Implementação de um sistema de previsão e controlo para operação otimizada de um sistema de recolha e armazenamento de água pluvial

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Distribuição Espacial da Susceptibilidade à Erosão Hídrica nas Bacias das Ribeiras de Picos e Seca (Santiago, Cabo Verde)

Os processos de erosão hídrica em Cabo Verde são os mais marcantes da dinâmica actual das vertentes, pois são os mais comuns e que afectam áreas extensasdurante a curta estação húmida de três meses. A ocorrência de episódios chuvosos concentrados no tempo e com uma evidente irregularidade espacial permitem umaacentuada erosividade das precipitações, marcada por uma forte irregularidade regional. A forte variabilidade das formas de relevo, a diversidade da natureza das unidadesgeológicas e a multiplicidade de ocupação do solo favorecem condições deerodibilidade muito contrastadas no espaço. O objectivo deste trabalho é estabelecer um modelo desusceptibilidade à erosão hídricaem função de factores geomorfológicos (declive, perfil e traçado das vertentes eerodibilidade das unidades litológicas e dos materiais de cobertura), climáticos(intensidade pluviométrica) e de ocupação do solo para as bacias das ribeiras dos Picose Seca. Os resultados foram obtidos com recurso ao ambiente de Sistemas deInformação Geográfica (SIG). Este trabalho surge na sequência de outros já realizadospelos autores, onde se apresentaram as condições de erodibilidade e erosividade paraáreas mais restritas da Ilha de Santiago. O modelo de susceptibilidade à erosão hídrica resultou do cruzamento dos mapas dedeclives, de perfil e do traçado das vertentes, obtidos a partir do modelo digital deterreno (DTM), do mapa geológico, da distribuição espacial da intensidadepluviométrica e da densidade de ocupação do solo, tendo em conta que são estas asprincipais condicionantes de erosão hídrica, referidas pelos autores que estudaram estaregião. Cada um destes mapas foi reclassificado com base numa análise qualitativa dograu de erodibilidade, sendo atribuído um número de ordem a cada classe, em função da sua susceptibilidade à erosão hídrica, conforme foi localmente reconhecido. Verifica-se que as áreas de maior susceptibilidade à erosão hídrica são as do sectorsudeste da bacia da Ribeira Seca e as vertentes dos principais vales da bacia da Ribeira dos Picos, onde se encontram as unidades geológicas mais friáveis, os declives mais acentuados e onde predominam sectores das vertentes de traçado côncavo, a que seassocia pontualmente a mais elevada intensidade pluviométrica.

Uma Metodologia para a Seleção de Sistemas de Cogeração em Plataformas Offshore

As reservas mundiais provadas de gás natural totalizavam 143 trilhões de m3 em 1999. Deste total, 403 bilhões estão no território brasileiro, sendo 151 bilhões de m3 em terra e 252 bilhões no mar. A Figura 1 mostra a distribuição da produção nacional, sendo quase metade do total extraído na Bacia de Campos, RJ. Pode-se dizer que a cogeração aplicada a plataformas de petróleo não representa uma novidade, já há alguns anos até mesmo os navios utilizam a produção conjunta de trabalho mecânico e calor a partir da queima de um mesmo combustível. Entretanto, existem múltiplas configurações possíveis para atendimento de certas demandas térmicas e elétricas e a escolha da mais adequada pode representar uma sensível diferença em termos de aproveitamento energético.

Flora exótica de Cabo Verde: avaliação e impactos nos ecossistemas naturais, utilizando sistemas de informação geográfica

O impacto das espécies exóticas e a sua acção nociva sobre a flora nativa torna-se especialmente preocupante em ecossistemas insulares degradados. Tendo em conta a preservação e conservação da biodiversidade das ilhas de Cabo Verde pretende-se com este estudo avaliar o impacto que algumas espécies exóticas exercem sobre os ecossistemas naturais, tendo como modelo de estudo a maior ilha do arquipélago, a ilha de Santiago. Faz-se inicialmente uma breve caracterização da flora exótica do arquipélago, estimada em 397 taxa, tendo em conta o tipo biológico, origem biogeográfica, tipo de utilização, distribuição pelas ilhas e ecologia. Com o objectivo de melhor compreender como a distribuição das espécies exóticas pode evoluir na ilha de Santiago, procedeu-se à modelação de quatro espécies com características invasoras (Bidens bipinnata, Euphorbia heterophylla, Furcraea foetida e Lantana camara) usando metodologias de regressão logística. Os modelos produzidos permitiram a produção de mapas de probabilidade de ocorrência das espécies em estudo, utilizando para isso sistemas de informação geográfica. A aplicação destes métodos permitiu por um lado conhecer algumas das variáveis que afectam a distribuição das espécies exóticas (e.g. precipitação; NDVI; exposição NE; distância às ribeiras; altitude), e por outro lado, produzir mapas da ilha de Santiago, que permitiram revelar quais as zonas com maior probabilidade de ocorrência dessas espécies. Os nossos resultados indicam que as zonas de altitude (e.g. Serra do Pico da Antónia; Monte Graciosa; Serra da Malagueta) são especialmente vulneráveis à ocorrência de espécies invasoras, o que se torna particularmente preocupante pois correspondem a zonas demarcadas como áreas protegidas, sendo locais primordiais de distribuição para a flora endémica do arquipélago. Por fim, sugerem-se algumas medidas de gestão e controlo de espécies invasoras de modo a que a sua implementação permita que num futuro, que se espera próximo, recuperar estes ecossistemas insulares que se encontram muito degradados.

