Análise de sensibilidade e calibração do modelo SWAT aplicado em bacia hidrográfica da região sudeste do Brasil

Estimativas da perda de água e solo por erosão têm sido realizadas ao redor do mundo, com base na utilização de modelos empíricos ou conceituais, como o SWAT (Soil and Water Assessment Tool). O SWAT, amplamente utilizado para predizer o impacto das alterações no uso e no manejo do solo, entre outros, sobre a perda de solo e a vazão de curso de água, é extremamente sensível à qualidade dos dados de entrada. Assim, antes da simulação é necessário que se realize uma análise de sensibilidade de tal forma que se possa dar ênfase maior à aquisição e refinamento de determinados dados, diminuir as incertezas e aumentar a confiança nos resultados gerados. O processo de calibração, embora demorado, deve ser sempre realizado a fim de garantir que os resultados da simulação sejam comparáveis aos dados obtidos em campo. O sucesso da aplicação do modelo nessa bacia, sem estudos desse tipo, possibilita que os resultados sejam extrapolados para bacias de características semelhantes. Neste trabalho, a partir dos resultados produzidos em 10 parcelas experimentais instaladas na bacia hidrográfica do ribeirão São Bartolomeu, região Sudeste do Brasil, foram realizadas a análise de sensibilidade e a calibração do modelo SWAT. Os resultados foram satisfatórios, de acordo com o coeficiente de eficiência de Nash e Sutcliffe (COE), utilizado para avaliação do desempenho do modelo, sendo obtidos os valores de COE de 0,808 para a produção de sedimentos e 0,997 para a vazão, os quais representam modelos bem calibrados. A análise de sensibilidade não foi influenciada pela maior ou menor discretização da bacia, o que facilitou o processo de análise. A sensibilidade dos parâmetros foi variável em cada sub-bacia, de acordo com seu uso e ocupação, não podendo ser generalizada, isto é, as características das sub-bacias exercem influência na sensibilidade dos parâmetros.

Simulador de chuva tipo empuxo com braços movidos hidraulicamente: fabricação e calibração

O uso de simuladores de chuva é fundamental em estudos de erosão hídrica pluvial. Com eles é possível controlar as condições experimentais, principalmente as características da chuva, e compreender melhor o processo erosivo do solo. Vários tipos de simulador de chuva foram desenvolvidos desde 1930 no mundo. Atualmente, o tipo Swanson é o mais utilizado. No entanto, um pequeno número desses simuladores está em pleno funcionamento no Brasil, devido ao alto grau de desgaste e às dificuldades de manutenção. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um novo modelo de simulador de chuva, construído predominantemente em alumínio, desprovido de motor para rotação dos braços e movido hidraulicamente por empuxo. O simulador de chuva movido hidraulicamente por empuxo mantém em geral as características do modelo Swanson, sobretudo aquelas relacionadas às características de chuva produzida, tendo sido minimizados seu excesso de peso e a necessidade de uso de um motor a gasolina para movimento dos braços, denominado "Tipo Empuxo". Essas características tornaram o novo modelo mais leve, econômico, silencioso e de fácil manejo na área experimental do que o modelo Swanson, sendo possível deslocá-lo com apenas quatro pessoas. A intensidade da chuva correlacionou-se linear e positivamente com a pressão da água no manômetro.

Calibração de um equipamento de TDR para medida de umidade de solos

Este estudo visou à obtenção das curvas de calibração de um equipamento de TDR (Time Domain Reflectometry) em cinco solos da região de Piracicaba, SP, e testou a adequação da calibração interna do equipamento e das curvas genéricas de calibração. As curvas ajustadas, em cada solo separadamente, apresentaram coeficientes de determinação (R²) da ordem de 0,99, e a curva ajustada para o conjunto de dados dos cinco solos apresentou R² = 0,976. A análise de erros-padrão de estimativa mostrou que as curvas genéricas não se prestam às aplicações mais sensíveis, tais como na determinação absoluta do conteúdo de água do solo. Os testes de comparação entre as curvas ajustadas, a curva genérica e a curva embutida no equipamento mostraram que a primeira é superior às demais. O estudo mostrou, também, que a curva de calibração embutida no equipamento é inadequada para as determinações de umidade nos cinco solos estudados.

