Time-series forecasting of pollutant concentration levels using particle swarm optimization and artificial neural networks

This study evaluates the application of an intelligent hybrid system for time-series forecasting of atmospheric pollutant concentration levels. The proposed method consists of an artificial neural network combined with a particle swarm optimization algorithm. The method not only searches relevant time lags for the correct characterization of the time series, but also determines the best neural network architecture. An experimental analysis is performed using four real time series and the results are shown in terms of six performance measures. The experimental results demonstrate that the proposed methodology achieves a fair prediction of the presented pollutant time series by using compact networks.

Simple method for mass production of polypyrrole/carbon nanotubes hybrid artificial muscle

Large scale preparation of hybrid electrical actuators represents an important step for the production of low cost devices. Interfacial polymerization of polypyrrole in the presence of multi-walled carbon nanotubes represents a simple technique in which strong interaction between components is established, providing composite materials with potential applications as actuators due to the synergistic interaction between the individual components, i.e., fast response of carbon nanotubes, high strain of polypyrrole, and diversity in the available geometry of resulting samples.

Freqüência de Alternaria dauci E Cercospora carotae como agentes da queima das folhas da cenoura em Passo Fundo, RS

A queima das folhas da cenoura (Daucus carota) pode ser causada pelos fungos Alternaria dauci e Cercospora carotae. Com vistas à adoção de um sistema de previsão para a doença, avaliou-se a freqüência de cada patógeno em quatro cultivos de cenoura estabelecidos em Passo Fundo, RS, no período de agosto/98 a dezembro/99. As variáveis analisadas foram a incidência dos fungos em sementes e plântulas, sua freqüência a partir de lesões em folhas e pecíolos e o número de propágulos capturados no ar com coletores de esporos. As incidências dos fungos em sementes de nove cultivares variaram de zero a 5,75% para A. dauci e de zero a 1,25% para C. carotae. Apenas A. dauci foi detectado em plântulas cultivadas em casa-de-vegetação, em percentuais de 3,7 (cultivar Forto) e 17,1% (cultivar Gigante Flakker). O fungo A. dauci esteve presente o ano todo nos cultivos no campo, sendo isolado a partir de 81% das lesões foliares e de 81,9% das em pecíolos. Por outro lado, C. carotae ocorreu de junho a dezembro, com freqüências de 40,4% em folhas e 33,4% em pecíolos. O número de conídios de A. dauci capturados no ar atingiu 207/semana/cm² no início da colheita. Alternaria dauci mostrou-se o principal agente causal da queima das folhas nas condições locais, devendo ser priorizado na adoção de estratégias de controle para a doença.

Inoculação artificial de colmos de milho em diferentes idades e concentrações de inóculo e sua relação com a expressão da resistência a fusarium moniliforme

A podridão do colmo de milho (Zea mays) causada por Fusarium moniliforme tem ocorrência generalizada nas regiões produtoras do Brasil. Visando obter informações sobre o comportamento da doença, foram conduzidos dois experimentos em campo, um inoculando-se artificialmente colmo de plantas aos 30, 55 e 80 dias após a semeadura, e outro testando-se diferentes concentrações de inóculo, 1x10(4), 5x10(5) e 1x10(7) conídios/ml, aplicadas aos 55 dias após a semeadura. Nesses experimentos utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, com respectivamente, quatro e cinco repetições, sendo cada parcela constituída de 50 plantas. As inoculações foram feitas no centro do segundo entrenó alongado acima do solo. A avaliação da doença foi realizada aos 120 dias após a semeadura, com base na sintomatologia interna do colmo, utilizando uma escala de notas variando de 1 a 9. Por ocasião da colheita foram avaliados o número de plantas acamadas e a produção de grãos. Procedeu-se também a análise do teor de lignina e tanino da casca e da parte interna do entrenó inoculado nos diferentes tratamentos. Todas as concentrações de inóculo testadas permitiram diferenciar os níveis de resistência dos híbridos, sendo estes decrescentes a partir do Cargill 333 para o Cargill 901, tendo o Dina 766 um comportamento intermediário. Por outro lado, não houve diferenças significativas para as inoculações em diferentes épocas. Os teores de taninos não foram significativamente diferentes entre os híbridos, já o teor de lignina foi significativamente relacionado com o nível de resistência dos três híbridos avaliados.

