Avaliação e comparação do potencial solar e fotovoltaico em zonas urbanas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente – Perfil de Gestão e Sistemas Ambientais

Produção e caracterização de materiais com gradiente funcional a partir de ligas com memória de forma

O presente trabalho incidiu no estudo da possibilidade de se obter uma variação das propriedades funcionais numa liga de NiTi rica em Ni comercial a partir de um processo de tratamentos térmicos localizados por efeito de Joule. Para tal, foram tratados troços de fitas de NiTi sujeitas a diferentes tratamentos termo-mecânicos prévios, que foram posteriormente sujeitos a análise térmica por DSC (Differential Scanning Calorimetry) para se identificar a influência dos tratamentos térmicos nas temperaturas de transformação. As fitas foram também sujeitas a ciclos de deformação com utilização de um extensómetro para averiguar a influência de cada troço na deformação/recuperação globais. Estes estudos foram complementados por ensaios de resistividade elétrica, identificando-se as variações de resistividade nos diferentes troços, e por ensaios de DRX para complementar a análise térmica de modo a determinar as fases existentes nas fitas às diferentes temperaturas. Questões relacionadas com o processo e os seus diferentes parâmetros de operação foram também identificados e discutidas de modo a se poder adaptar e aperfeiçoar no futuro. Os resultados mostraram que este processo se adequa ao objetivo pretendido, com capacidade superior para se obter uma variação espacial das propriedades funcionais relativamente a outros métodos utilizados.

Diagnóstico de uma área compactada por atividade minerária, na floresta amazônica, empregando métodos geoestatísticos à variável resistência mecânica à penetração do solo

O processo de mineração provoca uma desfiguração do terreno e uma completa alteração da paisagem. Um problema bastante comum na revegetação de áreas degradadas na exploração mineral compreende a compactação do solo/substrato devido ao intenso tráfego de máquinas e movimentação de terra. Os problemas mais comuns da compactação de uma superfície degradada são: aumento da resistência mecânica à penetração radicular, redução da aeração, alteração do fluxo de água e calor, comprometendo a disponibilidade de água e nutrientes do local. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo básico diagnosticar, de forma espacial, a compactação de uma área minerada por meio da resistência mecânica à penetração. O diagnóstico da área compactada foi efetuado para orientar uma futura subsolagem no local visando posterior revegetação. Através dos estudos, concluiu-se que o método de interpolação (krigagem), de acordo com a variação espacial da resistência mecânica à penetração, permite dividir a área estuda em subáreas possibilitando um futuro gerenciamento localizado de forma a reduzir custos e interferências desnecessárias ao ambiente. O método mostrou-se bastante eficiente e pode ser utilizado em diagnóstico da compactação em áreas mineradas, prevendo necessidade de subsolagem.

Avaliação quantitativa da geodiversidade: desenvolvimento de instrumentos metodológicos com aplicação ao ordenamento do território

Tese de Doutoramento em Ciências (Especialidade de Geologia)

Distribuição horizontal da macrofauna bentônica na praia do Cassino, extremo sul do Brasil

A distribuição horizontal da macrofauna bentônica na praia do Cassino, Rio Grande do Sul, Brasil foi estudada durante o período de um ano (junho 2004 a maio de 2005) com base em coletas mensais. Foram escolhidos três locais, com 50 m de distância um do outro, sendo que em cada local foram fundeadas três transversais 2 m equidistantes. Cada transversal estendeu-se da base das dunas primárias até aproximadamente 1 m de profundidade no infralitoral. A distância dos níveis de coleta em cada transversal foi de 20 m até o limite superior da zona de varrido, a partir do qual a distância foi de 10 m. Em algumas ocasiões foi evidenciada variação espacial horizontal de alguns dos principais táxons, bem como da comunidade bentônica dentro de uma escala de 50 m e 100 m. Esta variação foi provavelmente reflexo da ação das marés meteorológicas que causam abrupta elevação do nível do mar.

