Comparação do desempenho de duas bombas acopladas diretamente a geradores fotovoltaicos

No Brasil, assim como em outros países que recebem abundantes quantidades de radiação solar durante todo o ano, há um grande potencial para os sistemas que usam a tecnologia fotovoltaica para promover o bombeamento de água. Entretanto, a escolha dos conjuntos de motores e bombas mais adequados para cada situação passa pela análise do desempenho dos sistemas de bombeamento. Portanto, devem ser analisadas tanto as melhores configurações de geradores fotovoltaicos destinados a operar os conjuntos formados pelos motores e bombas, quanto às eficiências das bombas e da conversão fotovoltaica. Nesse trabalho são apresentadas medidas e comparações do desempenho de dois sistemas de bombeamento diretamente acoplados a geradores fotovoltaicos. Para tanto, foi construída uma bancada destinada a realizar uma série de experimentos. Um dos sistemas usou uma bomba centrífuga acoplada a um gerador fotovoltaico formado por três módulos fotovoltaicos. O outro, utilizou uma bomba volumétrica de diafragma acoplada a um único módulo fotovoltaico. Os experimentos foram conduzidos em duas etapas distintas. A primeira foi feita com os motores acoplados a uma fonte de potência em corrente contínua e serviu para a determinação das curvas de desempenho de cada uma das bombas, das curvas dos sistemas, assim como das curvas de corrente (I) e de tensão (V) de cada um dos motores que acionavam as bombas. A segunda foi realizada com os sistemas acoplados diretamente aos geradores fotovoltaicos. A determinação da configuração dos geradores fotovoltaicos destinados a acionar os diferentes sistemas de bombeamento em análise nesse trabalho foi feita por meio da sobreposição das curvas de corrente e tensão dos motores e dos módulos fotovoltaicos. A parte experimental, estando os sistemas acoplados aos geradores, constou de medidas realizadas em intervalos de tempo de cinco segundos, para cada bomba e em várias alturas, das seguintes variáveis: temperatura ambiente, irradiância, temperatura dos módulos, corrente e tensão do motor, rotação do motor, temperatura da água, diferencial de pressão entre entrada e saída da bomba e vazão. As diversas alturas foram simuladas por meio da abertura e/ou fechamento de uma válvula de controle de vazão colocada na extremidade tubulação de descarga, operada manualmente. Os procedimentos adotados nessa dissertação permitiram caracterizar os sistemas de bombeamento propostos, assim como determinar quais os arranjos mais adequados para operar cada sistema. Verificou-se que o melhor arranjo para operar o conjunto motor e bomba centrífuga foi aquele formado por três módulos fotovoltaicos ligados em paralelo, enquanto que a melhor opção para operar o conjunto motor e bomba de diafragma foi com somente um módulo fotovoltaico. De posse dos dados medidos foi possível determinar as eficiências: instantâneas, máximas instantâneas e diárias da conversão fotovoltaica assim como dos conjuntos motores e bombas, em diferentes alturas. Relativamente à conversão fotovoltaica, verificou-se que o conjunto motor e bomba centrífuga operou com eficiência instantânea máxima de 5,74% e eficiência diária de 4,70%, enquanto que o conjunto motor e bomba volumétrica de diafragma operou com eficiência instantânea máxima de 7,66% e eficiência diária de 5,82%. Relativamente à eficiência dos conjuntos motores e bombas, verificou-se que o conjunto motor e bomba centrífuga operou com eficiência instantânea máxima de 19,19% e eficiência diária de 16,79%, enquanto que o conjunto motor e bomba volumétrica de diafragma operou com eficiência instantânea máxima de 38,88% e eficiência diária de 34,30%. Verificou-se ainda que a altura foi determinante na eficiência do conjunto motor e bomba centrífuga e pouco influenciou na eficiência do conjunto motor e bomba de diafragma. Além dessas, outras considerações sobre o comportamento dos sistemas de bombeamento ao longo de um dia também foram ser registrados, tais como: limiares de irradiância para início e final de vazão, correntes de pico ou de arranque dos motores e correntes de início de vazão ou escoamento.

