Modelagem computacional do fluxo unidimensional de água em meio não saturado do solo

O estudo do fluxo de água em zonas não saturadas do solo é de grande importância para pesquisas relacionadas à disponibilidade hídrica para o desenvolvimento das plantas. Devido ao alto custo, ao tempo demandado e ao esforço humano nas investigações de campo, os modelos matemáticos, aliados às técnicas numéricas e avanços computacionais, constituem-se em uma ferramenta importante na previsão desses estudos. No presente trabalho, objetivou-se solucionar a equação diferencial parcial não linear de Richards mediante a aplicação do Método de Elementos Finitos. Na aproximação espacial, foi empregada a adaptatividade com refinamento "h" na malha de elementos finitos e, na derivada temporal, foi aplicado o esquema de Euler Explícito. A função interpolação polinomial utilizada foi de grau 2, e a que garantiu a conservação de massa da estratégia de adaptação. Para a validação do modelo, foram utilizados dados disponíveis em literatura. A utilização da função interpolação polinomial de grau 2 e o refinamento "h", com considerável redução do tempo de execução da rotina computacional, permitiram uma boa concordância do modelo em comparação a soluções disponíveis na literatura.

Perda de carga localizada em gotejadores integrados em tubos de polietileno

Este trabalho foi desenvolvido para analisar as perdas de carga localizadas em gotejadores coaxiais integrados em tubos de polietileno. A perda de carga para diferentes vazões foi determinada em quatro modelos de tubos gotejadores, com sete repetições. Para cada vazão, a perda de carga localizada foi calculada pela diferença entre a perda de carga no tubo com emissor e a perda de carga contínua no tubo uniforme, estimada pela equação de Darcy-Weisbach. Aproximações matemáticas foram sugeridas para calcular a perda de carga com base no coeficiente de carga cinética (K) e em um valor constante de comprimento equivalente (Le). A desconsideração da perda de carga localizada levou à superestimativa do comprimento máximo da linha lateral de até 25,7%, para os gotejadores autocompensados, e de 9,5%, para os não autocompensados. O cálculo da perda de carga localizada, utilizando o modelo potencial para estimar o valor de K em função do índice de obstrução, mostrou bons resultados, comparáveis àqueles obtidos com o valor de K ajustado pelos dados observados em laboratório, o que resultou em pequenas variações na estimativa do comprimento máximo da linha lateral por esses dois procedimentos.

Perda de carga em filtros orgânicos utilizados no tratamento de água residuária de suinoculturas

Com a realização deste trabalho, objetivou-se parametrizar a equação de evolução da perda de carga, para descrição do processo de filtração de água residuária da suinocultura. No preenchimento das colunas filtrantes, foram utilizados bagaço de cana-de-açúcar triturado, serragem de madeira e pergaminho de grãos de café. Dados de perda de carga em diferentes profundidades e tempos de operação dos filtros orgânicos foram coletados para ajuste das equações de perda de carga. Para as equações ajustadas, foram obtidos altos coeficientes de determinação, sendo que a significância dos coeficientes da regressão foi, na sua quase totalidade, de 1% de probabilidade, podendo ser utilizada na predição do comportamento dos filtros. As variáveis tempo de operação e profundidade das colunas filtrantes, constituídas pelos três materiais filtrantes, apresentaram comportamento quadrático na estimativa da perda de carga total. O tempo ideal de operação ininterrupta dos filtros, sem troca de material filtrante, foi de, aproximadamente, 1,5 h e, depois de corrido esse tempo, o material filtrante deverá ser substituído.

Infiltração de água no solo em áreas cultivadas com cana-de-açúcar sob diferentes sistemas de colheita e modelos de ajustes de equações de infiltração

As técnicas de colheita da cultura de cana nem sempre seguem preceitos conservacionistas, fato que pode influenciar atributos físicos do solo com consequente alteração da velocidade de infiltração de água no solo. O trabalho realizado teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes sistemas de colheita (manual e mecanizada) da cana-de-açúcar (crua e queimada), sobre as características de infiltração e verificar a adequação de modelos matemáticos para a estimativa da taxa de infiltração de água no solo. Foi utilizado um simulador de chuva portátil calibrado para aplicar uma precipitação de 60 mm h-1. Os testes de infiltração de água no solo foram realizados em três sistemas de colheita: colheita manual de cana queimada, colheita mecanizada de cana crua e colheita mecanizada de cana queimada. A qualidade do ajuste dos modelos foi avaliada por meio de regressões não lineares entre os valores estimados e os valores médios observados em cada tratamento estudado. Nos tratamentos onde foi empregada a colheita mecânica, observou-se uma redução da taxa de infiltração final em relação à área sob colheita manual de cana queimada. A equação de Horton foi a mais adequada para a estimativa da taxa de infiltração de água no solo estudado.

