Modelos de estimativa de radiação solar para elaboração de mapas solarimétricos

O objetivo fundamental desta dissertação foi desenvolver modelos de estimativa da radiação solar no intuito de complementar a base de dados visando o traçado de mapas de radiação solar para o Rio Grande do Sul. Inicialmente foi realizada uma pesquisa na literatura sobre as metodologias desenvolvidas para a estimativa da radiação solar para locais onde inexistem dados medidos desta variável. Foi feito um levantamento das técnicas estatísticas utilizadas na previsão de valores de variáveis. As metodologias pesquisadas foram aplicadas ao banco de dados SAMSON (Solar and Meteorological Surface Observational Network). Entre as variáveis deste banco de dados estão a radiação solar, a umidade relativa, a temperatura, a latitude, a altitude e a nebulosidade. A metodologia dos modelos de estimativa aplicada neste trabalho baseia-se no Método dos Mínimos Quadrados. Foram realizadas correlações mensais e anuais entre as variáveis acima citadas e seus resultados validados através de validação cruzada. Resultou apropriada, na disponibilidade de dados climatológicos, a aplicação de modelos com parâmetros mensais de regressão linear múltipla envolvendo as variáveis explicativas: insolação, temperatura média e umidade relativa. Este modelo, entre outros, foi aplicado aos dados do Rio Grande do Sul. A metodologia acima descrita aplicada aos dados medidos no Rio Grande do Sul, resultou eficaz. Foram pesquisadas técnicas de interpolação para traçado de mapas e estabelecidas regras para o traçado dos mesmos. Foram utilizados dados periféricos para a Argentina, Uruguai e Santa Catarina. Foram feitos mapas mensais de médias mensais de radiação solar global horizontal diária bem como um mapa da média anual de radiação solar global horizontal diária. Observou-se que o modelo de Ångström–Prescott apresenta bons resultados quando se dispõe apenas da insolação Os mapas serão úteis para a pesquisa e implementação de sistemas empregando Energia Solar no Estado do Rio Grande do Sul. Finalmente, a principal conclusão é a de que modelos de correlações obtidos com dados de cada mês e produzindo parâmetros mensais são mais adequados do que um único modelo de correlação com parâmetros de validade anual utilizado nas estimativas mensais.

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.

Impacto dos fatores climáticos nas vendas do varejo no Brasil. Uma abordagem com dados de painel com efeito fixo.

Os impactos das variações climáticas tem sido um tema amplamente pesquisado na macroeconomia mundial e também em setores como agricultura, energia e seguros. Já para o setor de varejo, uma busca nos principais periódicos brasileiros não retornou nenhum estudo específico. Em economias mais desenvolvidas produtos de seguros atrelados ao clima são amplamente negociados e através deste trabalho visamos também avaliar a possibilidade de desenvolvimento deste mercado no Brasil. O presente trabalho buscou avaliar os impactos das variações climáticas nas vendas do varejo durante período de aproximadamente 18 meses (564 dias) para 253 cidades brasileiras. As informações de variações climáticas (precipitação, temperatura, velocidade do vento, umidade relativa, insolação e pressão atmosférica) foram obtidas através do INMET (Instituto Nacional de Meteorologia) e cruzadas com as informações transacionais de até 206 mil clientes ativos de uma amostra não balanceada, oriundos de uma instituição financeira do ramo de cartões de crédito. Ambas as bases possuem periodicidade diária. A metodologia utilizada para o modelo econométrico foram os dados de painel com efeito fixo para avaliação de dados longitudinais através dos softwares de estatística / econometria EViews (software proprietário da IHS) e R (software livre). A hipótese nula testada foi de que o clima influencia nas decisões de compra dos clientes no curto prazo, hipótese esta provada pelas análises realizadas. Assumindo que o comportamento do consumidor do varejo não muda devido à seleção do meio de pagamento, ao chover as vendas do varejo em moeda local são impactadas negativamente. A explicação está na redução da quantidade total de transações e não o valor médio das transações. Ao excluir da base as cidades de São Paulo e Rio de Janeiro não houve alteração na significância e relevância dos resultados. Por outro lado, a chuva possui efeito de substituição entre as vendas online e offline. Quando analisado setores econômicos para observar se há comportamento diferenciado entre consumo e compras não observou-se alteração nos resultados. Ao incluirmos variáveis demográficas, concluímos que as mulheres e pessoas com maior faixa de idade apresentam maior histórico de compras. Ao avaliar o impacto da chuva em um determinado dia e seu impacto nos próximos 6 à 29 dias observamos que é significante para a quantidade de transações porém o impacto no volume de vendas não foi significante.

