tCAD: a 3D modeling application on a depth enhanced tabletop computer

Tabletop computers featuring multi-touch input and object tracking are a common platform for research on Tangible User Interfaces (also known as Tangible Interaction). However, such systems are confined to sensing activity on the tabletop surface, disregarding the rich and relatively unexplored interaction canvas above the tabletop. This dissertation contributes with tCAD, a 3D modeling tool combining fiducial marker tracking, finger tracking and depth sensing in a single system. This dissertation presents the technical details of how these features were integrated, attesting to its viability through the design, development and early evaluation of the tCAD application. A key aspect of this work is a description of the interaction techniques enabled by merging tracked objects with direct user input on and above a table surface.

In-depth search focused on furans, lactones, volatile phenols, and acetals as potential age markers of Madeira wines by comprehensive two-dimensional gas chromatography with time-of-flight mass spectrometry combined with solid phase microextraction

The establishment of potential age markers of Madeira wine is of paramount significance as it may contribute to detect frauds and to ensure the authenticity of wine. Considering the chemical groups of furans, lactones, volatile phenols, and acetals, 103 volatile compounds were tentatively identified; among these, 71 have been reported for the first time in Madeira wines. The chemical groups that could be used as potential age markers were predominantly acetals, namely, diethoxymethane, 1,1-diethoxyethane, 1,1-diethoxy-2-methyl-propane, 1-(1-ethoxyethoxy)-pentane, trans-dioxane and 2-propyl-1,3-dioxolane, and from the other chemical groups, 5-methylfurfural and cis-oak-lactone, independently of the variety and the type of wine. GC × GC-ToFMS system offers a more useful approach to identify these compounds compared to previous studies using GC−qMS, due to the orthogonal systems, that reduce coelution, increase peak capacity and mass selectivity, contributing to the establishment of new potential Madeira wine age markers. Remarkable results were also obtained in terms of compound identification based on the organized structure of the peaks of structurally related compounds in the GC × GC peak apex plots. This information represents a valuable approach for future studies, as the ordered-structure principle can considerably help the establishment of the composition of samples. This new approach provides data that can be extended to determine age markers of other types of wines.

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

Desenvolvimento de um protótipo para análise dinâmica da dureza de superfícies metálicas

In this paper we developed a prototype for dynamic and quantitative analysis of the hardness of metal surfaces by penetration tests. It consists of a micro-indenter which is driven by a gear system driven by three-rectified. The sample to be tested is placed on a table that contains a load cell that measures the deformation in the sample during the penetration of micro-indenter. With this prototype it is possible to measure the elastic deformation of the material obtained by calculating the depth of penetration in the sample from the difference of turns between the start of load application to the application of the load test and return the indenter until the complete termination of load application. To determine the hardness was used to measure the depth of plastic deformation. We used 7 types of steel trade to test the apparatus. There was a dispersion of less than 10% for five measurements made on each sample and a good agreement with the values of firmness provided by the manufacturers.

Resistência do solo à penetração e ao cisalhamento em diversos usos do solo em áreas de preservação permanente

The soil resistance to penetration and shear can be used as indicators of soil compaction and to indicate the susceptibility of a soil to erosion. The objective of this study was to quantify and compare the impact provided by different land uses in a haplic cambissol in areas of permanent preservation, from the soil resistance to penetration and shear. The experimental area was located in an area of permanent preservation, the sub-basin of the Ribeira Iguape River - SP, with different land uses: banana cultivation - CBAN, degraded pasture - PDEG, silvopastoral system - MPIS and native forest - MNAT. The test for resistance to penetration was accomplished with a digital penetrometer compaction of manual effort, to a depth of 40 cm. The soil shear strength was determined by Vane Test at a depth between 0 and 5 cm. The degraded pasture was similar to native forest, with less resistance to penetration. The banana cultivation and silvopastoral system were the land uses with the highest resistance to penetration, bringing serious risk of erosion in areas of permanent preservation. The soil under native forest had lower shear strength. The cultivation of bananas, degraded pasture and silvopastoral system were the land uses with higher shear strength of soil, indicating that the use of these soils in areas of permanent preservation is promoting the same compression.

Spatial variability of physical attributes of an alfisol under different hillslope curvatures

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

Geoestatística e atributos do solo em áreas cultivadas com cana-de-açúcar

The intense traffic of agricultural machines in soils cultivated with sugar cane can cause soil compaction. Therefore, the objective of this research was to characterize the spatial variability of soil physical attributes and content organic matter of a eutroferric Red Latosol gibbisitic (under Basalt) and dystroferric Red Latosol caulinitic (under Sandstone) in the depths of 0.0-0.2m and 0.2-0.4m in areas cultivated with sugar cane. Soils were sampled at the crossing points of a grid at regular intervals of 10m and at depths of 0.0-0.2m and 0.2-0.4m. Bulk density, macroporosity, organic matter content and soil penetration resistance were measured for all sampling points. The physical attributes show values of soil penetration resistance, bulk density and macroporosity above average for these soils. The studied variable presented a larger range and minor variation coefficient in the eutroferric Red Latosol (Oxisol Eutrustox) when compared with the dystroferric Red Latosol (Oxisol Haplustox), in the studied depths. It is recommended a bigger number of samples to study the eutroferric Red Latosol attributes and the depth of 0.2-0.4m.

