Optimização de sistemas híbridos fotovoltaicos‐eólicos em zonas insulares de diversidade climática‐Arquipélago da Madeira

Nesta tese apresento um estudo detalhado sobre vários aspectos relacionados com a optimização de sistemas híbridos fotovoltaicos-eólicos em zonas insulares de diversidade climática-arquipélago da Madeira que foi desenvolvido no Laboratório Regional de Engenharia Civil e com algumas deslocações no Laboratório de Energia Solar da Universidade de Vigo entre 2002 e 2007. Foi baseado nos conhecimentos adquiridos ao longode 25 anos de prática profissional de estudo, projecto, montagem e monitorização de tecnologias solares e eólicas, para produção de electricidade em locais isolados, bem como pesquisa e análise climatológica. Como resultado final e após a criação de uma base de dados climáticos para fins energéticos, determinámos os dias característicos de radiação solar e temperatura para cada um dos doze meses do ano, nas seis estações meteorológicas estudadas. Estes dias são de grande utilidade também para a elaboração de outros estudos. Após o tratamento dos dados constatou-se que a evolução das temperaturas ao longo do ano, tanto no caso das médias como nas médias dos valores máximos e nas médias dos valores mínimos,segue uma tendência similar em todas as estações. Concluimos que, a altitude é o factor determinante nestas diferenças, de tal maneira que quanto maior for a altitude menor são, em geral, as temperaturas médias. No estudo da irradiação global constatámos que na ilha do Porto Santo há mais 4% de radiação solar que na ilha da Madeira. Já na costa norte da Madeira, mais precisamente em São Jorge a média diária mensal e anual é inferior em cerca de 16.5 % em relação ao Porto Santo. Contudo, a costa sul da Madeira apresenta valores de radiação interessantes para o aproveitamento energético. Na abordagem à produção fotovoltaica e eólica, desenvolvemos um novo conceito que relaciona a produção eléctrica por metro quadrado de terreno horizontal, referente à área dos módulos fotovoltaicos e à área de afectação dos aerogeradores. Este novo conceito permite facilmente comparar sistemas energéticos diferentes utilizando diferentes recursos energéticos, permitindo também comparar a energia eléctrica produzida com a energia solar recebida e, deste modo, extrapolar os resultados para a toda a superfície do arquipélago. Finalmente, no que diz respeito à optimização de sistemas híbridos fotovoltaicos-eólicos nas seis zonas climáticas do arquipélago da Madeira, calculámos a produção eólica diária e a produção média diária para cada um dos doze meses do ano, bem como a média anual, isto por metro quadrado de área varrida pelo rótor do aerogerador, para que os resultados se pudessem comparar com os resultados anteriormente obtidos na produção fotovoltaica, reportados também a metro quadrado de área de módulo. No que concerne à produção máxima e comparativa de sistemas (100% fotovoltaicos e 100% eólicos), estudámos várias hipóteses para que os resultados fossem os mais gerais possíveis, tendo-se chegado à conclusão de que se se relacionar a procura de energia/consumo com a produção anual do sistema híbrido, não é necessário fazer a simulação dos sub-sistemas fotovoltaicos-eólicos em tamanho real, bastando apenas conhecer a proporção exacta destes, e extrapolar os resultados obtidos em percentagem para qualquer dimensão. Da análise comparativa dos resultados da produção energética das diferentes composições percentuais fotovoltaico-eólico, podemos avaliar facilmente o grau de cobertura de energia renovável. Conhecidas as percentagens de cobertura da procura que se obtêm com energias renováveis, é possível definir com segurança as percentagens solar-eólica que oferecem as melhores opções técnicas. Em termos de optimização técnica, concluímos que o único factor que diferencia um sistema híbrido de outro, nos 6 locais estudados, é a área do módulo fotovoltaico e a área varrida pelo rótor do aerogerador. Finalmente, concluímos que os custos das instalações híbridas e do kWh renovável produzido nos locais estudados, diminuem em todos os locais ao diminuir a percentagem do sub-sistema eólico no sistema híbrido fotovoltaico-eólico, sendo o custo mais baixo reportado sempre à Instalação toda solar (100% fotovoltaica).