Fachada flexível para casa padronizada em condomínios

The employment of flexibility in the design of façades makes them adaptable to adverse weather conditions, resulting in both minimization of environmental discomfort and improvement of energy efficiency. The present study highlights the potential of flexible façades as a resource to reduce rigidity and form repetition, which are usually employed in condominiums of standardized houses; as such, the work presented herein contributes to field of study of architectural projects strategies for adapting and integrating buildings within the local climate context. Two façade options were designed using as reference the bionics and the kinetics, as well as their applications to architectural constructions. This resulted in two lightweight and dynamic structures, which cater to constraints of comfort through combinations of movements, which control the impact of solar radiation and of cooling in the environment. The efficacy and technical functionality of the façades were tested with comfort analysis and graphic computation software, as well as with physical models. Thus, the current research contributes to the improvement of architectural solutions aimed at using passive energy strategies in order to offer both better quality for the users and for the sustainability of the planet

Estética do apocalipse: (re) considerações acerca da (des) arborização urbana de Natal e seu contributo à saúde pública

This study intends to establish a relation between environmental degradation, particularly the devastation of the green canopy, and public health. Utilizing a mapping of the trees included in the researched area, each individual tree was analyzed according to its age, taxonomic listing, architecture, shape and size (determined by aesthetic/convenience reasons or deformed by pruning). Initially investigated were the covert reasons lying underneath the constant aggression against trees (which many times seem to contain elements of hatred and contempt) within the urban environment. In addition to that, the aspects concerning environmental modifications and the consequent impact on public health were also assessed. Two main problems promptly emerged as a result of the removal of trees: a) without a canopy to protect the areas, they became subject to winds directly blown from SW Africa and impregnated with aerosol partic les, which are common causes for respiratory disorders and, b) direct UV solar radiation, which causes some types of skin cancers and eye disorders. To reach such results, we studied the origins and formation of UV radiation induced cancers and searched for the UV radiation spectra of action, e.g., usual intensity and quantity reaching clear and shadowed spaces in a certain area and its consequences. In a second instance, we also searched for pertinent data resources in order to confirm the increase of skin cancer cases due to exposure to UV radiation and the relation between the destruction of the green canopy and the above mentioned problems. We believe that a few significant results have been achieved by this study, namely: the relation between a culture based on medieval beliefs and its consequences on the environment; how this culture exploits and deforms nature in pursuit of financial and psychological interests to a point of transforming the landscape into a copy of something devoid of any relation to latitude and altitude; and above all, the indifference concerning the alarming results carried by these modifications

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

Análise de propriedades térmicas e mecânicas de compósitos de argamassa e resíduo de borracha

Although already to exist alternative technique and economically viable for destination of used tires, quantitative data on properties of constructive elements that use the rubber waste as aggregate still are restricted. In the present work, the waste proceeding from industry of retreading as material for manufacture of composite destined to the production of constructive elements was considered. Mechanical and thermal properties of mortar had been analyzed Portland cement with addition of waste without treatment, in the ratios of 10%, 20% and 30% in mass in relation to the mass of the cement, substituting the aggregate in the trace in mortar 1:5 mass cement and sand. The size of the used residue varied between 0,30mm and 4,8mm (passing in the bolter 4,8mm and being restrained in the one of 0,30mm), being it in the formats fibers and granular. The influences of the size and the percentage of residue added to the mortar (in substitution to the aggregate) in the thermal and mechanical properties had been considered. Assays of body-of-test in thestates had been become fullfilled cool (consistency index) and hardened (absorption of water for capillarity, strength the compression, traction and strength flexural). The work is centralized in the problem of the relation thermal performance /strength mechanics of used constructive systems in regions of low latitudes (Been of the Piauí), characterized for raised indices of solar radiation.

Effect of environmental variables on buffaloes physiology

The objective of this work was to evaluate the effect of environmental variables on dairy buffaloes physiology in two different places after milking, shaded plus artificial ventilation and another one non-shaded, in Ribeira Valley, São Paulo State, Brazil. Data on the respiratory rate (RR) and the surface temperature (ST) at udder, neckmiddle, forehead, back middle and rump were collected in 12 dairy buffaloes at autumn. In the same way, it were recorded the black globe temperature in the sun (GTS) and in the shade (GTNS), air temperature and wind speed at padronized height of 1.60 meters. All data were collected at 10:30am and 1:30pm. The results showed statistical difference among black globe temperature, wind speed, RR and ST (P<0.01) in two treatments.The results showed the necessity of protection against the solar radiation in the buffaloes, even in periods of warm climates.