Quantificação de danos causados pela giberela em cereais de inverno, na safra 2000, em Passo Fundo, RS

Nas últimas safras, epidemias de Giberela, causadas pelo fungo Gibberella zeae, têm sido observadas em todas as regiões de clima quente e úmido aonde os cereais de inverno são cultivados. Com o objetivo de determinar os danos quantitativos causados pela doença em cereais de inverno foi conduzido um experimento em Passo Fundo - RS, utilizando uma cultivar de centeio (Secale cereale), uma cultivar de triticale (Triticum x secale), três cultivares de cevada (Hordeum vulgare) e seis cultivares de trigo (Triticum aestivum). As determinações foram feitas em parcelas experimentais de 75 m², manejadas de acordo com as recomendações técnicas das culturas, sem a aplicação de fungicidas para o controle da Giberela. A metodologia empregada permitiu determinar os danos de maneira semelhante a uma lavoura comercial colhida mecanicamente. No centeio, o dano foi de 43,9% (1537 kg.ha-1), no triticale de 0,1% (5 kg.ha-1), na cevada variou de 3,5 a 14,5%, com média de 8,3% (252 kg.ha-1) e no trigo variou de 4,2 a 25,9%, com média de 17,5% (640 kg.ha-1). Pode-se concluir, em face do montante de danos causados, que medidas de controle desta doença devem ser desenvolvidas a fim de minimizar os danos. Em relação a cevada são necessários mais estudos relacionados com a epidemiologia e com a quantificação de danos.

Fotodegradação de fenol e clorofenóis por processo foto-Fenton mediado por ferrioxalato

A influência de parâmetros operacionais como a agitação da solução durante irradiação solar e a vazão de alimentação de um fotorreator com irradiação artificial foi avaliada na fotodegradação de 2-clorofenol (2CF) e 2,4-diclorofenol (DCF) por processo foto-Fenton mediado por ferrioxalato. Após avaliação destes parâmetros, os sistemas foram aplicados na fotodegradação de fenol e de mono, (2-clorofenol e 4-clorofenol), di (2,4-diclorofenol) e tri (2,4,6-triclorofenol) clorofenóis a fim de avaliar a eficiência de fotodegradação destes compostos sob irradiação solar e artificial. Foi observada pequena diferença nas porcentagens de remoção de carbono orgânico total (COT) e de geração de íons cloreto nos experimentos de fotodegradação de 2CF sem agitação e com agitação sob irradiação solar. Sob irradiação artificial, um aumento da vazão de alimentação do sistema resultou em menor porcentagem de remoção de COT, ao passo que uma maior velocidade de remoção foi obtida devido a um menor tempo de irradiação. Foi então utilizada uma vazão intermediária de 33,4 mL min-1. Sob irradiação solar, foram necessários 15 minutos de irradiação para a completa remoção de todos os clorofenóis, entretanto para fenol, a completa remoção foi atingida em 20 minutos. Sob irradiação artificial, os clorofenóis foram removidos entre 4,5 e 6,5 minutos de irradiação. A velocidade de degradação aumenta ligeiramente com o aumento do número de cloros ligados ao anel aromático tanto sob irradiação artificial como solar.

Resistência de cultivares de trigo à giberela mediante inoculação artificial em espiguetas

Este trabalho teve como objetivo determinar a concentração ótima de conídios de F. graminearumpara inoculação artificial em espiguetas de trigo e verificar o tipo de resistência à giberela (Tipo I e/ou II) dos cultivares de trigo. O trabalho foi composto por dois experimentos, sendo que no primeiro determinou-se a concentração ótima de conídios mL-1 para inoculação artificial em quatro cultivares. Para isso, testou-se as concentraçóes de 5x103, 15x103, 25x103, 35x103 e 40x103 conídios mL-1. Vinte e um dias após a inoculação quantificou-se a incidência de F. graminearum em espiguetas, sendo que através de análise de regressão, determinou-se a concentração ótima de conídios mL-1 para cada cultivar. No segundo experimento, avaliou-se a resistência à giberela dos cultivares de trigo mediante inoculação artificial, utilizou-se a mesma metodologia do experimento anterior e a concentração de 31x103conídios mL-1. As variáveis avaliadas foram severidade, grão giberelados e incidência em espiguetas gibereladas. A melhor concentração para inoculação artificial de giberela em espiguetas de trigo é de 31x103conídios mL-1. A maior severidade da doença foi verificada para os cultivares de trigo BRS 208 e Pampeano e a maior percentagem de grão giberelado foi para o cultivar BRS 208. Os cultivares Pampeano e BRS 177 não apresentaram resistência do Tipo I à giberela, porém apresentam do Tipo II, enquanto que os cultivares Mirante e BRS 208 não apresentam nenhum dos dois tipos de resistência.

Efeito da desrama artificial na qualidade da madeira de clones de eucalipto em sistema agrossilvipastoril

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito da desrama artificial na qualidade da madeira de clones de eucalipto, em sistema agrossilvipastoril, na fazenda Riacho, pertencente à Companhia Mineira de Metais, município de Paracatu-MG, Brasil. O experimento foi instalado em dezembro de 1994, com o plantio das mudas de três clones de híbridos naturais de Eucalyptus camaldulensis Dehnh. (código 06) e de Eucalyptus urophylla S.T. Blake (código 13 e 44), no espaçamento de 10 x 4 m. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com três repetições. Os tratamentos foram dispostos em esquema de parcelas subdivididas, sendo os tratamentos primários constituídos pelos clones e os tratamentos secundários definidos por: T1- sem desrama; T2- desrama a 2 m; T3- desrama a 4 m; e T4- desrama a 6 m. Para avaliação da qualidade da madeira foram obtidos, no ano de 2000, a densidade básica da madeira, o número e o diâmetro dos nós, a nodosidade, o número de bolsas de resina e a conicidade das árvores. Os resultados obtidos mostraram que a densidade básica da madeira por árvore apresentou variações significativas entre os clones e as alturas de desrama. A densidade básica ao longo do tronco apresentou comportamento diferenciado perante os clones e as alturas de desrama. O número de nós e a nodosidade foram afetados pelas alturas de desrama. A conicidade e o número de bolsas de resina não foram afetados pelas alturas de desrama, apresentando diferença significativa somente entre os clones.

Quantificação da falha na madeira em juntas coladas utilizando técnicas de visão artificial

Com o emprego de adesivos pode-se obter um grande número de produtos derivados da madeira. Para confecção industrial de produtos de madeira colada, normas reconhecidas internacionalmente exigem que a adesão da madeira seja testada segundo procedimentos padronizados e que nos resultados destes testes seja reportado, além da resistência das juntas, o porcentual de falha na madeira. Para avaliação da falha a norma ASTM D5266-99 recomenda o emprego de uma rede de quadrículas traçada sobre um material transparente. Contudo, esta avaliação, além de demandar muito tempo, ainda é realizada com muita subjetividade. A hipótese do presente trabalho é que se pode quantificar a falha na madeira com um sistema de visão artificial, tornando o procedimento mais rápido e menos sujeito à subjetividade. Foram testados dois tipos de algoritmos de limiarização automática em imagens adquiridas com digitalizadores de mesa. Concluiu-se que a falha na madeira pode ser quantificada por limiarização automática em substituição ao método convencional das quadrículas. Os algoritmos testados apresentaram erro médio absoluto menor que 3% em relação ao sistema convencional da rede quadriculada.