Sistema de Informação Geografia (SIG) aplicado na Gestão de Redes de Distribuição Eléctrica Definição de um modelo para a empresa Electra

O presente trabalho de investigação vem realçar a importância que os Sistemas de Informação tem componentes fundamentais da sociedade e das organizações, onde privilegiam a informação num dado espaço e tempo, garantindo a missão de cumprir os objectivos preconizados. Com este trabalho, pretende-se sugerir um modelo que utiliza Sistemas de Informação Geográfica (SIG), como um componente indispensável de análise, de cadastro e gestão de redes de distribuição eléctrica utilizando a plataforma SIG com base de dados para armazenar dados geográficos, cartográficos e alfanuméricos. A presente monografia encontra-se dividido em 4 (quatro) capítulos: O primeiro capítulo – introduz os conceitos essenciais associados aos Sistemas de Informação e desenvolvimento de Sistemas de informação e a sua importância nas Organizações. O segundo capítulo – refere sobre o Sistema de Informação Geográfica e a sua aplicabilidade nas áreas de indústria nomeadamente nas redes de distribuição eléctrica. O terceiro capítulo - faz uma abordagem do Sistema de Informação Geográfica e o modelo proposto na aplicação na rede de distribuição. No quarto capítulo – faz-se a conclusão da metodologia proposta, realçando possíveis ganhos no caso da sua aplicabilidade.

Variabilidade de fósforo, potássio e matéria orgânica no solo em relação a sistemas de manejo

A variabilidade espacial de fósforo, potássio e matéria orgânica foi avaliada em diferentes solos e sistemas de manejo. Em Eldorado do Sul (RS), o trabalho foi realizado, em agosto de 1990, em um Podzólico Vermelho-Escuro, Kandiudult, amostrando-se os sistemas de preparo convencional, plantio direto, escarificação e pastagem, na malha de amostragem de 1 x 1 m e nas profundidades de 0-0,05 e 0,05-0,20 m. Em Passo Fundo (RS), em novembro de 1991, foram amostrados dois tipos de solos: Latossolo Roxo, Hapludox (preparo convencional e plantio direto) e Latossolo Vermelho-Escuro, Hapludox (pastagem), na malha de amostragem de 10 x 10 m e nas profundidades de 0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m. Em Passo Fundo, nos sistemas cultivados, foi avaliada também a variabilidade da produção de trigo, colhendo-se áreas de 1 m². As maiores variabilidades foram encontradas para fósforo e potássio, com seus valores no solo tendendo para uma distribuição lognormal. Na maioria dos casos, houve correlação espacial para as propriedades do solo nos sistemas de manejo avaliados, assim como para a produção de trigo. O plantio direto apresentou maiores coeficientes de variação e menores alcances de dependência espacial, assumindo-se ter ele determinado maior variabilidade das variáveis analisadas que os demais sistemas; na pastagem, ocorreu a menor variabilidade do solo. No plantio direto, observou-se, ainda, correlação espacial cruzada positiva da produção de trigo com fósforo, com potássio e com matéria orgânica.