Calibração de métodos de análise de fósforo e resposta do feijão ao fósforo no sulco

O feijoeiro e o milho apresentam respostas significativas ao P, mas deve-se avaliar adequadamente sua disponibilidade no solo para recomendar adubação fosfatada. O objetivo deste trabalho foi calibrar os métodos Mehlich-1, Mehlich-3 e Resina, pela relação entre teores de P extraídos do solo com produtividade das culturas de feijão e milho, e avaliar a resposta do feijoeiro à adubação fosfatada no sulco. Os tratamentos constituíram-se de 250, 500 e 1.000 kg ha-1 de P2O5 aplicados a lanço, obtendo-se quatro cultivos de feijão 'Carioca' em rotação com milho 'BR 201'. No último cultivo do feijão, as parcelas subdivididas receberam 0, 75, 150 e 300 kg ha-1 de P2O5 no sulco. As produtividades aumentaram com a adubação fosfatada, sendo linear em relação ao feijão até 1.000 kg ha-1 de P2O5, e quadrática em relação ao milho. Os três métodos apresentaram boa capacidade de predição da disponibilidade de P no solo, e mostraram correlação significativa entre si. O nível crítico de P para obter 80% do rendimento máximo para o milho foi de 10, 14 e 17 mg dm-3, respectivamente, pelos métodos Mehlich-1, Mehlich-3 e Resina. O feijão apresentou resposta significativa à adubação fosfatada no sulco, variando com a disponibilidade de P existente no solo.

Calibração do medidor de clorofila Minolta SPAD-502 para avaliação do conteúdo de nitrogênio do milho

O objetivo deste trabalho foi calibrar o medidor de clorofila Minolta SPAD-502 para avaliação da nutrição nitrogenada das plantas de milho, baseando-se na prévia comparação das leituras de clorofila com os teores obtidos pelos extratores N,N-dimetilformamida (DMF) e acetona 80%. No campo, foram avaliados os teores de clorofila em folhas de milho cultivado sob plantio direto após a cultura de aveia-preta e após a de tremoço-branco, por duas safras consecutivas. A extração da clorofila com a solução DMF, por 72 horas, foi a mais indicada para a calibração do medidor de clorofila SPAD502 na cultura do milho. O ajuste do modelo linear expressou melhor a relação entre o conteúdo de clorofila e as leituras do SPAD na cultura do milho, e seu uso produziu resultados coerentes com o estado nutricional da cultura.

Calibração de câmara semiaberta estática para quantificação de amônia volatilizada do solo

O objetivo deste trabalho foi calibrar uma câmara prática e de baixo custo, para quantificar a amônia volatilizada do solo. A calibração da câmara foi realizada pela técnica do balanço do isótopo 15N. A amônia volatilizada foi capturada por uma câmara semiaberta livre estática (SALE), confeccionada a partir de garrafa de plástico transparente de politereftalato de etileno (PET) de 2 L. O interior da câmara apresentava livre circulação de ar, e possuía uma lâmina de espuma de poliuretano, com 2,5 cm de largura e 25 cm de comprimento, pendurada verticalmente, com a extremidade inferior inserida em frasco com solução ácida, que mantinha a espuma saturada. A recuperação do 15N-NH3 no coletor aumentou de forma linear com o aumento da taxa de volatilização de NH3 do solo. Os testes de campo mostraram eficiência de 57% na recuperação do N-NH3 volatilizado do solo. O intervalo de coletas das espumas pode variar de um a seis dias, sem comprometer a eficiência do sistema. Para estudos de campo, com uso do método proposto, o fator de correção de 1,74 deve ser usado para estimar a real taxa de volatilização de amônia do solo.

