Rotina computacional para a determinação da velocidade de sedimentação das partículas do solo em suspensão no escoamento superficial

O presente trabalho teve como objetivo desenvolver uma rotina computacional para a determinação da velocidade de deposição de partículas em suspensão no escoamento superficial, verificar sua aplicação por intermédio de modelo de transporte de sedimentos e comparar os resultados obtidos com dados experimentais. Empregou-se na rotina o processo iterativo de Newton-Rapshon para a solução das equações empregadas na determinação da velocidade de deposição de partículas em suspensão no escoamento superficial, e na solução da equação do transporte de sedimentos empregou-se a técnica das diferenças finitas. Essas rotinas foram empregadas na implementação do modelo MTSES (Modelo para Transporte de Solutos no Solo e no Escoamento Superficial). As velocidades de queda das partículas obtidas pela rotina desenvolvida, em média, foram superestimadas, com erro relativo médio de 0,63%, o que possibilitou a utilização da rotina desenvolvida no MTSES. O modelo MTSES superestimou o total de sedimentos transportados pelo escoamento superficial para todas as intensidades de precipitação empregadas neste estudo, com variações porcentuais de 15,6 a 58,3%.

Taxa de emissão de CO2 de um latossolo fertirrigado com ácido fosfórico por gotejamento

A aplicação de fertilizantes fosfatados por meio de fertirrigação com sistemas de irrigação localizada pode causar obstrução de emissores. Para evitar esse problema, pode ser utilizado o ácido fosfórico como fonte de fósforo às plantas. Porém, têm sido pouco investigados os efeitos da irrigação relacionados às perdas de CO2 do solo para a atmosfera, em conseqüência da decomposição do carbono orgânico e da infiltração de água no solo. Neste trabalho, investigou-se, no período de um mês, o efeito da fertirrigação com ácido fosfórico nas taxas de emissão de CO2 de um latossolo desprovido de vegetação, na Área Experimental de Irrigação da UNESP, Câmpus de Jaboticabal - SP. Utilizou-se de um sistema de irrigação por gotejamento, com delineamento experimental em blocos casualizados, constando de cinco repetições e cinco tratamentos (0; 30; 60; 90 e 120 kg ha-1de P2O5), aplicados via fertirrigação com ácido fosfórico. Verificou-se que as taxas de emissão de CO2 aumentaram significativamente após as fertirrigações, porém não houve efeito da dose do ácido fosfórico sobre as taxas. A umidade do solo mostrou-se um fator importante na relação entre as variações das taxas de emissão e a temperatura do solo ao longo do período estudado.

Modelo dinâmico de simulação e otimização da força normal de reação do solo para um mecanismo de corte basal

O modelo físico foi baseado no método de Newton-Euler, sendo o mesmo desenvolvido utilizando o programa computacional científico Mathematica®. Realizaram-se várias simulações, nas quais se procurou obter a força normal de reação do solo variando velocidades de avanço (0,69; 1,12; 1,48; 1,82 e 2,12 m s-1); perfis de solo (senoidal, rampa ascendente e descendente) e altura do camalhão (0,025 e 0,05 m). Após as simulações iniciais, o mecanismo foi otimizado utilizando o programa computacional científico Matlab®, tendo como critério (função-objetivo) a minimização da força normal de reação do perfil (F N) e como variáveis de projeto os comprimentos das barras (L1y, L2, l3 e L4), altura da operação (L7), o comprimento inicial da mola (Lmo) e a constante elástica da mola (k t). A falta de robustez do mecanismo em relação à variável altura de operação foi contornada por meio do uso de mola com baixa rigidez e grande comprimento. Os resultados demonstraram que o mecanismo otimizado obteve desempenho de flutuação muito bom, em relação ao mecanismo inicial.

Projeto de um cortador de base para colhedora de cana-de-açúcar utilizando otimização matemática

Um cortador de base representado por um mecanismo de quatro barras foi desenvolvido utilizando-se do programa Autocad. Suas partes constituintes foram pré-dimensionadas em função das características operacionais de uma colhedora de cana-de-açúcar em sistema de cana crua e inteira, colhendo uma linha de cana por passada. A força normal de reação do perfil no ponto de contato foi determinada por meio da análise dinâmica, sendo as equações de equilíbrio dinâmico baseadas nas leis de Newton-Euler. O processo de otimização teve como objetivo minimizar a força normal de reação do solo, submetida a restrições de posição, trajetória, comprimento das barras, constante da mola e da força normal. Implementou-se o Algoritmo de Programação Quadrática Seqüencial - SQP do módulo de otimização do programa computacional Matlab. Os resultados mostraram melhora significativa no desempenho de flutuação do mecanismo, representada pela força normal de reação do perfil, a qual foi reduzida de 4.250,33 para 237,13 N. Posteriormente, outras variáveis foram incorporadas ao mecanismo otimizado e um segundo processo de otimização foi implementado.

