Coletores de distribuição e sua otimização hidráulica, aplicados a uma instalação de produção de água arrefecida em sistemas de AVAC ( Fórum Picoas)

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Proposta para identificação rápida dos períodos hidrológicos em áreas de várzea do rio Solimões-Amazonas nas proximidades de Manaus

A variação periódica do nível das águas é o principal fator que determina a comunidade de organismos aquáticos presente em rios com planícies alagadas. Muitos estudos na Amazônia são desenvolvidos nas várzeas próximas à cidade de Manaus, mas, comparações entre essas informações são dificultadas pela ausência de padronização na denominação das diferentes etapas do ciclo de cheia-seca. Este trabalho teve como objetivo a identificação e a padronização da nomenclatura das diferentes fases do ciclo hidrológico para possibilitar análises que envolvam resultados de mais de um ano e de mais de um local. Os dados do nível da água do rio Negro, coletados no porto de Manaus foram utilizados para o desenvolvimento da metodologia. São propostos valores da cota do rio Negro para limitar os quatro períodos hidrológicos (enchente, cheia, vazante e seca) e definir a intensidade da cheia e da seca. O número de dias de cada um dos períodos hidrológicos foi obtido e foi estimada a duração para períodos considerados típicos, longos e curtos. Considerando que modificações abióticas e bióticas do meio estão relacionadas com as mudanças no nível da água, a identificação e a padronização da nomenclatura dos períodos hidrológicos mostraram-se extremamente úteis para uma primeira análise de informações biológicas dos organismos da várzea.

Estimativa do Índice de Área Foliar (IAF) e Biomassa em pastagem no estado de Rondônia, Brasil

Medidas mensais da altura da pastagem, biomassa total, variações de biomassa viva e morta, a área específica foliar (SLA) e o Índice de Área de Folha (IAF) de fevereiro de 1999 a janeiro de 2005 na Fazenda Nossa Senhora (FNS) e em Rolim de Moura (RDM) entre Fevereiro a Março de 1999, Rondônia, Brasil. A pastagem predominante é Urochloa brizantha (Hochst. ex A. Rich) R. D. Webster (99% na FNS e 76% em RDM), com pequenas manchas de Urochloa humidicula (Rendle). A altura média anual da grama foi de ~0,16 m. Com o pastejo, o mínimo mensal foi de 0,09 m (estação seca) e máximo de 0,3 m sem pastejo (estação úmida). O IAF, biomassa total, material morto, vivo e SLA tiveram valores médios de 2,5 m² m-2 , 2202 kg ha-1, 2916 kg ha-1 e 19 m² kg-1 respectivamente. A média mensal da biomassa foi 4224 kg ha-1 em 2002 e 6667 kg ha-1 em 2003. Grande variação sazonal do material vivo e morto, sendo mais alto o vivo durante a estação úmida (3229 contra 2529 kg ha-1), sendo o morto maior durante a seca (2542 contra 1894 kg ha-1). O nível de água no solo variou de -3,1 a -6,5 m durante as estações. Em médias anuais os IAF foram de 1,4 em 2000 a 2,8 em 2003 e o SLA entre 16,3 m² kg-1 em 1999 e 20,4 m² kg-1 em 2001. As observações do Albedo variaram de 0,18 para 0,16 em relação aos altos valores de IAF.

Estabilidade temporal do conteúdo de água em três condições de uso do solo, em uma bacia hidrográfica da região da Serra da Mantiqueira, MG