Influência da estrutura do solo na distribuição e na morfologia do sistema radicular do milho sob três métodos de preparo

O estudo da distribuição de raízes no solo é um método adequado para se detectarem as condições adversas ou não ao seu desenvolvimento, bem como para avaliar o efeito das alterações introduzidas por sistemas de preparo do solo. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de métodos de preparo sobre determinadas características do solo e, por conseguinte, sobre o desenvolvimento do sistema radicular do milho. Para tal, foi utilizado um experimento de campo, instalado em um solo Podzólico Vermelho-Escuro com cinco anos de utilização por preparo convencional, reduzido e semeadura direta, na sucessão aveia + trevo/milho. Para observar as modificações estruturais do solo, usou-se o método do perfil cultural adaptado, acompanhado por determinações de densidade do solo, porosidade total, macro e microporosidade e resistência ao penetrômetro. Os métodos da parede do perfil e do monolito (prancha com pregos) foram utilizados para determinar a distribuição e morfologia das raízes. Nos mapas estruturais descritos, observou-se que os modos de organização provocados pelos tratamentos explicaram parcialmente a presença das raízes no perfil. As plantas submetidas à semeadura direta, quando comparadas às do preparo convencional, tiveram o crescimento inicial das raízes diferindo do padrão diagonal normal e, ao final do ciclo, apresentaram raízes com maior raio médio nas profundidades de 10-15 e 25-35 cm e mostraram a densidade de comprimento (cm cm-3) maior na camada superficial (0-5 cm) e menor na camada de 10-15 cm. Os sistemas de preparo não afetaram a massa seca de raízes e o rendimento dos grãos de milho.

Influência da posição relativa à linha de cultivo sobre a densidade do solo em dois sistemas de manejo do solo

A densidade do solo é um parâmetro de fácil quantificação, relacionando-se com outras propriedades intrínsecas, tais como: textura e teor de matéria orgânica. A distribuição do tamanho de poros, a resistência do solo à penetração das raízes e a água disponível também estão relacionadas com a densidade do solo. Na comparação entre sistemas de preparo, a densidade do solo tem sido usada freqüentemente. No entanto, não tem sido levado em conta o fato de que os sistemas de manejo do solo e das culturas contribuem para a variabilidade espacial da densidade do solo. Os fatores que causam essa variação são o tráfego das máquinas nas operações de manejo, os processos de secamento e umedecimento do solo e o efeito do sistema radicular das plantas. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar a distribuição da densidade do solo em dois sistemas de manejo em um solo cultivado com milho. Foi estudado um Latossolo Roxo sob semeadura direta e preparo convencional do solo, amostrado em transeções perpendiculares às linhas da cultura de milho, permitindo obter amostras nas posições linha e entrelinha. Avaliaram-se os efeitos do sistema de preparo e da posição de amostragem sobre a densidade pelo teste t, enquanto a influência do preparo e da posição sobre a variação sistemática da densidade do solo foi avaliada pela análise espectral. Os resultados indicaram que a densidade do solo foi influenciada pela posição de amostragem, com maiores densidades na posição entrelinha do que na linha, independentemente do sistema de preparo. A variação da densidade do solo ocorreu de forma sistemática com a posição de amostragem.

Agregação de um Planossolo submetido a diferentes sistemas de cultivo

Estudaram-se os efeitos de oito diferentes sistemas de cultivo sobre o estado de agregação na profundidade de 0-10 cm num Planossolo eutrófico, por meio dos seguintes atributos: distribuição dos agregados estáveis em água em diferentes classes de tamanho e diâmetro médio ponderado dos agregados. O ensaio foi instalado no CPATB-EMBRAPA, em Pelotas (RS), num experimento que vem sendo realizado desde 1985. Após 10 anos, nos sistemas de cultivo em que a mobilização do solo foi mínima, a maior concentração dos agregados estáveis em água ocorreu na classe de maior tamanho, enquanto, nos tratamentos de maior ação antrópica, a maior concentração ocorreu nas classes de menor tamanho. Comparando o diâmetro médio ponderado dos agregados obtido no solo mantido sem cultivo com o dos demais sistemas, houve uma redução desse atributo de 1,11 vez com relação à semeadura direta, de 1,80 vez com relação ao sistema tradicional e convencional de cultivo de arroz irrigado e de 2,87 vezes com relação aos sistemas que envolveram sucessão e rotação de culturas. O conteúdo de matéria orgânica, embora tenha diminuído cerca de 30% nos tratamentos que envolveram sucessão e rotação de culturas, em comparação com o solo mantido sem cultivo, correlacionou-se positivamente com o diâmetro médio ponderado de agregados, caracterizando-se como um potencial indicador da desagregação do solo nas condições estudadas.