Estrutura ecológica de populações marinhas em Cabo Verde

No meio ambiente marinho, a apreensão e assimilação das escalas de variação espacial e temporal constitui condição indispensável na compreensão da dinâmica e da estrutura de populações. Em sistemas de arquipélagos, estes processos são influenciados por interacções múltiplas entre os factores físicos do meio como a batimetria, a topografia, a morfologia das ilhas, a extensão das plataformas insulares e a distância geográfica, associados à variações hidrodinâmicas de curta e média escala. Esta tese de doutoramento pretende definir e modelar o funcionamento ecológico do arquipélago de Cabo Verde em termos de estrutura e dinâmica de populações demersais. O trabalho considera as escalas de ilha, mês e estação do ano e analisa as principais variáveis que influenciam a variação espacial e temporal da distribuição e abundância das espécies. O objectivo estabelecido foi alcançado graças a uma abordagem metodológica que privilegia a interdisciplinaridade. Procura assim optimizar as vantagens e possibilidades técnicas oferecidas em diversas disciplinas relacionadas, directa ou indirectamente, com a Oceanografia, tais como a Biologia Haliêutica, a Geoestatística, a Ecologia Numérica, a Geometria Morfométrica e a Física. Numa primeira etapa, a partir de capturas comerciais de 18 espécies de peixes demersais, este trabalho põe em evidência a existência de uma estrutura ecológica ligada à distância geográfica e à batimetria, estes como os principais factores de isolamento físico entre as ilhas. Esta estrutura é relativamente menos marcante durante a estação fria, entre Dezembro e Abril, do que durante a estação quente, entre Maio e Novembro. Estes mesmos dados de pesca são em seguida utilizados para ilustrar a existência de uma estratégia de ocupação do espaço independente da densidade das populações demersais, dependendo essencialmente do espaço disponível, que assume assim natureza de factor limitante da dinâmica espacial em sistemas insulares oceânicos. Assim, as populações das ilhas de plataforma mais reduzida tendem em se distribuir no espaço segundo uma dinâmica espacial de densidade proporcional em relação à sua abundância. Contrariamente, aquelas das ilhas de plataformas relativamente largas, revelam uma variação diferencial da densidade, provavelmente relacionada com a heterogeneidade do ambiente local. Numa segunda etapa, esta tese descreve a estrutura fenotípica das populações de uma espécie de peixe demersal – a Garoupa (Cephalopholis taeniops) baseada em variações de forma do corpo. As variações fenotípicas interilhas são manifestamente significativas e mais expressivas do que as variações intra-ilhas. Estas divergências morfológicas estão correlacionadas positivamente com o isolamento físico, corroborando assim a hipótese segundo a qual a fragmentação natural dos habitats no Arquipélago de Cabo Verde pode ser interpretada em termos de estrutura de populações marinhas. Finalmente, um padrão hidrodinâmico é descrito par o arquipélago, pondo em evidência estruturas de circulação turbilhonária assimétrica (ciclónica e anti-ciclónica) e correntes este-oeste e norte-sul, à jusante das ilhas. Estes padrões de circulação são influenciados pelo isolamento físico entre as ilhas segundo uma variação sazonal que coincide com a sazonalidade climática e determinam a conectividade hidrodinâmica entre as ilhas. O estudo destes processos põe em evidência mecanismos de conexão potencialmente importantes nas trocas de matéria entre ilhas e, consequentemente, na manutenção das populações ao nível d’ilha e arquipélago. As ilhas orientais são as mais vulneráveis e representam uma fonte de matéria biológica para as ilhas do norte e para as do sul. Um balanço « larvar » resultante da definição e implementação de um modelo de deriva Lagrangiana de partículas fornece importantes elementos de diagnóstico sobre a situação de certos stocks explorados e levanta um interessante debate sobre a eficiência das estratégias actuais e futuras de gestão e conservação dos recursos marinhos em Cabo Verde.

Mortalidade de abelhas visitantes de flores de Caesalpinia peltophoroides Benth (Leguminosae) no estado de São Paulo, Brasil