Análises de elementos arquitetônicos de proteção solar em edificações institucionais na cidade de Natal/RN Diretrizes projetuais

The present work concerns the use of shade elements as architectural elements to block sunlight in public buildings. In a city like Natal, (5o South) the incidence of sunrays in any type of design should be a constant concern for all the architects. Besides, this habit of avoiding insolation in the environment is not a common practice. Within this context, the present work has the objective to dig deep into the knowledge of solar control, studying some cases and verifying its function according to the orientation and the original design of the building, having in mind if the shade elements usually used in the region have achieved their purpose of providing protection against the incidence of direct sun rays. This study considers the position of the shade element (horizontal and vertical), the angle formed between them and the respective facades, and the local of the buildings in relation to their orientation during the summer, winter and equinox solstice. As supporting instruments the solar map of the city and the protractor, for measuring shade angles, were used. It was concluded that in all the cases studied, it was not possible to obtain the maximum use of the elements. It was verified that the best type of shade element (more efficient) for the city of Natal is the mixed type (horizontal and vertical) and that the vertical shade elements are more efficient in the early mornings and late afternoon. The horizontal shade elements are used more effective at midday. We intend to present the results of this study to the architects in the region in order to show them the correct ways of using the shade elements according to the possible orientation on the facade, as a supporting tool at the time of designing a project as well as a subsidy for further discussions on the elaboration of the new urban standards for the city of Natal/RN

Padronização e flexibilidade: proposta de um edifício tipo para uma escola técnica profissionalizante

Nowadays the acquisition of sustainable elements and concepts in construction has been increasingly discussed, improved and incorporated to buildings, since the sector directly interferes in the urban space and environment, representing environmental impact. In order to make a sustainable building (Green Building) it is vital to incorporate less damaging constructive practice, starting from the project until the operation of the enterprise, that means to consider an integrated process of conception, implementation, construction and operation. The more effective sustainable principles participation in architecture happens at the projecting step through minimal environment impact solutions. Among the issues varieties that goes with sustainability proposal of the buildings project, there were added to this work the elements that are directly attached to bioclimatic architecture, more specifically the climate variation, ventilation, lighting and sunlight, that directly affect the project conception. It is important to put in evidence that architecture role goes far beyond the simple activity of building spaces; it is the sequence of political, economic, social and cultural elements, having the users as the main apparatus to its materialization. Thereby this professional dissertation consists of an architecture draft for a professional and technological school in the Rio Grande do Norte State, this dissertation is based on the analysis of previous experience and the bioclimatic principles that implicate in building on hot and dry, hot and humid climates, and the use of strategic solutions that aim the optimization of natural light and ventilation

Influência da profundidade e dos parâmetros ambientais sobre o desenvolvimento de Gracilaria birdiae (Rhodophyta, Gracilariales) em viveiro de camarão