Comportamento de diferentes sistemas de manejo como fonte ou depósito de carbono em relação à vegetação de Cerrado

Estudaram-se a distribuição, a acumulação de carbono orgânico (C) e o papel do solo como fonte ou depósito de C-CO2 em perfis de Latossolo Vermelho-Escuro (LE) argiloso e muito argiloso. As avaliações foram realizadas nos campos experimentais da Embrapa Cerrados, Planaltina, Distrito Federal, em seis sistemas de manejo: vegetação típica de cerrado (CE), reflorestamento de eucalipto (EU), pastagem cultivada (PA), preparo com grade pesada (GP), preparo com arado de discos (AD), plantio direto (PD), estabelecidos por mais de doze anos, na região dos Cerrados. O C foi analisado em amostras de solo coletadas no perfil até à profundidade de 100 cm. O balanço de C dos outros sistemas em relação ao CE foi utilizado para analisar o comportamento do solo como fonte ou depósito de C-CO2. As alterações mais importantes na dinâmica do C, no que se refere a adições, perdas e distribuição, ocorreram nas camadas superficiais. Em relação ao sistema natural (CE), verificou-se que a acumulação de C foi maior nos sistemas com menor intensidade de perturbação do solo (PD, PA e EU) e menor nos sistemas mais perturbados (AD e GP). Os solos sob PD, PA e EU funcionaram como depósito e os solos sob GP e AD como fonte de CO2.

Resistência do solo à penetração e desenvolvimento do sistema radicular do milho (Zea mays) sob diferentes sistemas de manejo em um Latossolo Roxo

As modificações estruturais causadas no solo pelos diferentes sistemas de manejo podem resultar em maior ou menor compactação, que poderá interferir na densidade do solo, na porosidade, na infiltração de água no solo e no desenvolvimento radicular das culturas. Assim, este trabalho teve como objetivo estudar, em condições de campo, os efeitos da estrutura, umidade e resistência do solo à penetração no desenvolvimento do sistema radicular do milho (Zea mays), sob sistema convencional (aração mais grade niveladora há mais de dez anos) e plantio direto (há mais de vinte anos). As avaliações foram realizadas em um Latossolo Roxo argiloso, na região norte do estado do Paraná - Brasil, cultivado com milho, no verão, e trigo, no inverno. Os resultados mostraram que valores de resistência do solo à penetração superiores a 3,5 MPa não restringiram desenvolvimento radicular do milho, porém influenciaram a sua morfologia. O plantio direto apresentou melhores condições de continuidade estrutural para o desenvolvimento radicular do que o sistema convencional, tendo sido sua resistência mais afetada pela distribuição estrutural do que pela umidade do solo.

Influência de diferentes manejos agrícolas na distribuição de metais pesados no solo e em plantas de tomate

Paty do Alferes (RJ) é um município com tradição agrícola, sendo a olericultura a sua principal atividade econômica. A região apresenta uma topografia e regime de chuvas que favorecem a erosão. A falta de um manejo adequado do solo e o uso excessivo de agroquímicos favorecem os processos de degradação física e química do solo, acarretando sérios impactos ao ambiente. Com o objetivo de avaliar o acúmulo de metais pesados no solo e em plantas de tomate (Lycopersicon esculentum Mill), cultivadas sob diferentes sistemas de preparo do solo, foi realizado um trabalho no município de Paty do Alferes (RJ), entre os meses de agosto e dezembro de 1999. Foram instaladas parcelas do tipo Wischmeier (com coletores de enxurrada e sedimentos), com dimensões de 22,0 x 4,0 m, em um Latossolo Vermelho-Amarelo com 30 % de declividade. Cada tratamento consistiu de um tipo de sistema de preparo do solo: (a) preparo convencional: aração no sentido morro abaixo e queima dos restos vegetais (PC); (b) preparo em curvas de nível: aração com tração animal em nível com faixas de capim-colonião a cada 7,0 m (PN); (c) cultivo mínimo: apenas abertura de covas para plantio e conservação dos restos vegetais (CM). Foram coletadas amostras de solo e plantas de tomate, sendo analisados os teores de metais pesados nas amostras coletadas, a produtividade das plantas e a fertilidade do solo. A produtividade no cultivo mínimo foi significativamente inferior à de outros manejos, apesar de tal sistema favorecer a maior fertilidade do solo. Esse manejo também proporcionou maior acúmulo de metais pesados no solo, principalmente quando comparado ao plantio convencional. Com relação às plantas, a aplicação foliar de defensivos agrícolas favoreceu o maior acúmulo de metais pesados na parte aérea das plantas, e os teores de Cu e Zn estiveram acima dos limites permitidos para metais pesados em plantas. Os frutos produzidos nos três sistemas de preparo do solo apresentaram concentrações de Pb próximas ao limites permitidos para alimentos frescos.

Conseqüências do manejo do solo na distribuição de metais pesados em um agrossistema com feijão- de-vagem (Phaseolus vulgaris L.)