Índice geométrico e perda de carga localizada em conexões de emissores "online"

O objetivo deste artigo é apresentar um estudo envolvendo uma relação entre a perda de carga localizada em conexões de emissores em tubulações, com diferentes diâmetros, utilizados em irrigação localizada, com a geometria dos conectores de emissores "online", que permite a fácil quantificação dessas perdas de carga, uma vez conhecida a dimensão dos conectores. O experimento foi conduzido para Números de Reynolds no intervalo de fluxo turbulento, obtidos pela variação da vazão nos tubos a uma temperatura constante da água. Para os tubos considerados, os resultados da investigação indicaram que o fator de atrito da equação de Darcy-Weisbach pode ser estimado pela Equação de Blasius com os coeficientes b = 0,300 e m = 0,25 para a determinação da perda de carga nos tubos avaliados. As perdas de carga provocadas pelas conexões dos emissores nos tubos considerados aumentaram em até 62% em relação às observadas nos tubos sem emissor. Uma relação entre o coeficiente de carga cinética (K) e o índice de obstrução devido à conexão do emissor "online" (IO) no tubo é apresentada por uma relação algébrica do tipo potência, com coeficiente de ajuste de, aproximadamente, 96%.

Curva de retenção de água elaborada pelo método do psicrômetro para uso na determinação do índice "S" de qualidade física do solo

RESUMO A curva de retenção representa a relação entre o teor de água no solo e a energia com a qual a mesma está retida nos poros e/ou adsorvida nas partículas minerais do solo. Trata-se de uma relação com várias e importantes aplicações práticas relacionadas à relação solo-água em agricultura. Atualmente, é também utilizada como base para determinação de índices de qualidade física do solo, a exemplo do índice "S" proposto por Dexter em 2004. Para sua elaboração existe uma grande variedade de métodos, dentre os quais o que usa a câmara de pressão de Richards é o mais tradicional. Atualmente equipamentos eletrônicos, a exemplo do psicrômetro WP4, têm sido sugeridos como instrumentos úteis para a elaboração da curva de retenção. Neste contexto, o presente estudo tem como objetivo avaliar o potencial da curva de retenção de água no solo elaborada pelo método do psicrômetro para utilização na determinação do índice "S" de qualidade física do solo. Os resultados mostram que curvas de retenção de água no solo, elaborada pelo método do psicrômetro, apresentam alterações nos parâmetros de ajuste relativos à equação de Van Genuchten, podendo subestimar os valores do índice "S" de qualidade física do solo.

Influência das variacões estacionais e profundidade de sementes no solo na dormência e germinação em Rumex crispus L.

Sementes de Rumex cripus L. foram enterradas às profundidades de 1 e 10 cm no solo e coletadas a intervalos regulares durante dois anos. As sementes coletadas foram testadas a 10 e 20oC no escuro; a 5/25oC (16/8 horas) com 10mM de nitrato de potássio e luz; e num regime de temperatura alternadas correspondendo às mínimas e máximas médias do solo (MMTS), a profundidade de 1 cm durante 6 dias anteriores a cada coleta. Os tratamentos MMTS foram executados no escuro com 1 mM de nitrato de potássio ou uma mistura de estimulantes de germinação consistindo de nitrato de potássio, tiuréia, etefon, azida de sódio e peróxido de hidrogênio. A perda de viabilidade das sementes no solo durante o período estudado foi praticamente desprezível. As sementes mostraram ciclos de dormência ao longo do ano, quando as baixas temperaturas do solo superaram a dormência primária e paralelamente induziram dormência secundária, a qual por sua vez era superada pela elevação da temperatura. A dormência decresceu no segundo ano. O ambiente a 10 cm favoreceu a perda de dormência, entretanto o decréscimo de sementes devido à germinação in situ foi mais acentuado a 1cm de profundidade. A mistura química foi mais eficiente quando a dormência era mínima e as temperaturas do solo eram mais promotivas, o que correspondeu ao período quente do ano (da primavera ao outono). Discutem-se as implicações destes resultados na interpretação do comportamento ecológico da espécie e na adoção de práticas de manejo de bancos de sementes da invasora no solo.