This study evaluates the influence of depth and environmental parameters on the development of Gracilaria birdiae Plastino & Oliveira (Gracilariaceae Rhodophyta) in an organic shrimp pound (Litopenaeus vannamei) under euthrophical conditions. PVC structures (module) witch four ropes laden with 150 g of macroalgae each, were kept during 35 days at three different depths (surface, 10 and 20 cm depth). Wet biomass weighing and environmental parameters (temperature, salinity, turbidity, pH, transparence, precipitation, evaporation, insolation, accumulated solar radiation, nitrite, nitrate, ammonium and orthophosphate) were measured weekly. At all three proposed depths, the macroalgae displayed a higher biomass at the end of experiment than at the initial inoculations. The module kept at a 10 cm depth presented the greatest average biomass (186,3), followed by that kept at 20 cm (180,4 g) and the surface module (169,9 g). Biomass variations showed algae to suffer the direct effects of depths. Biomass loss was associated with the factors that influence light penetration, such as sediment deposits above the thallus, rate of evaporation and precipitation. The smallest loses occurred in the algae kept on surface (0,16%), followed by the algae kept at 20 cm (0,20%) and 10 cm (0,22%). The specific growth rate (SGR) of G. birdiae showed no significant difference between the three depths nor the sample periods. Nevertheless, the modules kept at 10 and 20 cm depths presented similar growth evolution, both growing 0,38%·per day-1, while the module kept on surface had an average SGR of 0,36%·day-1. The models related to growth rate demonstrated temperature, salinity, pH, orthophosphate, ammonium, precipitation and turbidity as the principal environmental parameters influencing the development of G. birdiae

Validation of the Deardorff model for estimating energy balance components for a sugarcane crop

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

Correlações entre os caracteres físico-químicos de frutos da aceroleira com variáveis meteorológicas

Com objetivo de estimar as associações entre os caracteres físico-químicos do fruto com variáveis meteorológicas, conduziu-se um experimento no pomar da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal, no período de dezembro/97 a janeiro/99, avaliando-se em cada colheita espontânea de 5 genótipos, valores médios de altura e diâmetro de vinte frutos, teor de vitamina C, ºBRIX, pH, rendimento médio de polpa em três amostras de vinte frutos, massa média de frutos e tempo de colheita em dias. Os dados meteorológicos diários utilizados foram obtidos na Estação Agroclimatológica do Departamento de Ciências Exatas da FCAV/ UNESP. Baseando-se nas maiores correlações entre as médias das temperaturas máxima (TMAX), mínima (TMIN) e média (TME) no período de colheita (1), no período de colheita incluindo-se os três dias antecedentes (2) e no período de colheita incluindo-se os dez dias antecedentes (3), associadas com os caracteres físico-químicos de frutos, elegeu-se TMIN2, como a mais influente entre as estudadas e estimou-se o somatório da precipitação (PR) e horas-luz diárias (HL) do mesmo período. Com as estimativas de precipitação e insolação em horas-luz diárias e TMIN2, obtiveram-se as correlações entre os caracteres físico-químicos de frutos de aceroleiras na média geral e dentro da média de cada genótipo analisado. Concluiu-se que as variáveis meteorológicas TMIN2, PR e HL apresentaram respostas diferenciadas dentro de cada genótipo, influenciando as expressões dos caracteres físico-químicos de seus frutos e que as correlações entre HL e tempo de colheita em dias, entre e dentro de todos os genótipos estudados, foram direta e altamente significativas, de modo que a variável HL condicionou a periodicidade e extensão das colheitas (safras).

Ocorrência de formas aladas de pulgões e sua relação com fatores meteorológicos e plantas hospedeiras

O objetivo deste trabalho foi determinar o padrão de revoadas e a influência de fatores meteorológicos e de Brassicaceae sobre populações de formas aladas dos pulgões Brevicoryne brassicae, Lipaphis erysimi e Myzus persicae. Os pulgões foram amostrados em armadilhas tipo bandeja amarela com água, entre julho de 1997 e agosto de 2005. A correlação parcial de Pearson foi utilizada para verificar a influência da temperatura do ar, umidade relativa, chuva e insolação na abundância de alados das três espécies. A influência de brassicáceas foi avaliada pelo cálculo do número de graus-dia acumulados acima da temperatura base inferior dessas plantas. Lipaphis erysimi foi mais numerosa que M. persicae e B. brassicae. Os alados de B. brassicae apresentaram revoadas que predominaram de agosto a outubro, com o pico de abundância em setembro. Os períodos de revoada de L. erysimi e M. persicae foram mais longos que o de B. brassicae, com os maiores picos de L. erysimi e M. persicae observados de abril a novembro e de junho a outubro, respectivamente. A população de B. brassicae teve correlação significativa com as temperaturas máxima e mínima, insolação e umidade relativa do ar, enquanto L. erysimi e M. persicae foram afetadas apenas pela insolação e umidade relativa.