Crescimento de plantas de clones de Eucalyptus grandis [Hill ex Maiden] submetidas a diferentes tratamentos de desrama artificial, na região do cerrado

O crescimento em diâmetro à altura do peito (DAP), altura e volume foi avaliado em plantas de clone de Eucalyptus grandis, submetidas a diferentes intensidades de desrama artificial (altura de 1,0; 1,5; e 2,0 m a partir do solo) e idades de aplicação da primeira intervenção de desrama (20 e 28 meses de idade), em Abaeté, MG. A segunda intervenção de desrama em todos os tratamentos foi realizada aos 33 meses de idade, até atingir 3 m de altura do fuste da planta. Aos 40 meses de idade, observou-se que a desrama artificial não afetou, significativamente (p>0,05), o crescimento em DAP, altura e volume das plantas submetidas à primeira intervenção de desrama aos 20 meses, porém afetou o DAP e o volume quando a primeira intervenção foi realizada aos 28 meses de idade. Observou-se rápida recuperação da copa das plantas desse clone, independentemente do tratamento de desrama. Considerando não ter havido diferença entre tratamentos para o crescimento das plantas que tiveram a primeira intervenção aos 20 meses de idade e que os galhos vivos ainda apresentavam diâmetro reduzido e praticamente não existiam galhos mortos por ocasião da primeira intervenção nessa idade, recomenda-se a aplicação da desrama nesse clone, na região de cerrado, aproximadamente, aos 20 meses de idade, visando obter madeira de melhor qualidade para serraria.

Qualidade da madeira em clone de Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden submetido a desrama artificial

A qualidade da madeira para serraria foi avaliada em plantas de clone de Eucalyptus grandis, submetidas à desrama artificial, utilizando-se a combinação de diferentes alturas de remoção dos galhos, a partir do solo, e de intervenções necessárias para atingir 6 m de altura livre de galhos, em Abaeté, MG (19º15'94" S e 45º44'56" W). A primeira intervenção de desrama ocorreu quando as plantas apresentavam 16 meses de idade. A conicidade, o achatamento e o encurvamento da primeira tora não diferiram significativamente entre os tratamentos. A desrama artificial, no entanto, promoveu redução no núcleo nodoso, com um ganho médio de 94% na extensão de madeira limpa em relação à testemunha. Para ferimentos de desrama de diâmetro inferior a 1,5 cm, a extensão de oclusão do galho foi de 0,48 cm, com 42% dos ferimentos apresentando fenda aberta. Para ferimentos com diâmetro superior a 1,5 cm, a extensão da oclusão foi de 0,74 cm, com 92% dos ferimentos com fenda aberta, indicando cicatrização mais rápida em ferimentos de remoção de galhos de menor diâmetro. O ângulo de inclinação do galho foi mais próximo à horizontal, principalmente entre 0 e 1,5 m de altura do tronco. A densidade da madeira ao longo do tronco não foi afetada pela desrama artificial, porém decresceu do ápice até a base e aumentou da medula para a casca. Os resultados, em conjunto, indicam que a desrama artificial deve ser realizada o mais cedo possível para obtenção de maior extensão de madeira limpa nesse clone.

Avaliação de um modelo de passo invariante na predição da estrutura de um povoamento de Eucalyptus sp.

O objetivo deste estudo foi avaliar o modelo de distribuição diamétrica de passo invariante proposto por Guimarães (1994) na projeção da produção de um povoamento de Eucalyptus sp., simulando as alterações nas estruturas horizontal e vertical ao longo do tempo. Utilizaram-se dados da primeira rotação de povoamentos de eucalipto híbrido estaca (Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla), plantados no espaçamento 3,0 x 2,0 m, localizados na região noroeste do Estado da Bahia, provenientes de medições anuais com idade de medição variando entre 25 e 89 meses. Para realizar as prognoses, foram empregados percentis tomados a 50 e 75% da distribuição diamétrica e as alturas correspondentes aos diâmetros nessas posições. Verificou-se que o modelo de projeção é factível e pode ser utilizado com eficiência, já que ocorreram tendências semelhantes entre os volumes prognosticados e os observados nas parcelas. Além disso, devido à sua simplicidade e à compatibilidade dos resultados, recomenda-se a sua utilização na projeção do crescimento e produção de Eucalyptus sp.