Mathematical analysis of maximum power generated by photovoltaic systems and fitting curves for standard test conditions

The rural electrification is characterized by geographical dispersion of the population, low consumption, high investment by consumers and high cost. Moreover, solar radiation constitutes an inexhaustible source of energy and in its conversion into electricity photovoltaic panels are used. In this study, equations were adjusted to field conditions presented by the manufacturer for current and power of small photovoltaic systems. The mathematical analysis was performed on the photovoltaic rural system I- 100 from ISOFOTON, with power 300 Wp, located at the Experimental Farm Lageado of FCA/UNESP. For the development of such equations, the circuitry of photovoltaic cells has been studied to apply iterative numerical methods for the determination of electrical parameters and possible errors in the appropriate equations in the literature to reality. Therefore, a simulation of a photovoltaic panel was proposed through mathematical equations that were adjusted according to the data of local radiation. The results have presented equations that provide real answers to the user and may assist in the design of these systems, once calculated that the maximum power limit ensures a supply of energy generated. This real sizing helps establishing the possible applications of solar energy to the rural producer and informing the real possibilities of generating electricity from the sun.

Curvas de crescimento do fruto de cafeeiro cv. Obatã IAC 1669-20 em diferentes alinhamentos de plantio

The growth of the coffee fruit is highly dependent on physiological and environmental factors. Environmental factors that most influence the yield of coffee during the critical growth stages are the minimum and maximum temperatures of air, which are affected by solar radiation and depend on the apparent path of the sun. This research work correlated dry mass versus fresh mass, and, fresh and dry mass as function of days after flowering of fruit coffee cv. Obata IAC 1669-20 planted in three different alignments based on the apparent trajectory of the sun, in Jaboticabal, SP. The planting was aligned according to the apparent path of the sun. There were three treatments with four replications, a total of twelve plots, each plot with one hundred plants of coffee, each treatment corresponded to an alignment of planting. The three alignments used showed no differences with respect the average fresh and dry mass. The growth rate of fruit, in fresh weight, was higher in the exponential phase, and in dry mass was higher in the linear stage. The dry weight (DW) can be estimated from the fresh weight (FW) using the model: DW = A1*exp(FW/t1). The sigmoidal model that represents the fruit growth in of coffee plants in fresh and/or dry mass in terms of days after flowering (DAF) was: FW(DW) = A2+[(A1-A2)/(1+exp(DAF-x0)/dx)].

Determinantes locais da decomposição foliar e de raízes finais em um ecossistema semiárido do nordeste brasileiro

The decomposition process exercises an extensive control over the carbon cycle, affecting its availability and nutrient cycling in terrestrial ecosystems. The understanding of leaf decomposition patterns above the soil and fine roots decomposition below the soil is necessary and essential to identify and quantify more accurately the flow of energy and matter in forest systems. There is still a lack of studies and a large gap in the knowledge about what environmental variables act as local determinants over decomposition drivers. The knowledge about the decomposition process is still immature for Brazilian semiarid region. The aim of this study was to analyze the decomposition process (on leaves and fine roots) of a mixture of three native species for 12 months in a semiarid ecosystem in Northeast Brazil. We also examined whether the rate of decomposition can be explained by local environmental factors, specifically plant species richness, plant density and biomass, soil macro-arthropods species richness and abundance, amount of litterfall and fine root stock. Thirty sampling points were randomly distributed within an area of 2000 m x 500 m. To determine the decomposition rate, the litterbag technique was used and the data analysis were made with multiple regressions. There was a high degradation of dead organic matter along the experiment. Above ground plant biomass was the only environmental local factor significantly related to leaf decomposition. The density of vegetation and litter production were positively and negatively related to decay rates of fine roots, respectively. The results suggest that Caatinga spatial heterogeneity may exert strong influences over the decomposition process, taking into account the action of environmental factors related to organic matter exposure of and the consequent action of solar radiation as the decomposition process main controller in this region

Influência do alinhamento de plantio na severidade da mancha-preta-dos-citros, produção e qualidade do suco