É relatada a mortalidade de abelhas (213 fêmeas e 60 machos) pertencentes a 20 espécies ao visitarem as inflorescências de Caesalpinia peltophoroides. A presença presumida de um composto tóxico no néctar mostrou grande variação espacial e temporal. Árvores individuais produziram ou não mortalidade de abelhas em diferentes períodos de floração e árvores vizinhas mostraram efeitos distintos em cada floração. A toxicidade sobre as abelhas foi igualmente variável. A maior parte das abelhas morria logo após visitarem as flores; algumas mostravam sinais de narcose, morrendo em seguida; poucas, após um período de narcose, deixaram este estado e voaram. Utilizando o índice de desgaste alar foram observadas abelhas jovens (29%), velhas (26%) e de idade intermediária (45%) (n = 227) entre as abelhas mortas. Se a presença do presumido composto tóxico afeta ou não o fitness da planta requer inicialmente a identificação de qual(is) fator(es) elicia(m) seu aparecimento. Uma vez que C. peltophoroides é amplamente utilizada em projetos paisagísticos urbanos, é necessário estimar o potencial efeito negativo sobre as comunidades de abelhas que vivem em áreas urbanas de diferentes regiões do Brasil. Até que este efeito seja conhecido, recomenda-se aos profissionais do planejamento urbano a não utilização paisagística da sibipiruna em nossas cidades.

Atributos de solo e cultura espacialmente distribuídos relacionados ao rendimento do milho

A agricultura de precisão pode aumentar a eficiência e a sustentabilidade da agricultura brasileira de grãos, principalmente auxiliando no manejo do solo e das culturas. O objetivo deste estudo foi avaliar a importância de atributos de solo e da cultura com variação espacial do rendimento de grãos de milho e o uso dessa informação para aprimorar as decisões sobre o manejo da cultura. Foram utilizados dados da safra 2005/6 de uma gleba comercial de milho de 18 ha, na região de Guarapuava, Paraná, em um solo Latossolo Bruno de textura argilosa. Atributos de solo (0-0,10 m) e cultura foram coletados em quadrículas georreferenciadas com densidade amostral de 2 ha-1. O rendimento de grãos espacializado foi avaliado com sensor de produtividade na colhedora. Esse rendimento apresentou variabilidade espacial (média de 12,4 Mg ha-1, com amplitude entre 11,1 e 14,0 Mg ha-1) relacionada aos atributos do solo: P-Mehlich-1, Mg2+, soma de bases e relações Ca:Mg, Mg:K e Mg:CTC, mas não da cultura, conforme uma matriz de correlação de Spearman. A análise por árvore de regressão identificou a saturação por Mg (Mg:CTC), com valor crítico de 0,10, e a relação Mg:K, com valor crítico de 2,30, como atributos de solo com efeito mais significativo, pois valores inferiores ao crítico estão relacionados aos menores rendimentos de grão. A análise de cluster confirmou os resultados obtidos com as duas análises estatísticas anteriores, e sua interpretação conjunta suporta a conclusão de que os elementos P e Mg eram os mais críticos em termos de necessidade de manejo localizado. Comparativamente, o manejo localizado com agricultura de precisão demandaria, na gleba, maior consumo de calcário (incremento de 6,6 Mg, sendo 3,4 Mg de calcário calcítico e 3,2 Mg do tipo dolomítico), menor consumo de P2O5 (- 235 kg) e maior consumo de K2O (+ 135 kg) em relação ao manejo uniforme (tradicional). Contudo, o manejo localizado permite que esses insumos sejam aplicados nas dosagens adequadas em partes específicas da gleba, e não uniformemente em toda a gleba, alterando positivamente a produtividade dessas partes. Quando as tomadas de decisão sobre o manejo são auxiliadas por ferramentas estatísticas apropriadas, a agricultura de precisão é viável tecnicamente para o manejo de atributos químicos do solo, proporcionando assim a otimização no uso de insumos e, potencialmente, contribuindo para o rendimento economicamente ideal.

valiação de métodos geoestatísticos na espacialização de índices agrometeorológicos para definir riscos climáticos

A definição das melhores datas para plantio de milho, adotadas no Zoneamento de Riscos Climáticos do Estado de São Paulo, é baseada nas variações espaço-temporais do índice de satisfação das necessidades de água da planta (ISNA), sendo a média ponderada o método de interpolação utilizado na espacialização deste parâmetro. Este método não considera a propagação espacial do erro da estimativa, o que permite interpretações imprecisas sobre as melhores datas de plantio, principalmente nas situações de início e de final do ciclo. O objetivo deste trabalho foi comparar métodos de espacialização de valores numéricos dos índices agrometeorológicos e avaliar sua variação espacial. Foram utilizados os métodos da média ponderada, krigagem ordinária e krigagem por indicação. A krigagem por indicação foi o método mais apropriado para espacializar o índice ISNA e definir a melhor data de plantio do milho.

Mapeamento da condutividade elétrica e relação com a argila de Latossolo sob plantio direto

O objetivo deste trabalho foi mapear e avaliar a variabilidade espacial da condutividade elétrica do solo (CE), obtida por meio de sensor de contato de campo, num Latossolo Vermelho distroférrico, sob plantio direto de grãos, e relacionar a CE com os teores de argila medidos pelo método do densímetro, em amostras georreferenciadas de solo. As amostras foram coletadas numa área de 13 ha, por meio de uma grade de 40x40 m e de grades de 20x20 m, 10x10 m e 5x5 m. A continuidade espacial da CE e do teor de argila foi modelada com o uso de semivariogramas. A CE variou de 1,9 a 13,7 mS m-1, com valor médio de 5,2 mS m-1 e coeficiente de variação de 48%. O mapa interpolado mostrou tendência de aumento da CE com o aumento dos teores de argila. Os coeficientes de determinação foram de 0,78 e 0,77 entre CE e teor de argila, camadas 0-5 e 5-10 cm, respectivamente. O mapa da CE reflete suficientemente a variação espacial dos teores de argila para uso na delimitação de zonas de manejo.

Imagens do sensor MODIS associadas a um modelo agronômico para estimar a produtividade de soja

O objetivo deste trabalho foi estimar a produtividade de soja no Rio Grande do Sul, nas safras de 2000/2001 a 2002/2003, por meio de um modelo agronômico implementado em um Sistema de Informação Geográfica (SIG). Duas abordagens foram utilizadas: o modelo agronômico (AGRO), com valores de índice de área foliar (IAF) obtidos da literatura; e o modelo agronômico-espectral (AGROESPEC), com valores de IAF estimados a partir das imagens MODIS (moderate resolution imaging spectroradiometer). As estimativas de produtividade obtidas pelo modelo foram comparadas àquelas fornecidas pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), com o uso do teste t para pares de observação. Nas safras 2000/2001 e 2001/2002, não foram observadas diferenças significativas. Para 2002/2003, o modelo subestimou o valor de produtividade em 7,87 e 7,04%, nas abordagens AGRO e AGROESPEC, respectivamente, em comparação à produtividade fornecida pelo IBGE. Ambas as abordagens do modelo permitiram avaliação objetiva e quantitativa do efeito das condições meteorológicas sobre a produtividade de soja. Entretanto, o AGROESPEC forneceu estimativas mais detalhadas, no que se refere à variação espacial da produtividade, em razão do emprego dos valores de IAF estimados a partir das imagens MODIS.

Período de permanência de mudas de Eucalyptus grandis em viveiro baseado em parâmetros morfológicos

Mesmo tendo avançado nas técnicas de produção de mudas, ainda existem muitos problemas a serem solucionados, principalmente no que se refere à expedição de mudas da casa de vegetação. Assim, este trabalho teve como objetivo verificar a variação espacial de mudas de Eucalyptus grandis ao longo do tempo, para estabelecer formas de expedição das mudas da casa de vegetação no viveiro florestal da Universidade Federal de Santa Maria, RS. Para tanto, foi instalado um experimento, em que se realizaram quatro avaliações com intervalo de 15 dias, e cada repetição foi dividida em parcelas para determinar a melhor forma de saída das mudas da casa de vegetação. Foi verificado maior homogeneidade entre as parcelas aos 100 dias após a emergência (DAE), dividindo-se a bandeja em Bordadura x Centro, Frente x Centro x Fundo e quadrantes e aos 115 DAE, para a simulação Direita x Centro x Esquerda, com a porção central apresentando sempre os melhores resultados. Houve variabilidade significativa entre posições dentro da bandeja e ao longo do tempo nas diferentes simulações de parcelas, e aos 100 DAE obteve-se a homogeneidade em todas as variáveis nas parcelas simuladas, como Frente x Centro x Fundo, podendo a porção central ser liberada aos 100 DAE, enquanto as demais porções tiveram de aguardar até os 115 DAE.