A descrição de processos hidrológicos é relativamente complexa, principalmente da variação do conteúdo de água no solo, devido à influência de fatores edáficos, topográficos, climáticos e de vegetação. Em condições de campo, a estimativa do conteúdo de água no solo requer um plano de amostragem adequado, considerando as variações no tempo e no espaço. Visando representar adequadamente o conteúdo de água no solo com reduzido esforço amostral e custo, o conceito de estabilidade temporal tem sido muitas vezes empregado. Este estudo foi realizado com o objetivo de analisar a estabilidade temporal do conteúdo de água na camada superficial do solo (0-0,20 m de profundidade), sob diferentes usos do solo, em uma bacia hidrográfica experimental da região da Serra da Mantiqueira, Minas Gerais, nos períodos de estiagem e chuvoso, estimando os pontos mais representativos para essa determinação. Houve maior estabilidade temporal do conteúdo de água no solo na área de vegetação de várzea, menor na área ocupada por Mata Atlântica e intermediária na área de pastagem. Ocorreram, também, variações significativas da diferença relativa média entre os períodos de medição, concluindo-se que as características de cada área devem ser consideradas particularmente para escolha dos pontos. Na área de pastagem, foi possível identificar apenas um ponto para monitoramento tanto para o período chuvoso como para o de estiagem. Por outro lado, nas áreas de Mata Atlântica e vegetação de várzea foram identificados dois pontos, sendo um especificamente para o período chuvoso e outro para o período de estiagem, sendo recomendada uma análise individual específica para cada estação.

Trocas gasosas e condutância estomática em duas espécies de trigo em diferentes teores de água no solo

Neste trabalho teve-se como objetivo comparar o efeito da variação do teor de água no solo sobre as trocas gasosas e relações hídricas em duas espécies de trigo (Triticum aestivum L., trigo normal, e Triticum durum L., trigo duro). As plantas foram deixadas crescer em casa de vegetação em vasos de 0,13 m de diâmetro por 0,3 m de altura, e as medidas de assimilação de CO2, o potencial de água na folha, a condutância estomática e a transpiração foram feitas sob condições controladas (DFFFA = 800 mimol m-2 s-1, T = 28ºC). Os potenciais de água na folha variaram entre -0,3 e -2,4 e -0,3 e -2,8 MPa, respectivamente, em trigo normal e trigo duro. A assimilação de CO2, tendo em vista a variação do potencial de água na folha, apresentou diferenças tanto em relação ao padrão de resposta quanto à tolerância à deficiência hídrica. Em trigo normal, a assimilação de CO2 foi nula em potencial da água da folha, ao redor de -2,4 MPa, enquanto no trigo duro a assimilação de CO2 foi ao redor de 4 mimol m-2 s-1 em potencial de -2,8 MPa. Discute-se o possível efeito direto do dessecamento do solo sobre a abertura estomática.

Taxa transpiratória de mudas de eucalipto em resposta a níveis de água no solo e à convivência com braquiária

Objetivou-se avaliar a interferência de Brachiaria brizantha Stapf sobre a taxa transpiratória de mudas de Eucalyptus citriodora Hook e Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden, cultivadas em solos com diferentes níveis de água, em condições de casa de vegetação. O delineamento utilizado foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições, em arranjo fatorial (2x3x4): duas espécies (E. citriodora e E. grandis), três níveis de água (20%, 23% e 26%) e quatro populações de B. brizantha (0, 1, 2 e 3 plantas/vaso). O nível de água nos vasos foi mantido constante, até a última avaliação do experimento, 70 dias após o transplante das mudas. A mensuração da taxa transpiratória foi realizada com um analisador de gás infravermelho. Brachiaria brizantha, independentemente do nível de água no solo, demonstrou ser competitiva no crescimento inicial de E. citriodora ou E. grandis, pela redução da taxa transpiratória. As folhas do terço superior das mudas de E. citriodora ou de E. grandis apresentaram maior taxa transpiratória que as folhas dos terços mediano e inferior, independentemente da população de B. brizantha e do nível de água no solo.

Desempenho do enwatbal para avaliar a umidade do solo e o uso da água em um sistema agroflorestal

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do modelo de simulação ENWATBAL para a estimativa da variação da quantidade de água do solo, em um sistema agroflorestal. Para permitir a validação do modelo, comparou-se a quantidade de água no solo medida com a estimada. O erro-padrão da estimativa indicou variações de 0,02 a 0,1 m³.m-3 na umidade volumétrica e 8,66 a 22 mm no armazenamento de água no solo. Os menores erros-padrão foram encontrados nas profundidades entre 0,3 - 0,6 m, seguidas pelas profundidades de 0,6 - 0,9 e 0,0 - 0,3 m. O índice de concordância variou de 0,51 a 0,93, sendo os maiores valores encontrados na profundidade de 0,3-0,6 m e os menores nas profundidades de 0 - 0,3 e 0,3 - 0,6 m. A eficiência do uso da água na Teca (Tectona grandis L. F.) variou de 1,70 g kg-1 a 2,43 g kg-1; na mandioca (Manihot esculenta Crantz), variou de 0,13 a 1,29 g kg-1; e no milho (Zea mays L.), de 0,53 a 0,71 g kg-1. Nos consórcios entre os cultivos anuais e as árvores, verificou-se que a Teca consumiu maior quantidade de água que a mandioca e o milho. Verificou-se, também, que a mandioca apresentou menor competição por água quando comparada com o milho, nos respectivos ciclos.

Solos, manejo e aspectos hidrológicos na bacia hidrográfica do Araújos, Viçosa - MG

Ao comparar dados passados com os atuais a respeito da vazão no ribeirão São Bartolomeu, Viçosa-MG, percebe-se uma desregularização nas últimas décadas. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência das características físicas dos solos (Latossolo Vermelho-Amarelo - LVA e Argissolo Vermelho - PV) sob pastagem e a implantação de práticas de manejo e conservação de solo e água no comportamento hidrológico em uma microbacia do ribeirão São Bartolomeu. Na microbacia foi realizado o monitoramento da precipitação, vazão do curso d'água e nível de água dos lençóis freáticos antes e após a implantação de técnicas de manejo e conservação. O teor de argila dos solos foi maior no LVA em comparação ao PV, não indicando correlação com os resultados de densidade e porosidade do solo, mas influenciando na retenção de água no solo e na condutividade hidráulica, onde, no LVA a retenção de água foi maior do que no PV. A variação do lençol freático foi mais sensível na área do PV, resultado associado às características físicas deste solo e às técnicas de manejo implantadas. Como resultado a vazão mínima de 2004 foi de 188 L min-1, que em comparação com a vazão mínima de 2002 de 80 L min-1, indica um acréscimo de 108 L min-1 (135%) o que confirma uma tendência da ação positivas das técnicas de conservação no abastecimento do lençol freático associado a importância de se conhecer as características do solo, o uso a que está sendo submetido e sua relação com o ciclo hidrológico.

Temperatura da água em bebedouros utilizados em instalações para aves de postura

A temperatura da água exerce influência sobre o seu consumo pelas aves e sobre a produtividade das mesmas. Entretanto, existe carência de informações comparando a temperatura da água entre os bebedouros mais comumente empregados em aviários de postura no Brasil. Neste trabalho, avaliou-se a variação da temperatura da água para dois tipos de bebedouro: "nipple" e calha. O experimento foi conduzido em uma instalação comercial de postura, localizada na região Oeste do Paraná. Para a determinação da temperatura da água, das 8 às 18 h, foram instalados termômetros de mercúrio com o bulbo inserido no interior da água em bebedouros tipo "nipple" e calha, em dois galpões idênticos. Foi estimado o ITGU do ambiente a partir de dados obtidos de termômetros de globo negro instalados em local próximo ao da coleta de temperatura da água, na região central dos galpões. Os maiores valores de temperatura da água foram observados no sistema "nipple", que atingiu 31 ºC às 16 h, em média, enquanto no sistema calha atingiu 26,4 ºC. Observou-se a existência de relação entre a temperatura da água e os valores de ITGU, sendo o maior coeficiente de correlação encontrado para o sistema "nipple", de R² = 0,9040, enquanto para o sistema de calha foi de R² = 0,8424. Desconsiderando o aspecto sanitário, para as condições em que o trabalho foi desenvolvido, pode-se concluir que o melhor sistema, em termos de temperatura da água de bebida, foi o tipo calha.