Geologia e recursos hídricos subterrâneos da Ilha da Madeira

Nesta tese da especialidade de Hidrogeologia, é apresentado um primeiro levantamento vulcano-estratigráfico da ilha da Madeira. Os trabalhos de campo permitiram definir, até agora, sete unidades geológicas principais, descritas da mais antiga para a mais recente: 1- Complexo Vulcânico Antigo (CA) 2- Calcários Marinhos dos Lameiros - S. Vicente (CM) 3- Depósito Conglomerático-Brechóide (CB) 4- Complexo Vulcânico Principal (CP) 5- Complexo Vulcânico S. Roque/Paul (SRP) 6- Episódios Vulcânicos Recentes (VR) 7- Depósitos de Vertente (dv), Fajãs (fj), Quebradas (q), Depósitos de Enxurrada Recentes (dr), Areias de Praia (ap), Dunas Fósseis (df), Terraços (t), e Aluviões (a) A caracterização climática da ilha da Madeira foi feita com base nos dados recolhidos em 27 pontos de observação climatológicos, dos quais 14 são estações meteorológicas e 13 são postos udométricos, o que representa uma densidade de 1 ponto de observação/27 km2. Constatou-se que a variação da precipitação com a altitude não era linear e dependia da orientação das vertentes. Efectuou-se o balanço hídrico sequencial diário, com base nos valores de precipitação média diária, registados no Paul da Serra, durante os últimos 15 anos hidrológicos. Pretendeu-se quantificar a precipitação oculta na vegetação típica da ilha da Madeira, de modo a poder avaliar a contribuição daquele tipo de precipitação para os recursos hídricos subterrâneos, e, ainda, determinar qual o potencial daquele recurso natural, como contribuição importante às fontes tradicionais de abastecimento de água à ilha. Para o efeito, procedemos a dois tipos principais de medição: medição directamente sob a vegetação de altitude da Madeira, o urzal, que se desenvolve entre os 1200 e os 1600 m de altitude, e construção de aparelhos constituídos por obstáculos artificiais, de modo a interceptarem as gotículas de água contidas no nevoeiro. Pela sua importância, os resultados obtidos justificam o desenvolvimento futuro deste estudo. A caracterização hidrodinâmica das formações da ilha da Madeira baseou-se nas observações feitas no interior das galerias e túneis em escavação, na análise dos registos de caudais de galerias e nascentes e na interpretação de ensaios de bombeamento dos furos de captação. Os dados evidenciam a grande heterogeneidade e anisotropia características do meio vulcânico. As transmissividades vão desde 11 m2/d até 25 766 m2/d. A caracterização hidrogeoquímica permitiu identificar um grupo de 5 águas termais, emergentes em falhas, no Complexo Antigo, com características muito próprias, bastante distintas das restantes, que representam, quer em quantidade, quer em volume de caudais captados, a grande maioria das águas da ilha da Madeira. O principal fenómeno mineralizador das águas é a hidrólise de minerais silicatados, verificando-se, nas águas dos furos, nas das nascentes de altitude e nas situadas próximo do litoral, o efeito da contaminação de sais de origem marinha. A partir dos dados hidrogeológicos obtidos, foi possível elaborar um modelo conceptual de funcionamento hidrogeológico para a ilha da Madeira, que, apesar de possuir alguns elementos comuns, é, no seu conjunto, diferente dos modelos conhecidos para outras ilhas vulcânicas, nomeadamente, Canárias, Reunião, Havai e Polinésia Francesa.

Variação no conteúdo protéico e pigmentar em variantes cromáticas de Gracilaria domingensis nas populações naturais de Rio do Fogo-RN, BRASIL

The seaweed Gracilaria domingensis is a common species in the coast of Rio Grande do Norte. This species lives in the intertidal zone, where colour strains (red, green and brown) co-occur during the whole year. Seaweeds that live in this region are exposed to daily changes and to the rhythm of the tide. During the low tide they are exposed to dissection, hiper-or hipo-osmotic shock, high temperatures and high irradiance. The aim of this study was to analyze whether the pigment and protein content of the colour strains of G. domingensis is affected by some environmental parameters in a temporal scale. The seaweeds were collected during 10 months in the seashore of Rio do Fogo (RN). The total soluble proteins and the phycobiliprotein were extracted in phosphate buffer and the carotenoids were analyzed by a standardized method through HPLC-UV. The pigments analysis showed that phycoerithrin is the most abundant pigment in the three strains. This pigment was strongly correlated with nitrogen and the photosynthetically active radiation. Chlorophyll presented higher concentrations than carotenoids during the whole, but the ratio carotenoid/chlorophyll-a was modified by incident radiation. The most abundant carotenoid was ß-carotene and zeaxanthin, which had higher concentrations in the higher radiation months. The concentration increase of zeaxanthin in this period indicated a photoprotective response of the seaweed. The three strains presented a pigment profile that indicates different radiation tolerance profile. Our results pointed that the green strain is better adapted to high irradiance levels than the red and brown strains