Aplicação de métodos numéricos para estimativa de variáveis psicrométricas

O ar atmosférico é formado por uma composição de ar seco e vapor d'água, cujos valores da quantidade de vapor, em termos quantitativos, são variáveis em função dos elementos climáticos, tais como: temperatura e pressão. Portanto, para estimar os valores de umidade relativa do ar, são necessárias informações completas de séries de dados de temperatura do ar (Tar), pressão atual de vapor (e a) e temperatura de bulbo úmido (Tu). O trabalho apresenta como objetivo a elaboração de rotina computacional para encontrar valores da temperatura do termômetro de bulbo úmido (Tu) em função de outras variáveis, para uma série de dados obtidos, mediante a aplicação de métodos numéricos (Método de Newton-Raphson e Método da Secante), para fins de complementação de uma série de dados diários para Piracicaba - SP. Verificou-se que os métodos numéricos de Newton-Raphson e da Secante apresentaram bom desempenho na simulação dos resultados, porém o método da Secante apresentou-se como o melhor para encontrar os valores de Tu, mediante a resolução numérica da equação psicrométrica.

Variabilidade espacial da emissão de CO2 em Latossolos sob cultivo de cana-de-açúcar em diferentes sistemas de manejo

Neste trabalho, foi determinada a estrutura da variabilidade espacial da emissão de CO2, temperatura e umidade de solos desprovidos de vegetação em duas localidades sob cultivo da cana-de-açúcar, em sistemas de manejos de cana crua e de cana queimada, no nordeste do Estado de São Paulo. A emissão de CO2 e a temperatura do solo foram registradas utilizando-se de câmara de fluxo portátil e sensor de temperatura do sistema LI-6400. A umidade foi avaliada utilizando sistema portátil TDR. A maior emissão foi observada no local sob manejo de cana queimada, com valor médio de 2,05 μmol m-2 s-1, porém a dependência espacial na emissão de CO2 foi encontrada somente na área sob manejo de cana crua. Os mapas de krigagem da emissão de CO2, temperatura e umidade do solo sob manejo de cana queimada mostraram correspondência à declividade do terreno, com as maiores emissões e temperaturas localizadas na parte mais alta, sendo as maiores umidades do solo encontradas na parte mais baixa do local estudado. Os resultados indicam correlação linear positiva da emissão de CO2 com a temperatura, e negativa com a umidade do solo somente no local com manejo de cana queimada, e não no sistema de cana crua, onde a presença de palhada certamente impede a ação direta da radiação solar e o escoamento de chuvas.

Desempenho operacional de um protótipo "aerossolo"

O desempenho operacional de máquinas e equipamentos agrícolas é de fundamental importância para o conhecimento do comportamento desses em condições de trabalho. O presente estudo teve por objetivo avaliar o desempenho operacional de um protótipo "Aerossolo", tracionado por um trator Valtra BM100 4x2 TDA, com potência no motor de 73,6 kW (100 cv). O equipamento é de arrasto, constituído por comando hidráulico, cabeçalho com luva telescópica para regulagem longitudinal, duas seções dispostas lateralmente, contando com 28 lâminas em cada uma delas, lastros de concreto, rodas de transporte e rolo destorroador. O trabalho foi conduzido no Departamento de Engenharia Rural da UNESP -Jaboticabal, em delineamento em blocos casualizados, no esquema fatorial 3 x 3, com quatro repetições. A combinação dos nove tratamentos deu-se por três condições de lastragens (0; 960 e 1.307 kg) e três ângulos das seções (0º; 7º e 14º). Os resultados evidenciaram aumento de 32,4% no consumo operacional (L há-1) relacionado à maior lastragem, bem como em 26,8% com o maior ângulo das seções, ambos comparados à condição sem lastro e com menor ângulo, respectivamente. A profundidade de trabalho, a força de tração e a potência na barra aumentaram com o aumento do ângulo das seções e com a adição de lastros.