Desempenho de um regulador automático de vazão para canais de irrigação

As estruturas de controle comumente utilizadas nas tomadas de água dos canais de irrigação não permitem a distribuição da quantidade correta de água, favorecendo o desperdício e, consequentemente, reduzindo a eficiência no uso da água. O objetivo deste trabalho foi determinar o desempenho de um regulador automático de vazão no controle da vazão derivada. Para tanto, um exemplar do equipamento, construído em fibra de vidro, foi instalado na lateral de um canal de concreto do Laboratório de Hidráulica da Universidade Federal de Viçosa, em Viçosa-MG. O equipamento foi avaliado em toda a sua faixa de operação, sendo que, em cada regulagem prefixada, determinou-se a vazão derivada com o nível da água a montante variando de 0,30 a 0,45 m. A variação média na vazão do regulador, considerando toda a sua faixa de operação, foi de ± 2,3% em relação às vazões médias fornecidas pelo equipamento em cada regulagem. A amplitude de variação na vazão fornecida foi pequena em relação aos equipamentos usualmente empregados no controle de vazão, em canais de irrigação, demonstrando que o regulador automático de vazão é um equipamento apropriado para a distribuição de água em redes de canais.

Classificação de imagens de ambientes coralinos: uma abordagem empregando uma combinação de classificadores e máquina de vetor de suporte

The use of the maps obtained from remote sensing orbital images submitted to digital processing became fundamental to optimize conservation and monitoring actions of the coral reefs. However, the accuracy reached in the mapping of submerged areas is limited by variation of the water column that degrades the signal received by the orbital sensor and introduces errors in the final result of the classification. The limited capacity of the traditional methods based on conventional statistical techniques to solve the problems related to the inter-classes took the search of alternative strategies in the area of the Computational Intelligence. In this work an ensemble classifiers was built based on the combination of Support Vector Machines and Minimum Distance Classifier with the objective of classifying remotely sensed images of coral reefs ecosystem. The system is composed by three stages, through which the progressive refinement of the classification process happens. The patterns that received an ambiguous classification in a certain stage of the process were revalued in the subsequent stage. The prediction non ambiguous for all the data happened through the reduction or elimination of the false positive. The images were classified into five bottom-types: deep water; under-water corals; inter-tidal corals; algal and sandy bottom. The highest overall accuracy (89%) was obtained from SVM with polynomial kernel. The accuracy of the classified image was compared through the use of error matrix to the results obtained by the application of other classification methods based on a single classifier (neural network and the k-means algorithm). In the final, the comparison of results achieved demonstrated the potential of the ensemble classifiers as a tool of classification of images from submerged areas subject to the noise caused by atmospheric effects and the water column

A influência da poluição difusa e do regime hidrológico peculiar do semiárido na qualidade da água de um reservatório tropical

In semiarid region of northeast Brazil, the majority of reservoirs used for public supply has suffered degradation of water quality affected by diffuse pollution from agricultural and livestock areas of the watershed and by hydrologic regime peculiar to the region, characterized by a rainy season with higher volumes stored in reservoirs and a dry season with a reduction in water level due to high evaporation and increase of eutrophication. The Dourado reservoir, located in Currais Novos city, semiarid region of Rio Grande do Norte state, is one example of a water supply reservoir that can have degradation of water quality and impracticability of their use, due to the high external input of nutrients from non-point sources of watershed during the rainy season and increasing of eutrophication due to decrease the stored volume during the dry period. This study aimed to investigate and quantify diffuse pollution and the hydrologic regime of semiarid region in order to establish standards regarding the water quality of Dourado reservoir. The study period was between the months of May 2011 to March 2012. The diffuse pollution was quantified in terms of watershed from the mass balance of phosphorus in the reservoir, as in relation to areas under different types of land use within the riparian zone of the reservoir from the assessment of soil chemical properties and losses of phosphorus in each area. The influence of hydrological regime on water quality of the reservoir was evaluated from the monthly monitoring of the morphometric, meteorological and limnological features throughout the study period. The results showed that the reservoir has received a high load of phosphorus coming from the drainage basin and presents itself as a system able to retain some of that load tributary, giving an upward trend of the eutrophication process. Diffuse pollution by nutrients from areas under different types of land use within the riparian zone of the reservoir was higher in areas under the influence of livestock, being this area considered a potential diffuse source of nutrients to the reservoir. Regarding the water regime during the rainy season the reservoir was characterized by high concentrations of nutrients and small algal biomass, while in the dry season the reduction of volume and increase of the water retention time of the reservoir, contributing to the excessive growth algal biomass, favoring an increase in eutrophication and deterioration of water quality. In synthesis the water quality of Dourado reservoir is directed by diffuse pollution coming from the drainage basin and the hydrological regime of the peculiar semiarid region, where the rainy season is characterized by high input of allochthonous compounds from the tributaries and erosion of the soil in the reservoir riparian zone, and the dry season characterized by reducing the storage volume due to high evaporation, high residence time of water and consequent degradation of water quality due to the increase of eutrophication process