Acurácia e calibração de sonda de capacitância em Latossolo Vermelho cultivado com cafeeiro

O objetivo deste trabalho foi determinar a acurácia da sonda de multisensores de capacitância "Delta-T Profile probe PR2/6", na avaliação do conteúdo de água do solo com uso de calibrações padrão do fabricante, realizar a calibração para condições específicas de locais e profundidades de amostragem do solo e obter coeficientes de calibração para medições acuradas em tempo real. Em janeiro de 2010, foram coletadas amostras de solo com estrutura preservada a diferentes profundidades, nas linhas de plantio do cafeeiro e nas entrelinhas. As análises foram realizadas em laboratório, com o sensor ML2x Theta probe. Após a obtenção das leituras do sensor, o teor de água foi determinado por meio do método gravimétrico. Foram utilizadas amostras de Latossolo Vermelho distrófico muito argiloso. As calibrações padrão do fabricante (mineral e orgânica) não não se mostraram adequadas para emprego nas condições de manejo (locais e profundidades de amostragem) avaliadas. Na impossibilidade de averiguar a acurácia obtida pelo método recomendado pelo fabricante, o uso de ajustes de regressão linear ou da ferramenta Solver mostrou-se útil no processo de calibração. São necessárias apenas duas equações de calibração para avaliação do teor de água das situações contrastantes de manejo.

Verificação do fator de calibração e indicador da qualidade do feixe de aceleradores lineares

Um programa de garantia da qualidade é um pré-requisito obrigatório para a exatidão necessária em radioterapia. Este trabalho relata parte dos testes de rotina mensal do controle da qualidade dos aceleradores lineares do Instituto Nacional do Câncer, relativos à calibração dos feixes de fótons e elétrons, no período de dois anos. Os resultados foram comparados com as recomendações do protocolo AAPM TG-40. Na análise do fator de calibração para o feixe de fótons foi encontrado um desvio máximo de 12%; para o feixe de elétrons o maior desvio encontrado foi 10%. A flutuação observada no indicador da qualidade do feixe para os feixes de elétrons foi maior que para os feixes de fótons. Os resultados confirmam a importância de um programa de garantia da qualidade em um serviço de radioterapia, permitindo correções rápidas da dose administrada ao paciente.

Intercomparação e calibração de medidores de atividade utilizados em serviços de medicina nuclear

OBJETIVO: O objetivo deste trabalho foi estabelecer um padrão de trabalho para intercomparação e calibração de medidores de atividade (calibradores de dose) utilizados na maioria dos serviços de medicina nuclear, para determinação da atividade dos radionuclídeos administrados aos pacientes nos exames específicos ou nos procedimentos terapêuticos. MATERIAIS E MÉTODOS: Foi utilizado um calibrador de dose comercial, um conjunto de fontes radioativas padrões, além de seringas, frascos e ampolas contendo soluções de radionuclídeos utilizados em medicina nuclear. RESULTADOS: O calibrador de dose comercial foi calibrado com soluções de radionuclídeos utilizados em medicina nuclear. Os testes simples do instrumento, tais como o teste de linearidade e da variação da resposta com o volume da fonte a uma concentração de atividade constante, foram descritos e realizados. CONCLUSÃO: O instrumento estudado pode agora ser utilizado como sistema de referência para intercomparação e calibração de outros instrumentos medidores de atividade, como um método de controle da qualidade de calibradores de dose utilizados em serviços de medicina nuclear.

Comparação entre fatores de calibração em termos de dose absorvida no ar para uma câmara de ionização de placas paralelas

OBJETIVO: O objetivo deste trabalho foi realizar uma comparação entre os fatores de calibração em termos de dose absorvida no ar determinados em feixes gama (60Co) e de elétrons. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram utilizados um irradiador de 60Co e um acelerador linear Varian, modelo Clinac 2100C, com feixes de fótons e de elétrons. Foram testadas uma câmara de ionização cilíndrica e três de placas paralelas. RESULTADOS: Os sistemas de medidas foram submetidos aos testes preliminares (estabilidade de resposta e corrente de fuga), com resultados muito bons. Os fatores de calibração em termos de dose absorvida no ar foram determinados utilizando-se quatro sistemas de medidas e dois tipos de objetos simuladores, com a obtenção de resultados dentro das recomendações internacionais. CONCLUSÃO: Os resultados mostraram que os fatores de calibração em termos de dose absorvida no ar obtidos para câmaras de ionização de placas paralelas, determinados em feixes de 60Co, são no máximo 1,2% mais altos que os valores obtidos em feixes de elétrons de altas energias.