Estimativa da radiação solar global diária em função do potencial de energia solar na superfície do solo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Taxa de absorção atmosférica sobre as cidades de Botucatu-SP e Rio de Janeiro-RJ

O segundo satélite da Missão Espacial Completa Brasileira (SCD2/MECB) foi colocado em órbita em 23 de Outubro de 1998 e carrega a bordo um experimento de células solares. Célula solar de silício é um dispositivo semicondutor, que pode medir a intensidade da radiação visível e parte da radiação infravermelha (400-1100 nm). O experimento permite medir simultaneamente a insolação direta e parte da radiação solar que é refletida pela Terra para o espaço. Os dados do experimento célula solar são transmitidos em tempo real pela telemetria do satélite e recebidos pela estação terrestre em Cuiabá, MT-Brasil (16°S; 56°W). Este fato limita a cobertura espacial para um círculo sobre a América do Sul. O albedo planetário é obtido dentro desta cobertura e seus valores podem ser agrupados em períodos temporais (anual, sazonal ou mensal), ou podem ser estudados para várias localizações (latitude e longitude) durante a vida do satélite. O coeficiente de transmissão atmosférica ou índice de claridade (Kt), medido em estações meteorológicas na superfície da Terra, junto com o valor medido simultaneamente do albedo planetário, permite calcular o coeficiente de absorção atmosférica (Ka). O método desenvolvido neste trabalho para avaliar Ka considera que o albedo planetário é composto por duas partes: uma refletividade local e uma refletividade não local. Considerando este novo conceito, é definida uma taxa de absorção atmosférica (denominada Ra) que é a razão entre Ka e a potência de irradiância solar líquida, que não atravessou a atmosfera (100%-Kt). A taxa de absorção atmosférica assim definida é independente da cobertura de nuvens. O histograma de freqüência de Ra mostra os valores de 0,86±0,07 e 0,88±0,09 sobre as cidades de Botucatu-SP e do Rio de Janeiro-RJ, durante os anos de 1999 até 2006, respectivamente.

Predicting the occurrence of alate aphids in Brassicaceae

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Quality of mechanized coffee harvesting in circular planting system

A colheita mecanizada de café se destaca como um dos principais avanços tecnológicos em benefício dos produtores, porém, problemas com planejamento no plantio e desenvolvimento da cultura, bem como falhas na regulagem da colhedora, podem acarretar em redução na eficiência da operação, tornando-a mais estressante para a cultura que a colheita manual. Diante disso, o presente trabalho foi realizado no município de Patos de Minas, MG, com o objetivo de avaliar os danos na parte vegetativa e a qualidade da colheita mecanizada do café cultivado em plantio circular sob pivô central, com duas frequências de vibração das hastes, sob o controle estatístico do processo. Observou-se que a bienalidade negativa sobre a cultura reduziram a carga inicial de café, eliminando o efeito das condições de insolação. Os índices de qualidade da colheita apresentaram distribuição assimétrica, com grande variabilidade nas amostras, sendo apenas a eficiência de derriça influenciada pelos eixos avaliados, e se mostrando estável pelo controle estatístico. Os danos causados às plantas pela colheita apresentaram valores desejáveis, não variando em função dos fatores analisados, mas sendo considerado sob controle estatístico.

Radiciações e frações solares UV, PAR, IV em estufa de polietileno: evolução anual média mensal diária e equações de estimativa

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Potencial solar das radiações global, difusa e direta em Botucatu

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA