Análise de um sistema de aquecimento de água para residências rurais, utilizando energia solar

A conscientização da importância do meio ambiente tem incentivado o estudo de novas fontes energéticas renováveis e menos poluentes. Dentre essas fontes, a energia solar destaca-se por ser perene e limpa. A utilização da energia solar em sistemas de aquecimento de água residencial rural pode colaborar com a economia de energia elétrica, base da matriz energética brasileira. Conhecer os fatores que influenciam na operação de um sistema de aquecimento de água por energia solar é importante na determinação de sua viabilidade técnica, visando a sua difusão em residências rurais. Para tanto, construiu-se um protótipo, no câmpus da Faculdade Assis Gurgacz, em Cascavel - PR, com características similares a um equipamento utilizado em residências para dois habitantes, para funcionar com circulação natural ou termossifão e sem auxílio de sistema de aquecimento complementar. O equipamento mostrou-se viável tecnicamente, alcançando a temperatura mínima para banho de 35 °C, sempre que a radiação solar foi superior a 3.500 Wh m-2, o que aconteceu para a maioria dos dias estudados.

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.

Determinação do índice de qualidade subsuperficial em um Latossolo Amarelo Coeso dos Tabuleiros Costeiros, sob floresta natural

O solo é um recurso natural fundamental para a vida. Sua capacidade para funcionar como substrato para vegetais, filtro ambiental, regulador de fluxo de gases, água e energia é definida como qualidade do solo, cuja quantificação pode ser feita via estabelecimento de um índice numérico, que permite monitorar os efeitos do uso agrícola nos atributos e propriedades do solo. O objetivo do presente trabalho foi determinar o índice de qualidade do solo (IQS) para os horizontes subsuperficiais em um Latossolo Amarelo coeso argissólico (LAx) dos Tabuleiros Costeiros, sob floresta natural. A área estudada localiza-se em uma reserva de Mata Atlântica situada no município de Cruz das Almas-BA, e as amostras foram coletadas em um grid de 18 x 8 m, com espaçamento regular de 2 m, resultando em 50 repetições. Para determinação do índice de qualidade do solo, foram avaliados 11 indicadores de qualidade: macroporosidade, densidade do solo, condutividade hidráulica saturada, retenção de água a -33 kPa (Uv33/PT), relação de disponibilidade de água no solo (AD/PT), pH, resistência à penetração (RP), capacidade de troca catiônica (CTC), percentagem de saturação por bases (V), percentagem de saturação por alumínio (m) e teor de matéria orgânica (MO), agrupados em três funções principais: crescimento radicular em profundidade (CRP), condução e armazenamento de água (CAA) e suprimento de nutrientes (SN). O valor do IQS foi de 0,4620, indicando que o solo possui baixa qualidade para produção vegetal e seu uso em sistemas agrícolas exige melhorias nos indicadores de qualidade para o suprimento de nutrientes e condução e armazenamento de água.

CARACTERIZAÇÃO DE ESTAÇÕES DE BOMBEAMENTO EM LAVOURAS DE ARROZ DO RIO GRANDE DO SUL

Resumo A importância da lavoura de arroz irrigado no contexto nacional e o elevado uso de água e energia motivaram este trabalho, que teve por objetivo caracterizar estações de bombeamento (EB) presentes nos sistemas de irrigação, na fronteira oeste do Rio Grande do Sul (RS). Foram avaliadas 160 EBs e obtidas as seguintes informações: área de cultivo; vazão; altura geométrica de sucção e de recalque; comprimento e diâmetro das tubulações de sucção e de recalque; identificação das peças especiais usadas nas tubulações; potência ativa e identificação da marca e do modelo de bomba e motor. Com estes dados, foram estimados a altura manométrica, o rendimento global e os índices de desempenho. Os resultados mostram médias de 13,2 m de altura manométrica, 57% de rendimento global, 532,0 L s-1 de vazão, 293,7 ha de área irrigada e 110,5 kW de potência ativa. As tubulações são confeccionadas em chapa de aço soldado, e os diâmetros de 0,48m e 0,64 m totalizam 60% das mesmas. Os índices de desempenho apresentaram as médias de 43,9 W ha-1 m-1, 443,79 W ha-1, 798,83 kWh ha-1 e 0,0644 kWh m-3. Os parâmetros avaliados indicam necessidade de estudos sobre aspectos técnicos que permitam o aumento da eficiência de uso de água e de energia.