Persistência e lixiviação do herbicida simazina em solo barrento cultivado com milho

Foram determinadas, em experimento de campo, a persistência e a lixiviação do herbicida simazina na dose de 3 kg/ ha i. a. em um solo podzol vermelho-amarelo de textura barrenta plantado com milho, por meio do monitoramento de seus resíduos, durante um ano após a sua aplicação, em 14 de janeiro de 1992. O experimento foi conduzido na Estação Experimental do Instituto Biológico, Campinas, SP, utilizando-se o método de cromatografia gasosa para a determinação analítica de resíduos. Empregou-se o fatorial 8 X 5, "épocas de amostragem do solo" X "profundidades de amostragem", quatro repetições para os procedimentos experimentais no campo, reduzidas para duas nas de terminações analíticas. Os resultados demonstraram que a maior concentração do herbicida localizou-se na camada superficial do solo (0-10 cm de profundidade), onde persistiu até 360 dias após o tratamento na concentração de 0,08 mg/kg de solo. A curva de persistência do produto, para a profundidade de 010 cm , foi representada por uma equação exponencial do terceiro grau. Foram encontrados resíduos de simazina nas camadas de solo à profundidades de 10 -20, 20 -30 e 30-40 cm até 1 8 3 , 6 5 e 6 5 dias após o tratamento, respectivamente.

Uso da equação logística no estudo de dose-resposta de glyphosate e imazapyr por meio de bioensaios

O uso de bioensaios constitui uma das técnicas mais comuns de se avaliar o potencial de um herbicida e identificar e quantificar seus resíduos no solo ou na água. Nesses trabalhos, é fundamental conhecer os efeitos que algumas variáveis exercem sobre o material biológico e, quase sempre, é possível relacioná-las por meio de uma expressão matemática. Um dos problemas na obtenção das expressões consiste em encontrar aquela que melhor represente a relação doseresposta. O presente trabalho apresenta um estudo comparativo da equação logística (y=a/(1+(X/b)c)) com as equações polinomiais normais de 1o, 2o e 3o graus. Na avaliação do modelo mais adequado para o estudo de doseresposta com o glyphosate e o imazapyr, foram considerados alguns critérios de ordem teórica e de aplicação prática, sendo possível concluir que: a) a função logística apresenta a estimativa de seus parâmetros significativa para o herbicida imazapyr e de razão biológica justificável, para ambos os herbicidas; b) as características de biomassa seca total (BST), da parte aérea (BSA), da raiz (BSR) e do comprimento da raiz (CR) são adequadas para estudos sobre a relação dose-resposta; c) a estimativa do I50 é variável com a função e a característica avaliada; e d) o tomateiro é mais sensível ao imazapyr.

Previsão da perda de rendimento de grãos de soja causada pela infestação de plantas daninhas utilizando variáveis foliares relativas

O desenvolvimento de modelos que visam prever os danos causados pela infestação de plantas daninhas no rendimento de grãos das culturas agrícolas inclui a identificação de variáveis explicativas e de modelos matemáticos apropriados para estimar esses danos. O objetivo deste trabalho foi ajustar modelos matemáticos com a inclusão de uso de variáveis foliares relativas, integrando parâmetros alternativos, na quantificação das perdas de rendimento de grãos de soja causadas pela infestação das plantas daninhas por picão-preto (Bidens spp.) e guanxuma (Sida rhombifolia). Foram realizados experimentos em campo, utilizando-se épocas de semeadura da soja após a dessecação da cobertura vegetal e densidades de picão-preto ou guanxuma como fatores, além de bioensaios com soja em monocultura e em associação com picão-preto ou guanxuma. Em campo, avaliaram-se as áreas e coberturas foliares das plantas daninhas e da cultura 20 dias após a emergência (DAE) da soja. Nos bioensaios, avaliou-se a massa seca da soja aos 60 DAE. A inclusão de um segundo parâmetro (m) no modelo da hipérbole retangular, que limita a perda máxima de rendimento, melhora os ajustes do modelo quando se utilizam área ou cobertura foliar relativas como variáveis explicativas. Parâmetros obtidos em bioensaios podem ser integrados com dados de campo, o que auxilia a predição das perdas de rendimento de grãos de soja causadas pela infestação de plantas daninhas.