Funções de pedotransferência para a curva de resistência do solo à penetração

A estimativa da curva de resistência do solo à penetração (CRP) a partir de variáveis de fácil obtenção, como o conteúdo de água, representa uma medida útil não só para a quantificação do estado de compactação, mas também para facilitar a interpretação da resistência do solo à penetração obtida em diferentes condições de campo. O objetivo deste trabalho foi estimar a CRP em solos de diferentes granulometrias e densidades, a partir de dados obtidos com o penetrômetro de impacto. O experimento foi realizado no laboratório de Pedologia da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (UNESP), Jaboticabal, SP. Foram utilizadas quatro classes de solos: Neossolo Quartzarênico, Argissolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Vermelho distrófico e Latossolo Vermelho acriférrico, os quais foram coletados na camada de 0-0,20 m. Colunas de PVC, com dimensões de 0,25 m de diâmetro e 0,6 m de altura, foram preenchidas de forma a obter duas condições de compactação: menor densidade e maior densidade do solo. O conteúdo de água nos solos, inicialmente elevado até o ponto de saturação, foi monitorado diariamente por meio de um medidor eletrônico tipo TDR (Profile Probe PR2 acoplado ao Moisture Meter HH2). A resistência do solo à penetração foi mensurada por meio de um penetrômetro de impacto adaptado para vaso. Os pares de dados entre a resistência do solo à penetração e o conteúdo de água foram ajustados, e as CRP foram submetidas ao teste de significância. A relação entre a resistência do solo à penetração e o conteúdo de água foi descrita pelo modelo exponencial decrescente: em que RP representa a resistência do solo à penetração (MPa); Ug é o conteúdo de água (kg kg-1); e A, B e C são os coeficientes da equação. Foram obtidos coeficientes de determinação que variaram de 0,79 a 0,96.

GPS receivers for georeferencing of spatial variability of soil attributes

A caracterização da variabilidade espacial dos atributos do solo é indispensável para subsidiar práticas agrícolas de maneira sustentável. A utilização da geoestatística para caracterizar a variabilidade espacial desses atributos, como a resistência mecânica do solo à penetração (RP) e a umidade gravimétrica do solo (UG), é, hoje, prática usual na agricultura de precisão. O resultado da análise geoestatística é dependente da densidade amostral e de outros fatores, como o método de georreferencimento utilizado. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo comparar dois métodos de georreferenciamento para a caracterização da variabilidade espacial da RP e da UG, bem como a correlação espacial dessas variáveis. Foi implantada uma malha amostral de 60 pontos, espaçados em 20 m. Para as medições da RP, utilizou-se de penetrógrafo eletrônico e, para a determinação da UG, utilizou-se de trado holandês (profundidade de 0,0-0,1 m). As amostras foram georreferenciadas, utilizando-se do método de Posicionamento por Ponto Simples (PPS), com de (retirar) receptor GPS de navegação, e Posicionamento Relativo Semicinemático, com receptor GPS geodésico L1. Os resultados indicaram que o georreferenciamento realizado pelo PPS não interferiu na caracterização da variabilidade espacial da RP e da UG, assim como na estrutura espacial da relação dos atributos.

Resistência à penetração em latossolos: valor limitante à produtividade de arroz de sequeiro

Este trabalho objetivou avaliar o valor de resistência à penetração limitante à produtividade de arroz de sequeiro (Oryza sativa cv. IAC 165) no conteúdo de água retida, na tensão de 0,05 e 0,01 MPa. Foram utilizadas amostras de Latossolo Vermelho, textura média (LVd) e, Latossolo Vermelho, textura argilosa (LVef), coletadas na profundidade de 0,00-0,20m, passadas em peneira de 0,004m e compactados em camadas de 0,03m, em vasos de 0,20m de altura e 0,25m de diâmetro (0,00982m³). Os valores de resistência à penetração foram determinados com o penetrômetro de anel dinamométrico. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4 x 2, com três repetições. No conteúdo de água retida, na tensão de 0,01MPa, o valor de resistência do solo à penetração limitante à produtividade de grãos de arroz de sequeiro foi de 2,38 e 2,07MPa, respectivamente, para o LVd e LVef. No conteúdo de água retida na tensão de 0,05MPa foram obtidas maiores produções no menor valor de resistência à penetração. O arroz de sequeiro foi menos produtivo no conteúdo de água retida na tensão de 0,05MPa.