Influência dos fatores abióticos sobre a variação espaço-temporal de paralonchurus brasiliensis (Steindachner, 1875) (pisces, sciaenidae) componente da fauna acompanhante da pesca de camarões no litoral Norte de São Paulo

Knowledge of the environmental factors influence on the spatial-temporal variation of fishes is important to fisheries management and conservation. Thus, the aim of this work was to analyze the influence of the abiotical factors on the spatial-temporal distribution of Paralonchurus brasiliensis (Pisces, Sciaenidae) caught by-catch with the shrimp fishing of Ubatuba and Caraguatatuba regions, north coast of São Paulo State. The fishes were captured every month from January to December 2002. Samples were collected by otter trawl at 5, 10, 15, 20, 25, 30 and 35m depths. The temperatures (surface and bottom), salinities (surface and bottom), sediment features and organic matters were verified for each depth. During all period of the study 12.642 specimens of P. brasiliensis were captured at Ubatuba and 17.166 at Caraguatatuba, which totalized the biomass of 267 for the first and 339kg for the other region. The females outnumbered males in fish population. The greatest values of biomass and number of individuals were registered at the summer and autumn seasons, while the lowest values were observed at the winter and spring seasons. The greatest abundances were found from 15 to 25m depth. In this study, it was verified that P. brasiliensis is a coastal waters associate species. The spatialtemporal distribution of P. brasiliensis is affected by intrusion of SACW and depth for the coastal region and by depth and sediment in sheltered areas such as Caraguatatuba

Variação temporal da Comunidade de macroinvertebrados bentônicos em um riacho intermitente do semiárido brasileiro

In Brazilian semiarid region, the majority of water bodies are temporary and the biodiversity in these ecosystems is poorly known. The goal of this study was to describe the temporal variation of benthic macroinvertebrates in an intermittent stream in the Brazilian semiarid region. From March to July of 2009, surveys of benthic macroinvertebrates and water physiochemical parameters were done in a first order stream located at Piranhas-Açu River basin. 25 macroinvertebrates families were found, 21 belonging to Insecta class. The chironomids were the most abundant group during all study period and were represented by 19 genus. The largest densities and taxonomic richness were seen in the drying phase of the stream while the smallest values were found in the period with the heaviest rainfalls ( wet phase ). Only the families Chironomidae and Ceratopogonidae were found during all study period, suggesting that these groups have better adaptations to support floods and droughts. Furthermore, these two groups seemed to be pioneering in this stream. Among the chironomids, Paratendipes dominated the period of floods while Tanytarsus were more abundant in the drying phase . This study showed that hydrological fluctuation is the main force influencing the macroinvertebrate community in this stream, therefore, efforts seeking the conservation and management of Brazilian semiarid water bodies should consider this high natural variability in flow regime

Variação temporal da riqueza de táxons, abundância e biomassa de artrópodes em ambiente de restinga do Rio Grande do Norte, Brasil

Arthropods are abundant organisms possess great wealth and diversity representing about 82% of all known animal species. Contribute as a source of biomass and their abundance is an indicator of ecological change. The aim of this study was to evaluate the biomass and abundance found in the salt marsh environment throughout the year and relate them to the climatic factors (temperature, precipitation and relative humidity) that can influence the abundance and biomass of arthropods. The study was conducted at the Centro de Lançamento de Foguetes Barreira do Inferno, city of Parnamirim, Rio Grande do Norte, in the period February 2011 to January 2012, using pitfall traps, stationary window and beating tray. Among the 26 orders found, the most abundant were: Hymenoptera, Orthoptera, Araneae. Taxa Hymenoptera, Blattodea and Orthoptera showed higher biomass volume. Climatic factors did not influence the fall of Arthropods in the traps, however, the lowest abundance during the rainy season the action of raindrops, reduced the activity of these arthropods on vegetation, reducing its capture in traps (pitfall traps and stationary window ) and method of collection(entomological umbrella)

Influência na qualidade final de metais retificados através da variação da velocidade de mergulho

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Variação sazonal da concentração de nutrientes em folhas de bananeiras, no Vale do Ribeira-SP

The Vale do Ribeira, SP, main agricultural activity is the banana crop, which accounts for most of this fruit production in the State of São Paulo. The nutritional balance of the plant is one of the most important factors for the banana plant can complete the cycle and achieve high productivity. Aiming to evaluate the seasonal variation of leaf nutrient concentration in banana plants in Vale do Ribeira-SP, we used the results of 252 chemical analyses of plant tissue, collected from August 2009 to September 2010, in the 18 representative properties for the region, ten cultivated with subgroup Cavendish banana plant and eight of subgroup Prata banana plant. The largest variation between the macronutrient occurred for K and S, and among the micronutrients, especially for Fe and B. In some dates of evaluation, there was a higher leaf concentration of P, K, Ca and Zn, in subgroup Cavendish banana plants, while the subgroup Prata banana plants showed higher leaf concentration, especially of Mn, B and N. Climatic conditions, especially rain, influenced the leaf nutrient content, especially for K, N, S, B and Fe.

Variação da atividade locomotora do ermitão Clibanarius Vittatus (BOSC, 1802) em relação à dessecação, na praia dos pescadores, em São Vicente (SP), Brasil

The crustaceans activity of move about could alter in function of the environmental conditions. In the present study, this activity of the hermit crab Clibanarius vittatus was studied in dry and submerged areas of the intertidal region of Pescadores Beach in Sao Vicente (SP), Brazil. In both areas 110 animals (86 of dry and 24 of submerged area) were analyzed and C. vittatus show more activity in the submerged area than in the dry one. The low activity of locomotion presented when exposed to the air, can be due by the stress caused in function of the high temperature and desiccation.

Germinação de sementes de melão-de-são-caetano sob variação de água, luz e temperatura

The purpose of this study was to evaluate germination of Momordica charantia L. seeds under different conditions of: water availability (0.0, -0.2, -0.4, -0.6, -0.8 and -1.0 MPa), temperature (10, 15, 20, 25, 30 and 35 degrees C) and quality of incident light (filter dark, red, green, yellow, red off, blue, orange and without filter). For each variable evaluated, experiments were carried out in a completely randomized design with four replicates kept under controlled conditions (germination chamber). There were higher percentages of germination under conditions of mild water restriction (-0.2 MPa) and temperatures around 25 degrees C, regardless of the quality of light. Temperatures below 20 degrees C and above 30 degrees C reduced germination, although lower temperatures had strongly effects on germination. Water availability lower than -0.2 MPa strongly reduced germination, which was inhibited in the treatments of -0.8 and 1.0 MPa.

Causas de variação nos preços de bovinos nelore elite no Brasil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Padrões distintos de congruência climática em duas espécies invasoras de prosopis em zonas semi-áridas da América do Sul

Based on climate data and occurrence records, ecological niche models (ENM) are an important opportunity to identify areas at risk or vulnerable to biological invasion. These models are based on the assumption that there is a match between the climatic characteristic of native and invaded regions predicting the potential distribution of exotic species. Using new methods to measure niche overlap, we chose two exotic species fairly common in semi-arid regions of South America, Prosopis juliflora (Sw.) D.C. and Prosopis pallida (H. ; B. ex. Willd) HBK, to test the climate matching hypothesis. Our results indicate that both species occur with little niche overlap in the native region while the inverse pattern is observed in the invaded region on South America, where both species occur with high climatic overlap. Maybe some non-climate factor act limiting the spread of P. pallida on the native range. We believe that a founder effect can explain these similarities between species niche in the invaded region once the seeds planted in Brazil came from a small region on the Native range (Piura in Peru), where both species occur sympatric. Our hypothesis of a founder effect may be evident when we look at the differences between the predictions of the models built in the native and invaded ranges. Furthermore, our results indicate that P. juliflora shows high levels of climate matching between native and invaded ranges. However, conclusions about climate matching of P. pallida should be taken with caution. Our models based on climatic variables provide multiple locations suitable for occurrence of both species in regions where they still don t have occurrence records, including places of high interest for conservation.

Demanda energética e eficiência da distribuição de sementes de milho sob variação de velocidade e condição de solo

O trabalho teve o objetivo de avaliar a demanda energética e a eficiência da distribuição de sementes de uma semeadora-adubadora para semeadura direta, submetida à variação de velocidade e condições de solo, na semeadura da cultura do milho. O estudo foi desenvolvido em um Nitossolo Vermelho distrófico, na Fazenda Experimental Lageado, no município de Botucatu - SP. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com oito repetições, combinando-se três velocidades de deslocamento (4,4; 6,1 e 8,1 km h-1) e duas condições de solo (solo manejado sob sistema de plantio direto há cinco anos e solo preparado com escarificador há 18 meses). Avaliaram-se a força de tração, a potência na barra de tração, o consumo de combustível, a capacidade de campo efetiva, a distribuição longitudinal de plantas, o coeficiente de variação, o índice de precisão e o número de plantas por hectare (estande inicial). Os resultados revelaram que, aumentando-se a velocidade de 4,4 para 8,1 km h-1, consegue-se aumentar em 86% a capacidade operacional, com incremento de 96% na demanda de potência na barra de tração e redução de 26% no consumo operacional de combustível. A maior velocidade (8,1 km h-1) proporcionou menor porcentual de espaçamentos normais e aumento no porcentual de espaçamentos múltiplos e falhos, maior coeficiente de variação e pior índice de precisão. A variação da velocidade não interferiu no número de plantas por hectare.

Variação das características físico-químicas e microbiológicas das salmouras empregadas na salga de queijos tipo mussarela durante o período de sua utilização

Foram analisadas 40 amostras de salmouras empregadas na salga por submersão de queijos tipo mussarela, em uma indústria de laticínios do Estado de São Paulo, Brasil, com o objetivo de se conhecer a variação das características físico-químicas e microbiológicas durante o período de sua utilização. Os valores médios do pH, concentração de cloreto de sódio e de proteínas solúveis, desde o preparo da salmoura até o 21° dia de utilização, variaram de 7,21 a 5,76, 27,1 a 24,5 e de zero a 0,126 mg/ml, respectivamente. Por outro lado, os valores médios das contagens de microrganismos mesófilos e do número mais provável de coliformes totais e de origem fecal variaram de 5,8 x 10 UFC/ml a 6,9 x 10(4) UFC/ml, zero a 1,6 x 10(5)/100ml e zero a 1,1 x 10(5)/100ml, respectivamente. Além disso, os valores médios das contagens de bolores e leveduras e de Staphylococcus coagulase positiva, variaram de 0,4 x 10 UFC/ml a 2,0 x 10³ UFC/ml e de zero a 1,3 x 10 UFC/ml, respectivamente. Os resultados encontrados sugerem a existência de condições higiênicas inadequadas durante o preparo e utilização das salmouras, de modo a representar uma importante fonte de contaminação para os queijos. em decorrência deste fato, existe a possibilidade do comprometimento da qualidade dos queijos, de modo a representar risco potencial à população consumidora.

Variação periódica da triiodotironina (T3) plasmática e sua ação na reprodução induzida do matrinxã, Brycon cephalus (Günther, 1869) em cativeiro

O matrinxã, Brycon cephalus, espécie nativa oriunda da Bacia Amazônica, apresenta características adequadas para a piscicultura. Entretanto, trata-se de peixe reofílico, sendo necessário manejo adequado para induzir à reprodução. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o perfil da triiodotironina (T3) plasmática no matrinxã, durante 16 meses (outubro/97 a janeiro/99), relacionando-o com a maturação sexual, além de testar a ação do T3 associado ao extrato pituitário de carpa na reprodução induzida da espécie. O experimento foi conduzido no Centro Nacional de Pesquisa de Peixes Tropicais - CEPTA, Pirassununga, SP, e no Departamento de Morfologia e Fisiologia Animal, da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal - UNESP. Foram amostrados, mensalmente, 8 a 12 peixes, de ambos os sexos, totalizando 173 animais, de onde retirou-se sangue para dosagem do T3 plasmático. As gônadas foram removidas para análise histológica com identificação do sexo e determinação do estádio de maturação. Analisaram-se testículos e ovários de 161 peixes em corte transversal, tendo predominado machos (63,35%) e o estádio sexual imaturo entre ambos. A concentração plasmática de T3 foi maior de dezembro a janeiro, para machos e fêmeas, coincidindo com o período de maior atividade reprodutiva da espécie e maiores temperaturas da água. em janeiro/99, reprodutores de matrinxã foram induzidos com extrato de pituitária de carpa (EPC) associado à administração de T3 (20 mg/kg em 0,1 mL de suspensão oleosa). Os resultados sugeriram que o T3 atuou sinergicamente à gonadotropina do extrato hipofisário e que o tratamento agudo de triiodotironina com o EPC pode estimular o eixo hipotálamo-hipófise-ovário. O tempo de eclosão das larvas provenientes das fêmeas tratadas com o T3 foi menor e o crescimento inicial e a sobrevivência dessas larvas, maiores.