Composição química e do conteúdo de energia do cariru (Talinum esculentum, Jacq.)

Estudos recentes têm relatado o estado pluricarencial da população dos estados da Região Norte do Brasil. Paradoxalmente nessa região encontra-se uma grande biodiversidade da flora com variadas frutas e hortaliças, ainda não tão conhecidas, mas que os pesquisadores acreditam ser altamente nutritivas. Entre elas, tem-se o cariru, planta herbácea da família Portulacea, hortaliça própria da região amazônica e de fácil cultivo. Amostras dessa verdura foram submetidas a determinações analíticas a fim de obter maiores informações sobre seu valor nutricional. A maior fração desse vegetal é a água (92,24%), seguida de lipídeos (3,04%), carboidratos (2,94%), minerais totais (1,71%) e de proteína (0,07%), constituindo um alimento de reduzido valor calórico (40 Kcal/100g). Tendo em vista os resultados encontrados na análise de minerais, essa folhosa pode ser considerada como excelente fonte de ferro, zinco e molibdênio, já que o consumo de 200 g/dia desse alimento atenderia as necessidades diárias desses nutrientes. Chama-se atenção para os conteúdos de selênio e manganês, onde 100g dessa biomassa fresca podem fornecer duas e três vezes, respectivamente, as quantidades recomendadas para adultos pelos órgãos internacionais de saúde, com as devidas precauções, já que excessos desses oligominerais podem causar danos à saúde. Sendo assim, recomenda-se a inclusão dessa folhosa no hábito alimentar brasileiro, por apresentar minerais em quantidades suficientes para minimizar o estado carencial de muitas pessoas, residentes na região Norte do país, exatamente onde é encontrada em abundância e com custo reduzido.

Variação do potencial da água da folha com o desenvolvimento da planta de batatinha (Solanum tuberosum L. cv. 'Bintje')

A manutenção de um balanço hídrico favorável à planta é uma condição reconhecidamente necessária para assegurar a seqüência das reações metabólicas que se desenvolvem nas células vegetais. Os deficits de água¹ nas plantas poderiam ser quantitativamente avaliados a partir de determinações do teor ou do estado de energia da água dos tecidos. Neste trabalho, o potencial osmótico das hastes e folhas, o potencial da água da folha e as relações entre este e o teor relativo de água da folha foram determinados em plantas de batata (Solanum tuberosum L.) adequadamente supridas com água do solo, em condições de campo. Os resultados revelaram que os potenciais determinados variaram durante o ciclo fenológico. Assim, o potencial da água da folha foi sendo reduzido com o desenvolvimento das plantas. Após o completo desenvolvimento vegetativo, não foi possível identificar qualquer tendência definida, crescente ou decrescente. Esta variação modificou as relações entre o potencial e o teor relativo de água da folha, de tal maneira, que o potencial associado a um determinado teor relativo de água, foi sendo reduzido a medida que as plantas se desenvolveram. A par destes resultados, pode-se concluir que o potencial da água da folha não parece ser um indicador seguro da existência de déficits fisiológicos de água na planta. O conhecimento do teor relativo de água, associado ao potencial, poderia contribuir decisivamente para fornecer uma avaliação mais precisa da condição da água nos tecidos vegetais.

Energia livre da sorção de imazaquin em solos ácricos

O herbicida imazaquin apresenta um grupo funcional ionizável ácido e um básico, e seu comportamento no solo é dependente do pH, do conteúdo de carbono orgânico (CO) e dos teores de óxidos, principalmente em solos com carga variável. A energia livre (DG) da reacão de sorção de moléculas de 14C-imazaquin foi estudada em amostras superficiais e subsuperficiais de um Latossolo Vermelho acriférrico (LVwf), de um Latossolo Amarelo ácrico (LAw) e de um Nitossolo Vermelho eutroférrico (NVef), em quatro valores de pH. A equação de Freundlich foi ajustada aos resultados para determinação do coeficiente de sorção. Independentemente da profundidade de coleta das amostras, a estabilidade das formas sorvidas do imazaquin ao solo diminuiu com a elevação do pH. A sorção diminuiu, ou seja, a quantidade de moléculas remanescentes na solução do solo após o equilíbrio aumentou à medida que ocorreu a elevação do pH. Para todas as amostras, DG aumentou de forma mais abrupta nos valores de pH entre o valor da constante de dissociacão da molécula (pKa = 3,8) e pKa + 2 (= 5,8). Nesta faixa, a percentagem de moléculas aniônicas de imazaquin aumentou, favorecendo, desse modo, o aumento da repulsão eletrostática e da solubilidade da molécula em água. Dentre as amostras superficiais, o NVef apresentou maior quantidade de imazaquin sorvido, em razão da maior quantidade de CO e de argila, apresentando, conseqüentemente, menor valor de DG nos diferentes valores de pH. Entretanto, praticamente não ocorreu diferença entre as amostras subsuperficiais dos solos. Os resultados do DG de sorção evidenciaram a importância do pKa do pesticida, do potencial elétrico e da quantidade de óxidos na camada subsuperficial do solo para explicar o comportamento sortivo de herbicidas em solos tropicais altamente intemperizados.