Dinâmica de cobertura de dossel de povoamento de clone de Eucalyptus grandis W. Hill ex-Maiden submetidos a desrama artificial a desbaste

A dinâmica de copa foi avaliada através do índice de área foliar (IAF), transmitância da radiação fotossinteticamente ativa (t%) e índice de cobertura do dossel (ICD), entre 55 e 68 meses de idade, em povoamentos de clone de Eucalyptus grandis desramados entre 16 e 45 meses de idade até a altura de 6 m. Esses povoamentos foram submetidos a desbaste (0 e 35% do número total de mudas plantadas), aos 55 meses de idade, em Abaeté, MG. Não foi observada diferença significativa (P>0,05) entre os tratamentos de desrama, para IAF, t% e ICD, entre 55 e 68 meses de idade, em razão da elevada capacidade de recomposição de copa desse clone. Porém, observou-se mudança significativa (P<0,05) nesses parâmetros entre as idades de avaliação, e houve redução de IAF e ICD e aumento de t% imediatamente após o desbaste, tendo havido pronta recomposição da copa seis meses após o desbaste, nas três idades de primeira intervenção de desrama. Aos 68 meses de idade, o IAF e o ICD do povoamento desbastado foram significativamente (P<0,05) maiores, enquanto t% foi significativamente menor do que do povoamento não-desbastado. Os resultados de IAF e t% indicaram que essas informações podem ser utilizadas para avaliação da dinâmica de copa, sendo os dados de IAF mais consistentes do que os de t%. A utilização de fotografia digital apresenta potencial para avaliar a dinâmica de cobertura do dossel, em razão de ser um método de uso fácil e barato, embora ainda requeira aperfeiçoamentos.

Desenvolvimento e avaliação de um protótipo classificador de tábuas usando técnicas de visão artificial

A classe de qualidade de uma peça de madeira serrada é determinada pelos defeitos apresentados e por algumas características associadas a eles, como: dimensões da peça e dos defeitos, posição dos defeitos, quantidade e tipo. Os objetivos deste trabalho foram desenvolver e avaliar um protótipo para classificação de tábuas de madeira de eucalipto, com base em imagens digitais, composto por uma esteira rolante onde são inseridas as tábuas para obtenção das imagens de suas faces. O protótipo pode utilizar tanto a norma da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) quanto a norma comercial de uma serraria. O processo pode ser acompanhado no microcomputador, que apresenta em seguida a imagem da tábua com o resultado final de sua classificação. A taxa de acerto no processo de classificação foi de 64,3%, usando-se a norma da ABNT, e de 81,0% com o emprego da norma comercial. A produtividade do protótipo desenvolvido foi de 7,9 m³ h-1, na classificação de madeira serrada de eucalipto.

RESFRIAMENTO ARTIFICIAL EM FORNOS RETANGULARES PARA A PRODUÇÃO DE CARVÃO VEGETAL

RESUMOUm importante aspecto a ser considerado na produção de carvão vegetal é o longo período de resfriamento dos fornos de alvenaria, acarretando na baixa produtividade e exigindo maior número de fornos para suprir a demanda de produção. Pesquisas têm sido desenvolvidas para a redução do tempo de resfriamento dos fornos retangulares, utilizando trocadores de calor. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar três modelos de trocadores de calor que promovam a redução significativa do tempo de resfriamento. A pesquisa foi realizada na unidade produtora de carvão vegetal Buritis, da Empresa Arcelor Mittal Bioflorestas, localizada na cidade de Martinho Campos, MG. Foram avaliados três diferentes trocadores de calor (Modelos 1, 2 e 3), determinando o tempo, em dias, que os fornos retangulares levavam para atingir a temperatura de 50 ºC em relação ao resfriamento natural. O Modelo 1 apresentou ganho real no tempo de resfriamento de 12,5%; o Modelo 2, ganho real de 38%; e o Modelo 3, com fluxo de gás convencional, apresentou ganho médio de 32%, enquanto no fluxo de gás invertido o ganho foi de 43%. Conclui-se que os trocadores de calor avaliados foram eficientes na redução do tempo de resfriamento dos fornos retangulares para produção de carvão vegetal, elevando, assim, a produtividade dos fornos. O trocador de calor Modelo 3, com fluxo de gás invertido, apresentou o maior ganho real no tempo de resfriamento, além do menor número de focos de incêndio durante o descarregamento do carvão vegetal.