Os níveis de incidência e severidade de sintomas das doenças resultam da interação hospedeiro-patógeno-ambiente. Nesse contexto, a favorabilidade do ambiente, em particular, depende do nível de umidade, intensidade de radiação solar, luminosidade e molhamento foliar, dentre outros fatores. Por outro lado, a magnitude de expressão desses fatores é dependente do ciclo e porte das plantas, e possivelmente, também, do alinhamento de plantio. No presente estudo, foi avaliada a influência dos alinhamentos de plantio N-S, L-O, NE-SO E NO-SE no desempenho agronômico de plantas de laranjas 'Natal'e 'Valência', assim como na severidade de sintomas da mancha-preta-dos-citros (MPC), causada por Guignardia citricarpa. Para tal, foram selecionadas cinco propriedades distribuídas ao longo do cinturão citrícola paulista, de talhões semelhantes, a partir das quais foram coletadas amostras de 50 frutos, em dez plantas de mesma linha, da região central dos mesmos. Tais frutos foram levados para laboratórios e analisados quanto aos níveis de severidade de sintomas da MPC, produção e qualidade do suco. Constatouse que os frutos oriundos de pomares implantados no alinhamento N-S apresentavam menores níveis de severidade da doença, enquanto no alinhamento NE-SO, os mais elevados. Propriedades localizadas mais ao sul do Estado de São Paulo apresentaram menores níveis de doença, provavelmente em consequência da ocorrência recente da doença em tais áreas. em relação à produção, os alinhamentos de plantio N-S e L-O proporcionaram maior número de frutos por planta, assim como quanto ao número de caixas por planta. Por outro lado, a menor produção foi verificada nos alinhamentos NO-SE. em relação à qualidade do suco, não foi possível estabelecer um padrão definido em termos de ratio e ºBrix e os respectivos alinhamentos de plantio. Foi verificado que os valores de ratio foram menores nos frutos de pomares localizados mais ao sul do Estado, de maiores latitudes.

Características do pelame de vacas Holandesas em ambiente tropical: um estudo genético e adaptativo

As características do pelame (espessura da capa, comprimento médio dos pêlos, número de pêlos por unidade de área, densidade de massa dos pêlos, ângulo de inclinação dos pêlos com respeito a superfície da epiderme e diâmetro médio do pêlos) foram avaliadas em 973 vacas da raça Holandesa, entre novembro de 2000 e abril de 2001, numa área localizada 20cm abaixo da coluna vertebral, no centro do tronco, tanto nas malhas brancas como nas negras. As amostras de pêlos foram obtidas com um alicate comum adaptado. O método da Máxima Verossimilhança Restrita (REML) foi usado para estimar os componentes de variância e covariância sob modelo animal, sendo empregado o sistema MTDFREML. Os resultados mostraram que as características do pelame preto são diferentes das do branco, quando os animais são criados em ambiente tropical. O pelame preto apresentou-se menos denso, com pêlos mais curtos e grossos devido à maior necessidade de perder calor, enquanto que, o pelame branco é mais denso e com pêlos mais compridos, oferecendo uma melhor proteção contra à radiação solar direta. A seleção de vacas predominantemente negras pode ser uma boa escolha para aumentar a resistência do gado Holandês às condições do ambiente tropical, principalmente à radiação solar, quando esses animais são criados a campo, devido a que a epiderme sob esse tipo de malhas é altamente pigmentada. Tal seleção pode ser facilmente realizada, considerando a alta herdabilidade (h²=0,75) para a proporção de malhas negras. Esta seleção deve ser realizada no sentido de um pelame menos denso, com pêlos curtos e grossos favorecendo as perdas de calor sensível e calor latente.

Florescimento em cana-de-açúcar

O florescimento da cana-de-açúcar é um processo fisiológico complexo formado por vários estádios de desenvolvimento, e cada estádio tem a sua própria necessidade ambiental e fisiológica. Os fatores externos relacionados com o florescimento são: fotoperíodo, temperatura, umidade e radiação solar, além da fertilidade do solo. Por outro lado, os fatores internos envolvem fitocromo, hormônios, florígeno, ácidos nucleicos, dentre outros. A intensidade do processo de florescimento e as consequências na qualidade da cana-de-açúcar variam com a variedade e com o clima. A redução do volume de caldo é o principal fator no qual o florescimento interfere, resultante do aumento do teor de fibras. Como as demais Poaceae, a cana-de-açúcar floresce, frutifica e morre, garantindo a perpetuação da espécie. Dessa forma, o homem procura interferir na natureza tentando evitar o florescimento da cana-de-açúcar, seja por meio de melhoramento genético ou por meio de reguladores vegetais. em áreas comerciais de produção de cana-de-açúcar, onde há condições ideais para o florescimento da cultura, é recomendado o uso de variedade com potencial menos florífero. E, quando não é possível esse manejo varietal, o uso de inibidores do florescimento é a melhor alternativa para evitar mais perdas no conteúdo de sacarose.