Eficácia e perda do herbicida 2,4-d amina aplicado com diferentes volumes de calda e pontas de pulverização

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficácia do herbicida 2,4-D amina na dessecação de plantas daninhas, bem como quantificar as suas perdas durante o processo de aplicação, com a utilização de diferentes volumes de calda e pontas de pulverização. O experimento foi conduzido em delineamento de blocos casualizados, com seis tratamentos e quatro repetições, dispostos em esquema fatorial 3 x 2: três pontas de pulverização (ponta de jato plano duplo de pré-orifício, jato plano defletor e jato plano defletor com indução de ar) e dois volumes de aplicação (80 e 130 L ha-1) com a presença do ingrediente ativo 2,4-D amina (806 g ha-1 de i.a.). Foi realizada a avaliação de deposição de calda nas plantas daninhas, perdas para o solo e perdas por exoderiva, pela quantificação do herbicida nos diferentes alvos por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Também foi avaliado o controle de plantas daninhas na área experimental. Concluiu-se que o volume de aplicação de 80 L ha-1 e gotas grossas podem ser utilizados na dessecação com o herbicida 2,4-D amina, sem comprometer a cobertura do alvo; pontas de jato plano defletor com indução de ar promoveram maior perda de herbicida para o solo; e as diferentes pontas de pulverização empregadas, com gotas médias, grossas e muito grossas, bem como os volumes de aplicação de 80 e 130 L ha-1, não influenciaram o controle das plantas daninhas. Não se detectou exoderiva com a metodologia empregada.

From elite to mass to universal higher education : from distance to open education

Resumen basado en el de la publicaci??n

Análisis técnico y jurídico del servicio universal en los servicios móviles en el Ecuador

Desde hace alguno años atrás, los servicios móviles se han convertido en una herramienta indispensable en nuestras vidas, esto es una realidad de tal forma que en países desarrollados empieza a disminuir el número de teléfonos fijos, mientras que el número de teléfonos móviles sigue en aumento. Esta realidad no solo que no se presenta en nuestro país, el asunto es más crítico, los usuarios en ciertos lugares del territorio nacional no tienen otra opción para comunicarse que el teléfono móvil. Esta es la principal motivación para que en esta Tesis se plantee la necesidad de incluir obligaciones de servicio universal para las operadoras de servicios móviles en el Ecuador. La Tesis realiza un estudio de los conceptos y principios del servicio y acceso universal, así como también se ha realizado una revisión acerca de la opinión de los principales Organismos de telecomunicaciones en el mundo, a fin de conocer cuál es su posición respecto a los servicios móviles como una herramienta que promueva y extienda el servicio universal. Se ha realizado un planteamiento jurídico y técnico para promover la expansión del servicio universal, principalmente buscando aprovechar la infraestructura instalada por las operadoras móviles, pero el aporte regulatorio más importante es que a fin de que sea aplicable la propuesta es indispensable la presencia de organismo regulador fuerte y altamente capacitado para que realice los estudios necesarios y los planes a corto, mediano y largo plazo que se requieren para cumplir con éxito la tarea de llevar el servicio universal a todos los habitantes del país.

Solução da equação de difusão unidimensional transiente para o estudo da dispersão de poluentes na camada limite planetária

Neste trabalho apresenta-se uma solução analítica para a dispersão vertical turbulenta em uma Camada Limite Convectiva e em uma Camada Limite Estável. A equação analisada considera a difusão com velocidades finitas, o que representa o transporte turbulento fisicamente correto. Considerando o caráter não-local, adicionam-se na equação que representa uma fonte área instantânea, termos como: o tempo de relaxação, a assimetria, a escala de tempo Lagrangeana e a velocidade turbulenta vertical. A solução é obtida utilizando-se a técnica da Transformada de Laplace. Os parâmetros que encerram a turbulência são derivados da teoria de difusão estatística de Taylor combinada com a teoria de similaridade. Foram utilizados coeficientes de difusão especáficos para cada uma das camadas. A transformada inversa é obtida através do esquema numérico de quadratura Gaussiana. São apresentadas várias simulações para diferentes alturas de fonte área e obtém-se o valor da concentração para alturas próximas ao solo e próximas ao topo da Camada Limite Planetária. A inserção do termo de contra-gradiente na equação resultou em uma pequena influência na concentração de poluentes, observada de forma mais expressiva na Camada Limite Convectiva.