Com o objetivo de avaliar a concentração de metais pesados no solo e nas plantas de feijão-de-vagem (Phaseolus vulgaris L.) em diferentes sistemas de preparo do solo, foi realizado um experimento em Paty do Alferes (RJ), em um Latossolo Vermelho-Amarelo com 30 % de declividade. Foram instaladas parcelas do tipo Wischmeier com dimensões de 22,0 x 4,0 m; cada parcela era constituída de um sistema de preparo do solo distinto: plantio convencional, aração com trator no sentido morro abaixo e queima dos restos vegetais (PC); plantio em nível com aração tração animal e cordões de vegetação a cada 7,0 m (PN); cultivo mínimo com apenas abertura de covas para plantio e conservação dos restos vegetais (CM). Foram coletadas amostras de solo, de plantas e de agroquímicos, bem como analisados os teores totais de metais pesados. Verificou-se que as maiores adições de Cu no sistema deveram-se ao uso do fungicida Peprosan. Os sistemas de preparo PN e CM favoreceram acúmulo de Zn, Mn, Cd e Pb no solo, quando comparados ao PC, provavelmente, em virtude das menores perdas por erosão. A concentração de Pb na vagem in natura, nos sistemas de preparo PN e CM, esteve acima dos limites permitidos para alimentos in natura, em níveis impróprios para o consumo humano.

Estabilidade de agregados de um planossolo sob diferentes sistemas de manejo

Os solos de várzea no Rio Grande do Sul, considerando a heterogeneidade do material de origem e os diferentes graus de hidromorfismo, apresentam grandes variações nas suas características morfológicas, físicas, químicas e mineralógicas. Sua principal exploração tem ocorrido por meio do binômio: arroz irrigado e pecuária de corte, freqüentemente de baixa rentabilidade. A introdução de espécies de sequeiro em rotação e/ou sucessão com o arroz irrigado vem sendo apregoada para aumentar a utilização desses solos, permitir maior controle de plantas daninhas do arroz irrigado e melhorar o seu estado físico degradado mediante sistemas que envolvam menor mobilização do solo. Nesse contexto, avaliou-se o efeito de sistemas de preparo convencional (SC), cultivo mínimo (CM), semeadura direta (SD) e pré-germinado (PG) sobre o estado de agregação de um Planossolo Hidromórfico eutrófico, por meio dos seguintes atributos: distribuição de agregados estáveis em água em diferentes classes de tamanho e diâmetro médio ponderado dos agregados (DMP). O experimento vem sendo realizado desde 1995/96 e encontra-se instalado na Estação Experimental de Terras Baixas (ETB) da Embrapa - Clima Temperado, no município do Capão do Leão (RS). Após três anos, o sistema de manejo SD favoreceu a formação de agregados de maior tamanho, originando maior diâmetro médio ponderado de agregados, enquanto o sistema de plantio PG proporcionou a maior concentração de agregados do solo na classe de menor tamanho, com menor diâmetro médio ponderado dos agregados. O diâmetro médio ponderado de agregados do solo correlacionou-se linear e positivamente com o C-orgânico, não apresentando correlação com a argila dispersa em água.

Fracionamento densimétrico da matéria orgânica do solo sob diferentes sistemas de manejo e cobertura vegetal em Paty do Alferes (RJ)

Sistemas de manejo conservacionistas aumentam o conteúdo de carbono (C) e nitrogênio (N) orgânico do solo. Todavia, os efeitos sobre as frações leves da matéria orgânica do solo (MOS) ainda são pouco conhecidos, especialmente em ambiente tropical. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito dos sistemas de preparo do solo, cultivado com oleráceas, na distribuição das frações leves (livre e intra-agregado) da matéria orgânica em Latossolo Vermelho em Paty do Alferes (RJ). Os tratamentos estudados foram: preparo convencional (PC), preparo em nível (PN) e cultivo mínimo (CM). Como referência, foram utilizadas uma área com cobertura vegetal de gramíneas (GR) e uma parcela sem cobertura vegetal (SC). As amostras de terra foram coletadas no verão 1998/99, nas profundidades de 0-5 e 5-10 cm. A distribuição do peso das frações leves diferiu significativamente entre os tratamentos. Em relação ao tratamento PC, houve aumento de 70 e 58 % na quantidade das frações leves livre e intra-agregado, respectivamente, no sistema CM. O conteúdo de C orgânico e N total das frações leves foi maior na parcela GR. Considerando os atributos avaliados, os tratamentos PN e cm são recomendados para as condições de solo e ambiente para o cultivo de oleráceas em Paty do Alferes.