Influência do uso e ocupação de solo na qualidade de água de um reservatório mesotrófico na região semiárida tropiocal

In the semiarid region of northeastern of Brazil, the reservoirs are vulnerable to water level seasonal fluctuations, they re related to the hydrological cycle. The rain periods are irregular and there are long periods of drought that increases eutrophication process. That happens because of the water level s reduction and nutrient concentration. The Boqueirao, located in northeastern Brazil , is a mesotrophic reservoir. The reservoir is naturally susceptible to deterioration of water quality. This happens because of the potential diffuse sources arising from the use and occupation of the basin, associated with shallow soil caatinga biome and highly vulnerable to erosion. This study aimed to analyze the influence of the use and occupation of the area around and the water quality of the watershed. A study of the area around the Boqueirão was performed, taking the potentially polluting activities. Limnological variables were monitored monthly in 3 points of the reservoir to assess the water quality. Was evidenced an event of prolonged drought, with rainfall below the historical average for the year of study. By the index of water quality, the watershed was classified as " good " during the whole year of 2012. According to the trophic index adopted the reservoir is characterized as mesotrophic. The main anthropogenic impacts identified in the soil were arboreal selective logging, mining, diffuse contribution of residues from agricultural and livestock activities. The lack of precipitation and the degradation of the surrounding area, affect negatively the water quality, requiring immediate control to prevent degradation of the watershed . Although there wasn t a majority polluting activity in the region. The total of several impacting activities, the high susceptibility of the soil and the selective clearing of caatinga vegetation can accelerate the natural process of eutrophication in the water body

Monitoramento da qualidade das ásguas de chuvas conforme a atuação dos sistemas sinóticos na cidade de Natal/RN

Acid rain is a major assault on the environment, a consequence of burning fossil fuels and industrial pollutants the basis of sulfur dioxide released into the atmosphere. The objective of this research was to monitor and analyze changes in water quality of rain in the city of Natal, seeking to investigate the influence of quality on a local, regional and global, in addition to possible effects of this quality in the local landscape. Data collection was performed from December 2005 to December 2007. We used techniques of nefanálise in identifying systems sinóticos, field research in the search for possible effects of acid rain on the landscape, and collect and analyze data of precipitation and its degree of acidity. Used descriptive statistics (standard deviation and coefficient of variation) used to monitor the behavior of chemical precipitation, and monitoring of errors in measurements of pH, level of confidence, Normalized distribution of Gauss, confidence intervals, analysis of variance ANOVA were also used. Main results presented as a variation of pH between 5,021 and 6,836, with an average standard deviation of 5,958 and 0,402, showing that the average may represent the sample. Thus, we can infer that, according to the CONAMA Resolution 357 (the index for fresh water acidity should be between 6.0 and 9.0), the precipitation of Natal / RN is slightly acidic. It appears that the intertropical convergence zone figures showed the most acidic among the systems analyzed sinóticos, taking its average value of pH of 5,617, which means an acid value now, with a standard deviation of 0,235 and the coefficient of variation of 4,183% which shows that the average may represent the sample. Already in field research and found several places that suffer strongly the action of acid rain. However, the results are original and need further investigation, including the use of new methodologies

Balneabilidade, índice de qualidade da água e bioensaios de toxicidade nas praias do reservatório de Ilha Solteira/SP

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