Custo de energia elétrica em cultura do feijoeiro irrigado por pivô central, afetado pelo manejo da irrigação e sistemas de cultivo

O objetivo deste trabalho foi analisar o consumo e o custo de energia elétrica em cultura do feijoeiro irrigado por pivô central, cultivar IAC-Carioca, submetida a dois manejos de irrigação: TENS - tensiometria; TCA - balanço hídrico-climatológico, baseado no tanque "Classe A"; e dois sistemas de cultivo em Latossolo Vermelho: PD - plantio direto; PC - plantio convencional, no ano de 2002. A pesquisa foi desenvolvida na Área Demonstrativa e Experimental de Irrigação - ADEI da FCAV/UNESP, Câmpus de Jaboticabal - SP. O consumo de energia elétrica do sistema de irrigação foi monitorado, e seu custo, analisado para dois grupos tarifários: A e B, sendo os preços do kWh dos sistemas tarifários de energia elétrica obtidos na CPFL (Companhia Paulista de Força e Luz). Os tratamentos em que o manejo da irrigação foi realizado pelo método do tanque "Classe A", ocasionaram os maiores consumos e custos de energia elétrica, em relação aos tratamentos em que o manejo foi realizado por tensiometria; entre os sistemas de plantio, não foram observadas diferenças. A tarifa Horo-Sazonal (verde e/ou azul), com desconto, foi a melhor opção para os quatro tratamentos.

Consorciação de braquiárias com milho outonal em plantio direto sob pivô central

Em regiões de clima tropical, com altas taxas de decomposição do material orgânico, uma alternativa para suprir o aporte anual de palha exigido para proporcionar a sustentabilidade do sistema plantio direto é a consorciação de forrageiras com culturas produtoras de grãos. Com o objetivo de identificar, no sistema de integração agricultura-pecuária, a melhor modalidade de consorciação de três espécies de braquiária (Brachiaria brizantha B. decumbens, e B. ruzizienses) com milho outonal (linha, entrelinha e entrelinha na época de adubação de cobertura do milho), foi conduzido o presente trabalho. Foi utilizado o delineamento em blocos ao acaso, no esquema fatorial (3x3), com quatro repetições. Foram avaliadas: massa seca de palha do milho, massa seca da palha de braquiária, massa seca total de palha, massa de 1.000 grãos e produtividade de grãos. Os resultados demonstraram que, quando o foco principal da consorciação de milho com braquiária for produtividade de grãos e o foco secundário for formação de palha, a utilização da Brachiaria ruzizienses semeada na época de adubação de cobertura do milho proporcionou maiores valores de produtividade de grãos. Todos os tratamentos produziram quantidade de palha suficiente para a manutenção da estabilidade do sistema de semeadura direta.

Custos da irrigação e receita líquida do feijoeiro em um sistema pivô central sob variação do comprimento da tubulação de recalque e desnível topográfico

Neste trabalho, foi simulado o custo da irrigação de um sistema tipo pivô central com diferentes comprimentos da tubulação de recalque e desníveis topográficos na produção do feijoeiro comum, na região de Ilha Solteira -SP, bem como sua receita líquida. Considerou-se uma área irrigada pelo equipamento de 103,58 ha, sendo sua configuração a mais econômica possível para as variáveis consideradas. A participação da irrigação no custo de produção do feijoeiro variou de 14,8 a 21,5% entre as condições extremas, ou seja, do menor desnível topográfico (40 m) e comprimento da tubulação de recalque (2.000 m) ao maior desnível (80 m) e comprimento (3.000 m). Em todas as configurações do sistema de irrigação e com os preços praticados em agosto de 2008 ou com o preço histórico médio, seria viável a cultura do feijoeiro, proporcionando rendas líquidas de até R$ 3.959,64 ha-1 e até R$ 1.203,14 ha-1, respectivamente.

Automação em sistema de irrigação tipo pivô central para economia de energia elétrica

A irrigação é de grande importância para a produção de alimentos, e acredita-se que ela seja responsável por boa parte da produção agrícola mundial, mas é grande consumidora de água doce, principalmente na irrigação por aspersão. O objetivo desta pesquisa é avaliar a redução do custo da energia elétrica para irrigação, por meio de sistema automatizado de controle de velocidade em pivô central instalado em encosta. Para tal, foi dimensionado um pivô central com raio de 56,4 metros com 10 emissores com pressão de serviço de 137,8 kPa, representando uma área irrigada de 1,3 ha, e a lâmina bruta de irrigação adotada foi de 10 mm dia-1. Posteriormente, realizaram-se cálculos para determinar as pressões em cada emissor, para as condições de 0; 10; 20 e 30% de declividade média do terreno. Posteriormente, foi montado um protótipo do pivô central em tamanho reduzido, com 6,3 metros de comprimento, com 10 emissores. Foi utilizado um conjunto motobomba de 2,21 kW (3cv), onde as perdas de cargas em cada emissor eram realizadas por meio de registros inseridos na linha lateral. A automação e o controle de velocidade implementada no protótipo possibilitaram a redução dos gastos em energia elétrica entre 18% e 52%. A automação desenvolvida mostrou-se viável e capaz de responder com agilidade a qualquer mudança de pressão.

Coeficiente de descarga em emissores de pivô central

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de determinar, em condições laboratoriais, o coeficiente de descarga (Cd) dos emissores fixos tipo “spray” (Senninger, Nelson e Fabrimar) utilizados em equipamentos pivô central no Brasil. Foram avaliados 45 bocais Senninger, 42 bocais Nelson e 36 bocais Fabrimar, com três repetições, totalizando 369 bocais ensaiados. As pressões de funcionamento variaram entre 6 e 30 PSI (41,37 a 206,84 kPa), com intervalo de leitura a cada 2 PSI (13,79 kPa), totalizando 13 pressões analisadas por bocal. Foram ajustadas as curvas do coeficiente de descarga em função do diâmetro de bocal, para quatro pressões de operação: 10; 15; 20 e 30 PSI (68,95; 103,42; 137,90 e 206,84 kPa). Utilizou-se de dois manômetros de precisão (analógico e digital) previamente calibrados em um manômetro de peso morto. As vazões foram obtidas utilizando três medidores eletromagnético-indutivos, calibrados em recipiente volumétrico. O diâmetro dos bocais foi mensurado através de uma ampliação em projetor de perfil da marca Starrett, modelo HB 400. Os resultados evidenciaram que o coeficiente de descarga varia em função da pressão e do diâmetro do bocal. Nos ensaios conduzidos, obtiveram-se Cds compreendidos na faixa de 0,88 a 0,98 para a faixa de emissores analisados.

Validation of a 3D model for oxygen combustion in a circulating fluidized bed

In this thesis, a model called CFB3D is validated for oxygen combustion in circulating fluidized bed boiler. The first part of the work consists of literature review in which circulating fluidized bed and oxygen combustion technologies are studied. In addition, the modeling of circulating fluidized bed furnaces is discussed and currently available industrial scale three-dimensional furnace models are presented. The main features of CFB3D model are presented along with the theories and equations related to the model parameters used in this work. The second part of this work consists of the actual research and modeling work including measurements, model setup, and modeling results. The objectives of this thesis is to study how well CFB3D model works with oxygen combustion compared to air combustion in circulating fluidized bed boiler and what model parameters need to be adjusted when changing from air to oxygen combustion. The study is performed by modeling two air combustion cases and two oxygen combustion cases with comparable boiler loads. The cases are measured at Ciuden 30 MWth Flexi-Burn demonstration plant in April 2012. The modeled furnace temperatures match with the measurements as well in oxygen combustion cases as in air combustion cases but the modeled gas concentrations differ from the measurements clearly more in oxygen combustion cases. However, the same model parameters are optimal for both air and oxygen combustion cases. When the boiler load is changed, some combustion and heat transfer related model parameters need to be adjusted. To improve the accuracy of modeling results, better flow dynamics model should be developed in the CFB3D model. Additionally, more measurements are needed from the lower furnace to find the best model parameters for each case. The validation work needs to be continued in order to improve the modeling results and model predictability.

Prediction of 3D structure and ligand-binding properties : ABC transporters and flavodiiron proteins from Synechocystis sp. strain PCC 6803

Cyanobacteria are unicellular, non-nitrogen-fixing prokaryotes, which perform photosynthesis similarly as higher plants. The cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803 is used as a model organism in photosynthesis research. My research described herein aims at understanding the function of the photosynthetic machinery and how it responds to changes in the environment. Detailed knowledge of the regulation of photosynthesis in cyanobacteria can be utilized for biotechnological purposes, for example in the harnessing of solar energy for biofuel production. In photosynthesis, iron participates in electron transfer. Here, we focused on iron transport in Synechocystis sp. strain PCC 6803 and particularly on the environmental regulation of the genes encoding the FutA2BC ferric iron transporter, which belongs to the ABC transporter family. A homology model built for the ATP-binding subunit FutC indicates that it has a functional ATPbinding site as well as conserved interactions with the channel-forming subunit FutB in the transporter complex. Polyamines are important for the cell proliferation, differentiation and apoptosis in prokaryotic and eukaryotic cells. In plants, polyamines have special roles in stress response and in plant survival. The polyamine metabolism in cyanobacteria in response to environmental stress is of interest in research on stress tolerance of higher plants. In this thesis, the potd gene encoding an polyamine transporter subunit from Synechocystis sp. strain PCC 6803 was characterized for the first time. A homology model built for PotD protein indicated that it has capability of binding polyamines, with the preference for spermidine. Furthermore, in order to investigate the structural features of the substrate specificity, polyamines were docked into the binding site. Spermidine was positioned very similarly in Synechocystis PotD as in the template structure and had most favorable interactions of the docked polyamines. Based on the homology model, experimental work was conducted, which confirmed the binding preference. Flavodiiron proteins (Flv) are enzymes, which protect the cell against toxicity of oxygen and/or nitric oxide by reduction. In this thesis, we present a novel type of photoprotection mechanism in cyanobacteria by the heterodimer of Flv2/Flv4. The constructed homology model of Flv2/Flv4 suggests a functional heterodimer capable of rapid electron transfer. The unknown protein sll0218, encoded by the flv2-flv4 operon, is assumed to facilitate the interaction of the Flv2/Flv4 heterodimer and energy transfer between the phycobilisome and PSII. Flv2/Flv4 provides an alternative electron transfer pathway and functions as an electron sink in PSII electron transfer.

Be-Fe coupled method for the analysis of 3D elastodynamic problems in the time domain

By coupling the Boundary Element Method (BEM) and the Finite Element Method (FEM) an algorithm that combines the advantages of both numerical processes is developed. The main aim of the work concerns the time domain analysis of general three-dimensional wave propagation problems in elastic media. In addition, mathematical and numerical aspects of the related BE-, FE- and BE/FE-formulations are discussed. The coupling algorithm allows investigations of elastodynamic problems with a BE- and a FE-subdomain. In order to observe the performance of the coupling algorithm two problems are solved and their results compared to other numerical solutions.

Application of a non isotropic turbulence model to stable atmospheric flows and dispersion over 3D topography

A non isotropic turbulence model is extended and applied to three dimensional stably stratified flows and dispersion calculations. The model is derived from the algebraic stress model (including wall proximity effects), but it retains the simplicity of the "eddy viscosity" concept of first order models. The "modified k-epsilon" is implemented in a three dimensional numerical code. Once the flow is resolved, the predicted velocity and turbulence fields are interpolated into a second grid and used to solve the concentration equation. To evaluate the model, various steady state numerical solutions are compared with small scale dispersion experiments which were conducted at the wind tunnel of Mitsubishi Heavy Industries, in Japan. Stably stratified flows and plume dispersion over three distinct idealized complex topographies (flat and hilly terrain) are studied. Vertical profiles of velocity and pollutant concentration are shown and discussed. Also, comparisons are made against the results obtained with the standard k-epsilon model.

The Shadow Moiré method using the phase shifting technique and digital image processing: computational implementation and application to the 3D-reconstruction of a buckled plate

The Shadow Moiré fringe patterns are level lines of equal depth generated by interference between a master grid and its shadow projected on the surface. In simplistic approach, the minimum error is about the order of the master grid pitch, that is, always larger than 0,1 mm, resulting in an experimental technique of low precision. The use of a phase shift increases the accuracy of the Shadow Moiré technique. The current work uses the phase shifting method to determine the surfaces three-dimensional shape using isothamic fringe patterns and digital image processing. The current study presents the method and applies it to images obtained by simulation for error evaluation, as well as to a buckled plate, obtaining excellent results. The method hands itself particularly useful to decrease the errors in the interpretation of the Moiré fringes that can adversely affect the calculations of displacements in pieces containing many concave and convex regions in relatively small areas.

Performance evaluation of 3D computer vision techniques

This work presents the implementation and comparison of three different techniques of three-dimensional computer vision as follows: • Stereo vision - correlation between two 2D images • Sensorial fusion - use of different sensors: camera 2D + ultrasound sensor (1D); • Structured light The computer vision techniques herein presented took into consideration the following characteristics: • Computational effort ( elapsed time for obtain the 3D information); • Influence of environmental conditions (noise due to a non uniform lighting, overlighting and shades); • The cost of the infrastructure for each technique; • Analysis of uncertainties, precision and accuracy. The option of using the Matlab software, version 5.1, for algorithm implementation of the three techniques was due to the simplicity of their commands, programming and debugging. Besides, this software is well known and used by the academic community, allowing the results of this work to be obtained and verified. Examples of three-dimensional vision applied to robotic assembling tasks ("pick-and-place") are presented.

Levantamento do banco de sementes em dois sistemas de manejo de solo irrigados por pivô central

Os objetivos desta pesquisa foram fazer o levantamento da população vegetativa e determinar o número de sementes viáveis e sua distribuição no perfil do solo em área sob dois sistemas de manejo de solo. Para isso, foram realizados no Departamento de Produção Vegetal da ESALQ/USP dois ensaios condicionados a dois tipos de preparo de solo: convencional e pousio. Para análise estatística foram retiradas 28 amostras de cada tipo de solo (convencional e pousio), sendo as médias comparadas pelo teste t a 5% de probabilidade. A identificação da população vegetativa e a quantidade de sementes viáveis e sua distribuição no perfil do solo foram determinadas pela retirada de 20 amostras simples de solo nas profundidades de 0,0-2,5; 2,5-5,0; 5,0-10,0; 10,0-15,0; e 15,0-20,0 cm, sendo acondicionadas em bandejas de alumínio e avaliadas em quatro épocas: aos 15, 30, 60 e 90 dias em casa de vegetação. Na área de pousio ocorreu menor número de espécies e sementes viáveis no solo. As famílias dominantes foram Compositae e Amaranthacea e as sementes concentraram-se nas camadas superficiais do solo (0-2,5 cm). Na área convencional, as famílias dominantes foram Compositae e Cruciferaceae e as sementes viáveis encontraram-se dispersas no perfil do solo.