Erosão hídrica em um Nitossolo Háplico submetido a diferentes sistemas de manejo sob chuva simulada. I - Perdas de solo e água

O manejo do solo influencia a cobertura e a rugosidade na superfície, constituindo-se no principal fator que afeta a erosão hídrica. Utilizando um simulador de chuvas de braços rotativos, foram aplicados, no campo, três testes de chuva simulada no cultivo do milho e três no do feijão, com intensidade constante de 64 mm h-1 e energia cinética de 0,2083 MJ ha-1 mm-1 , no Planalto Sul Catarinense, entre março de 2001 e abril de 2003, para avaliar as perdas de água e solo nos seguintes tratamentos de manejo do solo, em duas repetições: solo sem cultivo com uma aração + duas gradagens (SSC); cultivos de milho e feijão com uma aração + duas gradagens sobre resíduos dessecados (PCO); cultivos de milho e feijão em semeadura direta sobre resíduos dessecados em solo previamente preparado (SDI); cultivos de milho e feijão em semeadura direta sobre resíduos dessecados em solo nunca preparado (SDD); cultivos de milho e feijão em semeadura direta sobre resíduos queimados em solo nunca preparado (SDQ), e solo sem cultivo com campo nativo melhorado (CNM). O experimento foi realizado em um Nitossolo Háplico alumínico argiloso, com inclinação média do terreno de 0,165 m m-1. As perdas de solo foram fortemente influenciadas pelo sistema de manejo do solo, enquanto as perdas de água sofreram efeito apenas moderado. A SDI reduziu as perdas de solo 96 % em relação ao PCO, enquanto as perdas de água que equivaleram a 22 % do volume das chuvas aplicadas no PCO foram reduzidas para 7 % do referido volume na SDI, na média dos cultivos. A queima dos resíduos culturais aumentou as perdas de solo em 21 vezes em relação à ausência de queima, enquanto as perdas de água que eqüivaleram a 22,5 % do volume das chuvas aplicadas na área não queimada aumentaram para 26,5 % do referido volume com a queima, na média dos cultivos. As perdas de solo relacionaram-se exponencialmente com a percentagem de cobertura da superfície pelos resíduos culturais e com a cobertura pela copa das plantas. O índice D50 também se relacionou exponencialmente com a cobertura do solo pelos resíduos culturais.

Efeito da aplicação sucessiva de precipitações pluviais com diferentes perfis na taxa de infiltração de água no solo

O processo de infiltração é influenciado pelas condições da superfície do solo e pela precipitação pluvial. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de aplicações sucessivas de precipitações pluviais com diferentes perfis na formação do encrostamento superficial e, consequentemente, na taxa de infiltração de água em solo sem cobertura e com cobertura. Foram aplicadas três precipitações pluviais sucessivas para cada perfil de precipitação pluvial, em intervalos de 24 h, sendo usados os perfis de precipitação pluvial constante, exponencial decrescente, duplo exponencial adiantado e atrasado, com uma lâmina média de 55 mm por aplicação. Buscou-se ajustar um fator de decaimento da taxa de infiltração (Ti) em função da energia cinética acumulada da chuva, denominado de fator f, dado pela razão entre a taxa de infiltração estável (Tie) com efeito da chuva e a Tie sem o efeito da chuva. Foram avaliadas duas condições de cobertura do solo, solo sem cobertura e solo coberto com palhada, sendo os ensaios de infiltração realizados com um simulador de chuvas, em parcelas experimentais de dimensões de 1,0 x 0,7 m. Os resultados foram avaliados por meio de análises gráficas, análise de variância e teste de média. Verificou-se que os diferentes perfis de precipitação pluvial não influenciaram a infiltração de água no solo, tanto para o solo sem cobertura como para o solo com cobertura, sendo esta influenciada somente pelas aplicações sucessivas, com menores valores da taxa de infiltração obtidos na segunda e terceira aplicações. O decréscimo na Ti em solo sem cobertura foi devido à formação de encrostamento superficial, o que ocorreu logo na primeira aplicação. A Tie em solo sem cobertura teve decréscimo de 75 % se comparada à Tie em solo com cobertura. A lâmina infiltrada não foi influenciado pelos quatro perfis de precipitação pluvial. O fator f foi descrito com uso de uma equação do tipo exponencial.