Monitoramento da composição específica da comunidade de macrófitas aquáticas no reservatório Luis Eduardo Magalhães

O objetivo deste trabalho foi avaliar a composição e distribuição espacial e temporal da comunidade de macrófitas aquáticas diante de algumas variáveis abióticas no reservatório Luis Eduardo Magalhães, localizado no rio Tocantins. As coletas foram bimestrais, no período de março de 2005 a janeiro de 2006, em cinco regiões. Em cada região foram demarcados 15 pontos de coleta. Foram mensuradas a transparência da água e a condutividade elétrica em cada ponto de amostragem. Para avaliar a composição da comunidade e a distribuição das espécies, foi percorrida uma distância de cerca de 100 m de margem com embarcação em baixa velocidade, por aproximadamente 10 minutos. As espécies submersas foram inventariadas com um rastelo até 4 m de profundidade. Foi calculada a frequência de ocorrência e a diversidade beta. Os dados de presença e ausência das espécies foram analisados utilizando Análise de Correspondência Destendenciada DCA. Uma ANOVA One-Way foi empregada para avaliar o efeito dos períodos e regiões sobre as variáveis abióticas e bióticas. Foi aplicado o teste a posteriori de Tukey quando houve diferenças significativas entre as variáveis analisadas (P<0,05). Foi registrado um total de 50 espécies. As espécies com maior frequência foram Salvinia auriculata, Oxycaryum cubense e Najas microcarpa (submersa). A maior riqueza de espécies foi registrada nas regiões fluviais do reservatório (Areias e Tocantins). Os resultados evidenciam, ainda, que a variação espacial na composição das assembleias foi mais acentuada que a variação temporal.

Dinâmica do componente arbustivo-arbóreo de uma floresta de galeria aluvial no planalto de Poços de Caldas, MG, Brasil

A dinâmica do componente arbustivo-arbóreo foi investigada em uma floresta de galeria aluvial em Poços de Caldas, Minas Gerais, entre 1998 e 2005. Os objetivos principais foram: investigar se as taxas de dinâmica das florestas de galeria aluviais são inferiores a outras formações florestais ripárias tropicais e, se as inundações periódicas geram variação espacial na dinâmica no sentido Rio-Borda. A amostragem foi composta de 101 parcelas de 10 × 10 m, distribuídas em 5 blocos ao longo de, aproximadamente, 8 km da floresta do Rio das Antas. Cada bloco foi dividido em 3 setores (Rio, Interior e Borda). Comparativamente a outras florestas tropicais ripárias, a floresta em estudo apresentou taxas de dinâmica mais lentas. A Borda foi mais dinâmica que os outros setores, provavelmente devido à maior incidência luminosa, propiciando ambiente adequado às espécies de ciclo de vida curto.

Fitossociologia e distribuição de espécies arbóreas em uma floresta ribeirinha secundária no mnicípio de Rio Claro, SP, Brasil

(Fitossociologia e distribuição de espécies arbóreas em uma floresta ribeirinha secundária no Município de Rio Claro, SP, Brasil). Foram realizados os levantamentos florístico e fitossociológico em 0,44 hectare de floresta ribeirinha secundária em uma área de micro-bacia do Ribeirão Claro (Rio Claro, SP), visando investigar a estrutura e distribuição das espécies em uma comunidade com elevada heterogeneidade observada para a cobertura de dossel e regime hídrico dos solos. Foram amostrados todos os indivíduos arbóreos com perímetro a altura do peito (PAP) ³ 10 cm em 44 parcelas de 10 × 10 m. O regime hídrico foi avaliado por um ano e a cobertura de dossel foi quantificada com densiômetro esférico. Foram gerados os descritores fitossociológicos para toda a área amostral e para cada grupo resultante das análises de ordenação (DCA) e de agrupamento (Cluster). Verificou-se baixa riqueza florística (22 espécies) e elevados valores de importância concentrados em poucas espécies. A área apresentou, em escala local, três micro-ambientes distintos em relação à composição e estrutura da comunidade arbórea. A distribuição das espécies mais abundantes esteve associada à variação espacial da luminosidade no interior da mata, decorrente de aberturas no dossel (clareiras), e ao regime hídrico dos solos, caracterizado por diferentes condições de drenagem e alagamento nas parcelas ao longo do ano.