Simulação numérica da transferência simultânea de energia e umidade através do solo em um sistema trocador-armazenador de calor

O presente trabalho pesquisa o fenômeno da transferência simultânea de calor e umidade em solos insaturados que envolvem dutos enterrados. Estes dutos e o solo envolvente compõem o chamado sistema trocador-armazenador de calor no solo, que é muitas vezes utilizado como fonte complementar de aquecimento em estufas solares agrícolas. O funcionamento do sistema trocador-armazenador de calor é baseado na energia armazenada no solo durante os horários de máxima insolação, sendo que durante a noite parte desta energia é recuperada. Durante o dia o ar quente do meio interno da estufa solar é bombeado para dentro do feixe de tubos enterrados, que devolvem o ar mais frio na outra extremidade. Por outro lado, durante a noite o ar mais frio do meio interno da estufa é bombeado para dentro dos dutos, os quais efetuam troca térmica com o solo envolvente, que neste horário possui a temperatura mais elevada do sistema. O objetivo geral deste trabalho é resolver o problema transiente periódico e tridimensional da transferência simultânea de calor e umidade em solos não-saturados, que compõem o sistema trocador-armazenador de calor, utilizando a simulação numérica. Como objetivos secundários têm-se: o melhoramento do sistema de troca térmica, a quantificação da parcela de calor transportado pela difusão da umidade no solo e a análise dos campos de temperatura e de conteúdo de umidade, sendo que a análise dos campos de umidade permite verificar se existe formação de frentes de secagem significativas na vizinhança dos dutos durante os sucessivos períodos de aquecimento e resfriamento a que o sistema é submetido. Na resolução do problema em questão é empregado o modelo clássico de Philip e De Vries para a transferência simultânea de calor e massa em meios porosos insaturados Neste modelo, as equações de conservação de energia e massa obtidas trazem explicitamente as influências combinadas dos gradientes de temperatura e de conteúdo de umidade nos processos de transporte de calor e umidade. O sistema de equações diferenciais governantes do problema em questão é resolvido numericamente utilizando o Método dos Volumes Finitos e na discretização destas equações é usada uma integração temporal totalmente implícita. Todas as propriedades difusivas e termofísicas empregadas são consideradas variáveis com a temperatura e o conteúdo de umidade. Os dutos de seção transversal circular do sistema trocadorarmazenador de calor no solo, são modelados como dutos de seção transversal quadrada de área equivalente para que coordenadas cartesianas possam ser utilizadas nos modelos analisados. Neste trabalho são simulados quatro modelos computacionais associados ao sistema trocador-armazenador de calor no solo. Estes modelos são compostos por: um duto isolado, um duto com convecção, dois dutos isolados e dois dutos com convecção. A variação da temperatura do ar na entrada do(s) escoamento(s), assim como a temperatura do meio ambiente, para os modelos com convecção, é dada por uma senóide com uma amplitude de 14 ºC. No modelo de um duto isolado, são realizadas simulações utilizando várias combinações dos parâmetros do modelo em questão e os resultados, assim obtidos, são comparados com aqueles encontrados na literatura Visando melhorar o sistema de troca térmica dos modelos computacionais investigados, são selecionados valores e intervalos de valores recomendados para os parâmetros do modelo de um duto isolado. Para este modelo, com um diâmetro de 0,1 m, são escolhidos valores (ou intervalos de valores) recomendados: de 4 m/s para a velocidade do escoamento interno dentro do duto, de 0,25 para o conteúdo de umidade do solo, de 5 até 20 metros para o comprimento do duto e de 0,20 até 0,30 m para a distância entre centros do dutos. As simulações dos quatro modelos computacionais realizadas utilizando as várias combinações dos valores recomendados para os parâmetros destes modelos, mostrou que não há diferença significativa entre os valores de calor volumétrico armazenado no solo empregando a resolução acoplada das equações de energia e de massa e a resolução da equação da temperatura. Mesmo para os modelos de um e de dois dutos com convecção a diferença percentual encontrada foi insignificante. Finalmente, são apresentados e analisados os campos de temperatura e de conteúdo de umidade para os quatro modelos computacionais avaliados. Os perfis de temperatura e de conteúdo de umidade em diferentes horários mostraram que, durante o dia, o solo absorve calor dos escoamentos internos de ar e, uma vez que, junto à superfície dos dutos tem-se regiões de maior temperatura, há, conseqüentemente, uma migração da umidade nestas regiões. Durante a noite, ocorre o contrário, o solo fornece calor aos escoamentos dentro dos dutos, e, desta forma, as regiões próximas aos dutos apresentam níveis de conteúdo de umidade superiores ao inicial. Ainda, os perfis de conteúdo de umidade para todas as situações analisadas mostraram que, não há formação de frentes de secagem significativas nas proximidades dos dutos que compõem os quatro modelos computacionais avaliados.