Temporal variability of soil CO2 emission after conventional and reduced tillage described by an exponential decay in time model

To study Assessing the impact of tillage practices on soil carbon losses dependents it is necessary to describe the temporal variability of soil CO2 emission after tillage. It has been argued that large amounts of CO2 emitted after tillage may serve as an indicator for longer-term changes in soil carbon stocks. Here we present a two-step function model based on soil temperature and soil moisture including an exponential decay in time component that is efficient in fitting intermediate-term emission after disk plow followed by a leveling harrow (conventional), and chisel plow coupled with a roller for clod breaking (reduced) tillage. Emission after reduced tillage was described using a non-linear estimator with determination coefficient (R²) as high as 0.98. Results indicate that when emission after tillage is addressed it is important to consider an exponential decay in time in order to predict the impact of tillage in short-term emissions.

Soil CO2 emission as related to incorporation of sugarcane crop residues and aggregate breaking after rotary tiller

Soil tillage is a process that accelerates soil organic matter decomposition transferring carbon to atmosphere, mainly in the CO2 form. In this study, the effect of rotary tillage on soil CO2 emission was investigated, including the presence of crop residues on the surface.Emissions were evaluated during 15 days after tillage in 3 plots: 1) non-tilled and without crop residues on soil surface (NTwo), 2) rotary tiller without the presence of crop residues on soil surface (RTwo), and 3) rotary tiller with the presence of crop residues in soil surface (RTw). Emissions from the RTw plot were higher than the other plots, (0.777 g CO2 m-2 h-1), with the lowest emissions recorded in the NTwo plot (0.414 g CO2 m-2 h-1). Total emission indicates that the difference of C-CO2 emitted to atmosphere corresponds to 3% of the total additional carbon in the crop residues in the RTw plot compared to RTwo. The increase in the RTwo emission in comparison to NTwo was followed by changes in the aggregate size distribution, especially those with average diameter lower than 2 mm. The increase in emission from the RTw plot in relation to RTwo was related to a decrease in crop residue mass on the surface, and its higher fragmentation and incorporation in soil. When the linear correlation between soil CO2 emission, and soil temperature and soil moisture is considered, only the RTw treatment showed significant correlation (p<0.05) with soil moisture.

Crop residues on short-term CO2 emissions in sugarcane production areas

The proper management of agricultural crop residues could produce benefits in a warmer, more drought-prone world. Field experiments were conducted in sugarcane production areas in the Southern Brazil to assess the influence of crop residues on the soil surface in short-term CO2 emissions. The study was carried out over a period of 50 days after establishing 6 plots with and without crop residues applied to the soil surface. The effects of sugarcane residues on CO2 emissions were immediate; the emissions from residue-covered plots with equivalent densities of 3 (D50) and 6 (D100) t ha-1 (dry mass) were less than those from non-covered plots (D0). Additionally, the covered fields had lower soil temperatures and higher soil moisture for most of the studied days, especially during the periods of drought. Total emissions were as high as 553.62 ± 47.20 g CO2 m-2, and as low as 384.69 ± 31.69 g CO2 m-2 in non-covered (D0) and covered plot with an equivalent density of 3 t ha-1 (D50), respectively. Our results indicate a significant reduction in CO2 emissions, indicating conservation of soil carbon over the short-term period following the application of sugarcane residues to the soil surface.

Emissão de CO2 do solo associada à calagem em área de conversão de laranja para cana-de-açúcar

A emissão de CO2 do solo (FCO2) em áreas agrícolas é resultante da interação de diversos fatores, sendo alterada pela prática de manejos do solo e da cultura, além das condições edafoclimáticas locais. Neste estudo, objetivou-se quantificar a FCO2 em função da calagem e posição da aplicação (antiga linha e entrelinha) da cultura da laranja em área de conversão para a cultura da cana-de-açúcar, no município de Frutal-MG. Os tratamentos avaliados foram: Linha/CC (linha com aplicação de calcário); Entrelinha/CC (entrelinha com aplicação de calcário); Linha/SC (linha sem aplicação de calcário), e Entrelinha/SC (entrelinha sem aplicação de calcário). FCO2, temperatura do solo (Ts) e umidade do solo (Us) foram avaliadas durante 12 dias. O maior valor médio da FCO2 ao longo do período de estudo foi observado no tratamento Linha/CC (9,63 µmol m-2 s-1); e o menor, no tratamento Entrelinha/CC (5,92 µmol m-2 s-1), segundo teste de Tukey. A FCO2 foi negativamente correlacionada à Us na Linha/CC (r = - 0,56; p < 0,05) e na Linha/SC (r = - 0,66; p < 0,05). Entre a FCO2 e a Ts, verificou-se correlação positiva e significativa na Linha/CC (r = 0,76; p < 0,001), na Linha/SC (r = 0,89; p < 0,001) e na Entrelinha/SC (r = 0,66; p < 0,05). Observou-se que a calagem e a posição de aplicação (linha e entrelinha) influenciaram nas emissões de CO2 do solo.