Estimativa do fluxo de calor latente pelo balanço de energia em cultivo protegido de pimentão

O objetivo deste trabalho foi caracterizar e relacionar a radiação líquida com o calor latente equivalente, em mm de água, nos cultivos protegido e de campo, na cultura de pimentão. O experimento foi feito em Botucatu, SP. A estimativa do fluxo de calor latente foi feita pelo método do balanço de energia, por meio da razão de Bowen. Foram feitas medidas instantâneas da radiação líquida (Rn), dos fluxos convectivos de calor latente (LE) e sensível (H), do fluxo de calor no solo (G), e dos gradientes psicrométricos sobre a cultura. O cultivo protegido, apesar de receber menor quantidade de radiação solar global, foi mais eficiente na conversão da radiação líquida disponível em matéria seca total e na produtividade de frutos. No balanço de energia, o cultivo protegido apresentou razões G/Rn e LE/Rn inferiores e H/Rn superior, com um fluxo de calor latente, equivalente em milímetros, 45,43% menor que no cultivo no campo. Apresentou, ainda, menor quantidade de radiação líquida disponível e menores perdas de energia, mostrando-se mais eficiente no uso da água.

Teor de óleo e produtividade da mamoneira de acordo com a adubação nitrogenada e irrigação com água salina

O objetivo deste trabalho foi avaliar o teor de óleo e a produção de sementes da mamoneira 'BRS Energia', submetida a doses de adubação nitrogenada e irrigação com água com diferentes índices de salinidade. O experimento foi realizado em lisímetros, em condições de campo, em delineamento de blocos ao acaso, com três repetições. Os tratamentos consistiram dos índices salinos da água de 0,4 (controle), 1,4, 2,4, 3,4 e 4,4 dS m-1, associados a 50, 75, 100, 125 e 150% das doses de N recomendadas para ensaio. A interação entre salinidade da água de irrigação e doses de N não foi significativa para nenhuma variável estudada. A salinidade da água até 1,4 dS m-1 propiciou teor de óleo das sementes de 47%. Doses de N acima de 64% da recomendada promoveram teor de óleo inferior a 48%. A maior produção de matéria seca da parte aérea foi obtida com 150% da dose de N recomendada. O incremento salino a partir de 0,4 dS m-1 aumenta o tempo para emissão do racemo primário e reduz os valores dos componentes de produção, dos quais a massa de matéria seca da parte aérea e o número de frutos são os mais afetados. Condutividade elétrica da água de até 1,9 dS m-1 e doses de N a partir de 134% da recomendada propiciam maior número de racemos.

Necessidades hídricas de citros e macieiras a partir da área foliar e da energia solar

A energia solar é a fonte primária para a fotossíntese e a transpiração vegetal para que uma cultura expresse seu potencial produtivo em um dado local. O método proposto neste estudo pretende facilitar o cálculo do volume de água (litros/planta/dia) necessário para uma irrigação localizada com o mínimo desperdício possível em pomares cítricos e de macieiras, utilizando-se de dados usualmente disponíveis, tais como área foliar, densidade de fluxo de radiação solar global, saldo de radiação e déficit de saturação de vapor médio diário do ar. Considerando-se que a irrigação localizada consome bem menos água do que o sistema de aspersão, e que a outorga de água para irrigação está cada vez mais limitada, tal estudo vem a ser certamente de grande importância para assegurar a autossustentabilidade da agricultura irrigada, especialmente em regiões áridas e semiáridas. Foram utilizados neste trabalho, para desenvolvimento da metodologia proposta, dados de fluxo de seiva medidos através do método de fluxo de calor, em pomar de lima-ácida-Tahiti com área foliar de 48 e 99 m², bem como em pomar de macieiras com área foliar aproximada de 5; 8; 9; 11; 16 e 21 m². Os resultados obtidos indicaram que a metodologia proposta, baseada na habilidade das plantas em converter energia solar fixada em água transpirada, mostrou-se viável para avaliar a lâmina de irrigação de plantas cítricas e macieiras nas localidades estudadas.