Efeito da temperatura ambiental na densidade e ponto de congelamento do leite de cabra

Seis cabras Pardas Alpinas com produção média de leite de 2,5kg/dia, foram distribuídas aleatoriamente em dois grupos de três cada, submetidas a termoneutralidade ou estresse térmico. Usou-se um delineamento estatístico crossover. Um período de adaptação de 28 dias foi seguido por quatro intervalos de 14 dias cada, durante os quais os animais sob estresse foram expostos à temperatura média do ar de 33,84ºC das 8 às 17 horas, incluindo radiação solar simulada das 10 às 15 horas. Na segunda semana de cada intervalo experimental amostras de leite individuais foram coletadas diariamente pela manhã e à tarde, adicionando-se conservador. No final da semana as amostras de cada ordenha foram misturadas formando-se amostras compostas nas quais foram efetuadas determinações de pH, acidez titulável, densidade e ponto crioscópico. Os resultados indicaram que os valores obtidos para densidade e ponto crioscópico são compatíveis aos encontrados por diversos autores em diferentes países. Constatou-se valor maior para densidade no leite ordenhado pela manhã, em relação ao da tarde, sendo que o intervalo desigual entre as ordenhas deve ter influído neste resultado. Não se verificou diferença estatística significativa para esta propriedade no leite das cabras em condições de termoneutralidade e de estresse térmico. Para o ponto crioscópico não se observou diferença estatística entre o leite ordenhado pela manhã e à tarde. Houve diferença estatística significativa para esta propriedade física entre o leite das cabras em condições de termoneutralidade e estresse térmico, sendo o valor médio maior, para as condições de termoneutralidade.

Albedo e estimativas do saldo de radiação em feijão-vagem sob cobertura de plástico e ambiente externo

Este trabalho objetivou determinar o albedo (r) no espectro solar e estimar o saldo de radiação, em ambientes cultivados com feijão-vagem (Phaseolus vulgaris L.), em condições de campo e em casa de vegetação com cobertura de polietileno, em Botucatu, SP, (22º 54' S; 48º 27' W; 850 m). A irradiância solar global (Rg) e a radiação solar refletida (Rr) foram utilizadas na determinação do albedo através da razão entre Rr e Rg. Curvas diurnas de r foram traçadas para dias com céu parcialmente nublado e claro, em fases fenológicas da cultura. Os valores do albedo diurno, obtidos através dos totais de radiações, foram utilizados para analisar a variação desse índice durante o ciclo da cultura, nos dois ambientes. O albedo variou com a elevação solar, o ambiente e as fases fenológicas da cultura. A variação de nebulosidade praticamente não influiu sobre o albedo, para totais diurnos. As estimativas do saldo de radiação nas fases vegetativa, reprodutiva e no ciclo da cultura, foram realizadas por meio de regressões lineares simples, tendo como variáveis independentes a irradiância solar global (Rg) e o saldo de radiação de ondas curtas (Rc). Todas as estimativas de radiações apresentaram um melhor ajustamento para fases fenológicas que para o ciclo como um todo. O saldo de radiação (Rn), em condições de campo, ficou bem estimado pela irradiância solar global e o saldo de ondas curtas. O saldo de radiação interno (RnI) à casa de vegetação mostrou-se satisfatoriamente estimado pela irradiância global externa (RgE).

Construção, calibração e análise de desempenho de um piranômetro de baixo custo, baseado no modelo Kimball-Hobbs

In this work a pyrometer using the classic model of Kimball-Hobbs was developed, tested and calibrated. The solar radiation is verified through the temperature difference between the sensible elements covered by absorbing (black) and reflecting (white) pigmentations of the incoming radiation. The photoacoustic technique was used to optimize the choice of the pigments. Methodologies associated with linearity, thermo-variation, sensibility, response time and distance are also presented. To correctly classify the results, the international standard ISO 9060 as well as indicative parameters of World Meteorological Organization (WMO) are used. In addition a system of data acquisition of two channels with 12 bits, constructed during the this time, was used to measure the global solar radiation on the ground by the pyrometer and also by another pyrometer certified in the case of Keep & zonen. The results statistically show, through the hypothesis test presented here, that both equipments find population average with 95% of correctness