Mathematical modeling applied to the growth of tilapia in net cages in the sub middle of the São Francisco river

This study aimed to apply mathematical models to the growth of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) reared in net cages in the lower São Francisco basin and choose the model(s) that best represents the conditions of rearing for the region. Nonlinear models of Brody, Bertalanffy, Logistic, Gompertz, and Richards were tested. The models were adjusted to the series of weight for age according to the methods of Gauss, Newton, Gradiente and Marquardt. It was used the procedure "NLIN" of the System SAS® (2003) to obtain estimates of the parameters from the available data. The best adjustment of the data were performed by the Bertalanffy, Gompertz and Logistic models which are equivalent to explain the growth of the animals up to 270 days of rearing. From the commercial point of view, it is recommended that commercialization of tilapia from at least 600 g, which is estimated in the Bertalanffy, Gompertz and Logistic models for creating over 183, 181 and 184 days, and up to 1 Kg of mass , it is suggested the suspension of the rearing up to 244, 244 and 243 days, respectively.

Ultra-sonografia intra-operatória durante colecistectomia laparoscópica

Durante um período de sete meses, em noventa pacientes submetidos à colecistectomia laparoscópica foi realizada ultra-sonografia intra-operatória e, em 81 pacientes, a colangiografia intra-operatória foi possível. A ultra-sonografia laparoscópica (USL) foi realizada através dos trocartes umbilical e epigástrico, sem mobilização duodenal e após a colangiografia sistemática. A USL detectou coledocolitíase em 11 pacientes (12,2%), embora apenas seis (6,6%) destes pacientes tivessem este diagnóstico antes da cirurgia. A colangiografia diagnosticou coledocolitíase em 8,8% dos casos. As vias biliares foram visualizadas pela USL em todos os casos. Durante a colecistectomia laparoscópica, a ultra-sonografia intra-operatória é uma técnica simples e eficiente na detecção de cálculos na via biliar principal.

Predição da coledocolitíase pela associação de indicadores clínicos e laboratoriais em dois momentos do pré-operatório da colecistectomia

OBJETIVO: O propósito deste estudo foi determinar a probabilidade de ocorrência de coledocolitíase através do estudo da associação de indicadores clínicos e laboratoriais desta doença em dois momentos do pré-operatório de colecistectomia. MÉTODO: Entre março de 2001 e março de 2002, 48 pacientes consecutivos com colelitíase foram submetidos a colecistectomia e colangiografia intra-operatória (CIO). Os pacientes foram divididos em dois grupos, sendo o grupo A constituído por 13 pacientes com coledocolitíase e o grupo B por 35 pacientes sem esta doença. Os pacientes foram investigados quanto aos indicadores clínicos e laboratoriais da coledocolitíase, analisados em dois períodos, tomando como ponto de corte as 48 horas que precederam a cirurgia. Posteriormente, estes indicadores pré-operatórios foram associados na equação da regressão logística em diferentes combinações. RESULTADOS: Utilizando a equação da regressão logística, constatou-se que a associação de dois indicadores clínicos em ambos os períodos (icterícia e sinal de Murphy) e dois laboratoriais ( nível de corte da gama glutamil transpeptidase e bilirrubina direta 48 horas antes da cirurgia) foi a mais adequada para a predição da coledocolitíase. Os valores obtidos por esta equação mostraram concordância com os grupos A e B, de 95,6%, e discordância de 4,4% (p= 0,0000007 e k = 0,89). Esta equação mostrou sensibilidade de 92,3%, especificidade de 97,0%, valor preditivo positivo de 92,3% e valor preditivo negativo de 97%. Estes valores foram próximos aos obtidos pela CIO, que mostrou concordância com os grupos estudados de 95,8%, e discordância de 4,2% (k = 0,90). CONCLUSÃO: Considerando os resultados obtidos, recomenda-se a associação de indicadores da coledocolitíase na equação da regressão logística para estabelecer a probabilidade de ocorrer coledocolitíase associada à colelitíase. A utilização desta equação pode orientar melhor a conduta diagnóstica e terapêutica nesta doença.