flexibilidade na elaboração de diferentes concepções de projeto. Os resultados obtidos contemplam o dimensionamento completo dos dispositivos de conversão energética e análise de custos do sistema.

Avaliação de semeadora-adubadora de precisão trabalhando em três sistemas de preparo do solo

Avaliou-se uma semeadora-adubadora de precisão com quatro linhas, na cultura do milho (Zea mays L.), trabalhando em Latossolo Vermelho-Escuro eutrófico, A moderado, textura argilosa. As parcelas experimentais foram dispostas em blocos casualizados, com quatro repetições, em esquema fatorial 3 x 3, totalizando 36 observações. Os fatores foram dados pelos sistemas de preparo do solo (convencional, plantio direto e reduzido) e pelas marchas do trator (3ª reduzida alta, 4ª reduzida baixa e 4ª reduzida alta). Foram analisadas as variáveis velocidade de deslocamento, queda de velocidade, força de tração e potência na barra, consumo de combustível, rotação do motor e patinagem média dos rodados do trator. Os resultados mostraram que a operação de semeadura em solo sob preparo reduzido apresentou maior consumo de combustível, menor velocidade de deslocamento, menor capacidade de campo efetiva e maior patinagem.

Efeito de sistemas de manejo na estabilidade de agregados de um Nitossolo Vermelho

Com o objetivo de avaliar o efeito do manejo do solo na estabilidade de agregados de um Nitossolo Vermelho distroférrico, localizado na Fazenda Experimental Lageado da FCA/UNESP, em Botucatu - SP, amostraram-se, em outubro de 2001, três sistemas de manejo de solo: (i) mata (MA), (ii) preparo convencional por 10 anos seguido de semeadura direta por 12 anos (PC/SD) e (iii) preparo convencional por 22 anos (PC), em quatro camadas: 0,0-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30 e 0,30-0,40 m. O delineamento experimental empregado foi o inteiramente casualizado, com três repetições. As amostragens foram feitas após a cultura do milho (safra 2000-2001). As amostras foram submetidas às análises físicas e químicas, e as médias, comparadas pelo teste de Tukey. O diâmetro médio ponderado dos agregados (DMP), o índice de estabilidade dos agregados (IEA) e a percentagem de agregados em classes de diâmetro médio foram obtidos com os resultados do peneiramento obtidos pelo método por via úmida. O diâmetro médio ponderado e o índice de estabilidade dos agregados foram menores para o preparo convencional do solo. Os três sistemas de manejo apresentaram maior percentagem de agregados com diâmetro entre 7,93 e 2,00 mm. A substituição do preparo convencional pela semeadura direta favoreceu a estabilidade dos agregados do solo. O diâmetro médio ponderado, o índice de estabilidade de agregados e a percentagem de agregados por classe de diâmetro médio evidenciaram diferenças entre os sistemas de manejo do solo.

Modelo para o dimensionamento e a locação de sistemas de terraceamento em nível

A erosão hídrica é um dos principais causadores da degradação das terras agrícolas, provocando expressivos prejuízos à sociedade. Em virtude desses danos, torna-se fundamental o desenvolvimento de técnicas que permitam o aumento da eficiência das práticas para a conservação do solo. Com esse objetivo, desenvolveu-se um modelo para o dimensionamento e a locação de sistemas de terraceamento em nível, utilizando modelos digitais de elevação do terreno gerados em sistemas de informações geográficas (SIG). A fim de possibilitar a aplicação do modelo desenvolvido, elaborou-se um software que permite a realização das interações necessárias para o dimensionamento do sistema. Os resultados obtidos mostram que o modelo oferece a vantagem de permitir o dimensionamento de cada terraço, considerando as condições existentes na área específica que irá contribuir com o escoamento superficial para o mesmo. A outra vantagem do modelo desenvolvido está na possibilidade de realização de simulações, permitindo a observação e o acompanhamento, de maneira fácil e objetiva, das mudanças provocadas no sistema de terraceamento, em função da alteração nas características de uso e manejo do solo.

Software para o planejamento e a racionalização do uso de sistemas de terraceamento em nível

O desenvolvimento de técnicas que permitam o aumento da eficiência de práticas de conservação do solo é necessário frente aos grandes prejuízos causados pela erosão. Nesse sentido, elaborou-se um software que utiliza bases de dados geradas em um Sistema de Informações Geográficas e que permite o dimensionamento de sistemas de terraceamento em nível de maneira mais racional, considerando as variações espaciais existentes no terreno. Como dados de entrada ao software, devem ser fornecidas imagens de elevação e declividade e, ainda, características de tipo, uso e manejo do solo, a metodologia para o cálculo do espaçamento entre terraços e a recomendação para a escolha do tipo de terraço mais aconselhado. Como resultados, o software fornece uma imagem com o sistema de terraceamento locado, que pode ser salva em diferentes formatos, bem como um relatório, que poderá ser impresso e usado juntamente com a imagem para a implantação do sistema.

Teores de nutrientes na alface irrigada com água residuária aplicada por sistemas de irrigação

Desenvolveu-se este trabalho para avaliar a composição química da parte aérea da alface, cv. Elisa, irrigada com água residuária tratada com leitos cultivados com macrófitas e água de um depósito de fonte hídrica superficial, cultivada em Latossolo Vermelho Distroférrico, utilizando-se dos sistemas de irrigação por aspersão convencional, gotejamento subterrâneo e superficial. O experimento compreendeu o período de 17-8 a 3-10-2001, e as análises químicas da alface foram realizadas aos 47 dias após o transplantio das mudas em campo. A parte aérea da alface foi analisada quanto ao teor de nitrogênio total, nitrato, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, enxofre, ferro, manganês, cobre, zinco, sódio, boro, cobalto e molibdênio. O sódio e o enxofre apresentaram teores maiores que o máximo adequado na parte aérea da alface e o magnésio menor, enquanto para os demais elementos químicos foram normais e adequados, considerando os padrões para plantas bem nutridas, não sendo influenciados pelo tipo de água. O sódio foi o elemento químico que apresentou a maior elevação na parte aérea nos tratamentos irrigados com água residuária, apresentando diferença significativa em relação à água do depósito superficial nos três sistemas de irrigação. A utilização dos diferentes sistemas de irrigação para aplicação de água residuária tratada com leitos cultivados com macrófitas não interferiu no teor de nutrientes na parte aérea.