Calibração das câmaras de ionização para feixes de tomografia computadorizada no Brasil: a realidade atual

OBJETIVO: O objetivo deste trabalho foi estabelecer, no Laboratório de Calibração de Instrumentos do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, uma metodologia de calibração específica para as câmaras de ionização tipo lápis, que são utilizadas em procedimentos dosimétricos em feixes de tomografia computadorizada, seguindo as mais recentes recomendações internacionais. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram utilizados, neste estudo, um equipamento de radiação X industrial, várias câmaras de ionização, um sistema de colimação móvel (tipo diafragma) e vários filtros de alumínio de alta pureza. RESULTADOS: Foram estabelecidos os campos padrões de radiodiagnóstico descritos na norma internacional IEC 61267, e foi elaborado um procedimento de calibração adequado para as câmaras de ionização tipo lápis. CONCLUSÃO: Atualmente, já é possível calibrar apropriadamente as câmaras de ionização tipo lápis no Brasil. O procedimento de calibração foi definido com base nas recomendações internacionais e em testes feitos com duas metodologias distintas.

Calibração multivariada para sistemas com bandas sobrepostas através da análise da fatores do tipo Q

A multivariate calibration method to determine chemical compositions of systems with severely overlapped bands is proposed. Q mode factors are determined from the spectral data and subsequently rotated using the varimax and oblique transformation of Imbrie. The method is applied to two sets of simulated data to test the sensitivity of analytical results to random experimental error. The chemical concentrations of alanine and threonine mixture are determined from spectral data of the 302,5 - 548,5 nm region.

Quimiometria I: calibração multivariada, um tutorial

The aim of this work is to present a tutorial on Multivariate Calibration, a tool which is nowadays necessary in basically most laboratories but very often misused. The basic concepts of preprocessing, principal component analysis (PCA), principal component regression (PCR) and partial least squares (PLS) are given. The two basic steps on any calibration procedure: model building and validation are fully discussed. The concepts of cross validation (to determine the number of factors to be used in the model), leverage and studentized residuals (to detect outliers) for the validation step are given. The whole calibration procedure is illustrated using spectra recorded for ternary mixtures of 2,4,6 trinitrophenolate, 2,4 dinitrophenolate and 2,5 dinitrophenolate followed by the concentration prediction of these three chemical species during a diffusion experiment through a hydrophobic liquid membrane. MATLAB software is used for numerical calculations. Most of the commands for the analysis are provided in order to allow a non-specialist to follow step by step the analysis.

Redes neurais e suas aplicações em calibração multivariada

Neural Networks are a set of mathematical methods and computer programs designed to simulate the information process and the knowledge acquisition of the human brain. In last years its application in chemistry is increasing significantly, due the special characteristics for model complex systems. The basic principles of two types of neural networks, the multi-layer perceptrons and radial basis functions, are introduced, as well as, a pruning approach to architecture optimization. Two analytical applications based on near infrared spectroscopy are presented, the first one for determination of nitrogen content in wheat leaves using multi-layer perceptrons networks and second one for determination of BRIX in sugar cane juices using radial basis functions networks.

O conceito de incerteza aplicado aos processos de medição associados à preparação de uma solução de referência para calibração

The implementation of a quality assurance program in chemical analytical laboratories, that can aid in demonstrate the quality of their results, is an issue of great concern. As a consequence, it is mandatory to give an estimate of the confidence that can be placed on the obtained results. An useful measure of this confidence is the measurement uncertainty and, nowadays, a result without the corresponding uncertainty statement cannot be considered reliable. This paper presents a summary of the most important mechanisms for the evaluation and reporting of the measurement uncertainty. In implementing these principles, it is described the measurement uncertainty estimation associated with the preparation of a uranium elemental reference solution at 2.4 mg.kg-1 from the corresponding certified reference material (in this example at 1003 mg.kg-1).