Relação entre alguns atributos físicos e a produção de grãos de soja e arroz de sequeiro em latossolos

Este trabalho objetivou avaliar atributos físicos e a correlação com a produção de grãos de soja e arroz de sequeiro em três níveis de compactação e dois conteúdos de água no solo (água retida na tensão de 0,05 e 0,01MPa), com três repetições. Foram utilizadas amostras de Latossolo Vermelho, textura média (LVd) e, Latossolo Vermelho, textura argilosa (LVef), coletadas na profundidade de 0-20cm e compactadas em camadas de 3cm, em vasos de 9,82L. Foram avaliados a porosidade total, macro e microporosidade, densidade do solo, resistência à penetração e a produção de grãos de soja e arroz de sequeiro. Os atributos físicos apresentaram correlações altas e significativas entre si, nos dois solos e conteúdos de água. As maiores correlações dos atributos físicos com a produção de grãos de soja e arroz foram obtidas no LVd e no conteúdo de água retida na tensão de 0,05MPa, condição em que ocorreu maior redução da produção de grãos com o aumento da compactação. As correlações foram positivas da macroporosidade e porosidade total e negativas da microporosidade, densidade do solo e resistência à penetração com a produção de grãos de soja e arroz.

Efeito do conteúdo de água e da compactação do solo na produção de soja

A compactação do solo tem sido fator físico limitante ao crescimento das plantas. Este trabalho objetivou avaliar a produção de soja (Glycine max cv. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) 48) em razão do conteúdo de água e da compactação do solo. Usou-se o delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4x2, ou seja, quatro níveis de resistência à penetração (entre 0,27 e 4,32 MPa) e dois níveis de retenção de água pelo solo (0,05 e 0,01 MPa). Foram utilizadas amostras de Latossolo Vermelho textura média (LVd) e Latossolo Vermelho textura argilosa (LVef), coletadas na profundidade de 020 cm, passadas em peneira de 0,4 cm e compactadas em camadas de 3 cm, em vasos de 20 cm de altura e 25 cm de diâmetro (9,82 L). Os níveis de resistência à penetração foram determinados com o penetrômetro de anel dinamométrico. O nível crítico de resistência do solo à penetração, em relação à produção de grãos, foi de 1,66 e 2,22 MPa, no LVd, e 3,05 e 2,81 MPa, no LVef, para o conteúdo de água retida na tensão de 0,05 e 0,01 MPa, respectivamente. A maior produção de grãos foi obtida na tensão de 0,01 MPa. A produção de grãos de soja é afetada em níveis críticos de resistência do solo à penetração superiores a 2 MPa em latossolos com conteúdo de água retida na tensão de 0,01 MPa.

Comparação de penetrômetros na avaliação da compactação de latossolos

Diversos penetrômetros são utilizados para avaliar a resistência do solo à penetração em sistemas de uso e manejo, no entanto os valores obtidos com os mesmos divergem. O objetivo deste estudo foi comparar os resultados obtidos com três penetrômetros, em três níveis de compactação. Utilizou-se de um Latossolo Vermelho distrófico (LVd), textura média, e um Latossolo Vermelho eutroférrico (LVef), textura argilosa, cujas amostras foram coletadas na camada de 0-20 cm e compactadas em camadas, em vasos de 25 cm de diâmetro e 20 cm de altura. Determinou-se a resistência do solo à penetração com os penetrômetros de impacto, estático de anel dinamométrico e eletrônico de laboratório. em solo compactado, o penetrômetro de impacto apresentou valores superiores de resistência à penetração, comparado aos penetrômetros de anel dinamométrico e eletrônico, porém todos foram eficientes para caracterizar a compactação. Os resultados obtidos com os penetrômetros de anel dinamométrico e eletrônico foram semelhantes.

Compactação do solo no desenvolvimento radicular e na produtividade da soja

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

Efeitos da subsolagem e da adubação verde nas propriedades físicas do solo em pomar de citros

O presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da subsolagem e da adubação verde nas propriedades físicas de um Latossolo Vermelho distrófico típico, cultivado com citros (laranjeira Valência). Os tratamentos empregados foram: manejo mecânico das plantas invasoras com roçadora (Testemunha); subsolagem em um lado da planta na entrecopa; subsolagem nos dois lados da planta na entrecopa, e semeadura direta de Crotalaria spectabilis na entrecopa. As propriedades físicas do solo avaliadas foram: porosidade total, macroporosidade, microporosidade, densidade, resistência mecânica à penetração vertical e condutividade hidráulica. Na avaliação efetuada na safra 2001-2002, obtiveram-se os maiores valores de densidade do solo e resistência do solo à penetração vertical, e os menores valores de macroporos e condutividade hidráulica do solo nas entrecopas com e sem tráfego no pomar, em relação à região da copa, principalmente na camada de 0,0-0,2 m de profundidade. Os tratamentos aplicados não surtiram efeitos positivos significativos nas propriedades físicas do solo.