Dosimetria em folículos tireoidianos devido aos elétrons de baixa energia do iodo usando o método Monte Carlo

OBJETIVO: Avaliar a dose absorvida em folículos tireoidianos devido aos elétrons de baixa energia, como os elétrons Auger e os de conversão interna, além das partículas beta, para os radioisótopos de iodo (131I, 132I, 133I, 134I e 135I) usando o método Monte Carlo. MATERIAIS E MÉTODOS: O cálculo da dose foi feito ao nível folicular, simulando elétrons Auger, conversão interna e partículas beta, com o código MCNP4C. Os folículos (colóide e células foliculares) foram modelados como esferas, com diâmetros do colóide variando de 30 a 500 mm. A densidade considerada para os folículos foi a da água (1,0 g.cm-³). RESULTADOS: Considerando partículas de baixa energia, o percentual de contribuição do 131I na dose total absorvida pelo colóide é de aproximadamente 25%, enquanto os isótopos de meia-vida física curta apresentaram contribuição de 75%. Para as células foliculares, esse percentual é ainda maior, chegando a 87% para os iodos de meia-vida curta e 13% para o 131I. CONCLUSÃO: Com base nos resultados obtidos, pode-se mostrar a importância de se considerar partículas de baixa energia na contribuição para a dose total absorvida ao nível folicular (colóide e células foliculares) devido aos radioisótopos de iodo (131I, 132I, 133I, 134I e 135I).

Tratamento térmico solar da água para controle de fitopatógenos

Alguns microrganismos fitopatogênicos podem ser transportados pela água, que se constitui em importante e eficiente forma de disseminação. O controle de fitopatógenos pelo tratamento térmico da água infestada, utilizando a energia solar, constituiu o objetivo do trabalho. Quantificou-se a eficiência de um sistema automatizado de aquecimento solar desenvolvido para esta finalidade, baseado em processo misto de aquecimento da água em circuito fechado, com coletores planos e transmissão de calor por convecção natural e forçada. A automatização e a equalização da temperatura foram obtidas por termostatos localizados em diferentes pontos. Verificou-se boa eficiência do equipamento, trabalhando na temperatura de 60 ºC, tanto em rendimento de água processada como na eliminação do inóculo de fitopatógenos de importância econômica, como Botrytis cinerea, Colletotrichum spp., Fusarium spp., Pythium spp., Verticillium dahliae e Rhizoctonia solani. À exceção de F. oxysporum f. sp. phaseoli, os patógenos testados não sobreviveram ao tratamento térmico a temperaturas acima de 55 0C. A técnica mostrou-se promissora como uma opção na desinfestação da água para uso em irrigação de viveiros, casas de vegetação e diversas finalidades em pequenas ou médias propriedades agrícolas.

Influência do tipo de cura (selada e exposta) e da imersão em água na resistência mecânica de misturas solo-RBI grade 81 com vistas a aplicações em estradas florestais

No presente artigo, analisou-se a influência das condições de cura e da imersão em água na resistência mecânica de misturas de três solos típicos da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, Brasil, estabilizados com o aditivo químico RBI Grade 81, para aplicações em estradas florestais. Trabalhou-se com um solo residual maduro (solo 1) e dois solos residuais jovens (solos 2 e 3) de gnaisse. O programa de ensaios de laboratório englobou: (i) teores de RBI Grade 81: 2, 4 e 6% em relação ao peso de solo seco; (ii) energia de compactação: Proctor Modificado; (iii) parâmetros de resistência mecânica: resistência à compressão não-confinada; (iv) tempo de cura dos corpos-de-prova: 7 dias em câmara climatizada; (v) condições de cura dos corpos-de-prova na câmara climatizada: sem proteção e com proteção de sacos plásticos; (vi) realização dos ensaios de compressão não-confinada: sem imersão e com imersão por 4 h em água. Os resultados obtidos comprovaram que: (i) as condições de cura e a imersão em água dos corpos-de-prova influenciaram significativamente a resistência mecânica das misturas; (ii) a selagem dos corpos-de-prova em sacos plásticos levou a se subestimar a resistência mecânica das misturas no campo; e (iii) a não-imersão em água dos corpos-de-prova levou a superestimar a resistência mecânica das misturas no campo.