Disseny d’un panell acústic capaç d’aïllar acústicament un espai tancat i recaptar el so per transformar-lo en energia elèctrica

L’objectiu principal d'aquest treball és analitzar i quantificar la relació i influència que podria existir entre alguns paràmetres que defineixen les condicions meteorològiques i l'estat de maduració del raïm en les setmanes prèvies a la verema. En la part introductòria s'estableixen els fonaments biològics i tecnològics, per donar pas a la secció on es duu a terme la implantació tecnològica, i s'explica la metodologia experimental i analítica seguides, per donar lloc a l'anàlisi, estudi i valoració dels resultats obtinguts. En el fons, i al llarg de tot el treball de recerca, es pretén que el lector encuriosit es vegi motivat per extreure les seves pròpies deduccions, conclusions i formular els seus propis dubtes sobre els procediments que es descriuen, així com els resultats finals. S'ha pogut establir a partir dels resultats empírics una equació matemàtica entre l'increment de la concentració dels sucres del raïm (factor principal en la seva maduració) i el nombre d'hores de Sol acumulades.

Ètica interlineal: o alguna cosa més que matèria i creativitat

Treball de recerca realitzat per alumnes d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2010. La idea de redactar aquest treball de recerca ha sorgit de l'interès per descobrir la relació entre l'ètica i l'estètica de les obres d'art.

ADEQUABILIDADE DA ENERGIA SOLAR PARA A PRODUÇÃO AUTÓNOMA DE ÁGUA DESSALINIZADA

A problemática da escassez de água fazem-se sentir com maior intensidade nas regiões áridas e semi-áridas. Estas regiões caraterizam-se c pela variabilidade climática e constantes secas, sendo uma condicionante ao desenvolvimento socioeconómico dessas localidades. Nas zonas mais remotas e com limitação de recursos hídricos, a dessalinização é utilizada como fonte primária para obter água potável para abastecimento de comunidades. Entre as várias tecnologias existentes na dessalinização, a osmose inversa é a mais utilizada para produção de água potável. A energia solar fotovoltaica permite resolver o problema da eletrificação em zonas rurais sendo uma mais-valia pois permite alcançar a autonomia energética relativamente ao sistema convencional. Esta dissertação tem como objetivo avaliar o potencial da dessalinização descentralizada com recurso à energia solar aplicada a pequena escala. Para estudar a aplicabilidade e a viabilidade da tecnologia é realizado o pré-dimensionamento do sistema de osmose inversa associado ao sistema fotovoltaico, a ser instalado numa localidade rural em Cabo Verde. A validação desta combinação de tecnologias e a sua implementação no local pressupõe a garantia de um desenvolvimento sustentável para as comunidades. Os resultados obtidos mostram a viabilidade da produção autónoma de água potável suficiente para garantir a satisfação das necessidades da população.

GESTÃO DE ENERGIA EM REDES DE SENSORES SEM FIOS

A energia é um recurso limitado em redes de sensores sem fios, pelo que uma gestão eficiente da energia disponível é crucial para aumentar o seu tempo de vida operacional. Assim, a gestão de energia em redes de sensores sem fios tem estado focada no desenvolvimento de mecanismos de activação sincronizada de nós “adormecidos” e de tecnologias de captação de energia do meio envolvente. O objectivo deste trabalho consistiu em explorar estas duas abordagens para criar condições de disponibilidade contínua de energia nos nós de redes sem fios: em primeiro lugar, explorando tecnologias de captação de energia de importantes fontes no meio envolvente: luz solar, diferenciais térmicos e campos electromagnéticos, e, também, cultivando métodos e tecnologias de despertar por radiofrequência (wake-up radio) como forma mais adequada de gerir as oportunidades de operação dos nós de uma rede, poupando energia no tempo restante. São apresentados estudos e soluções realizadas no âmbito industrial, bem como os métodos e resultados da análise realizada para a sua validação. Assim, conseguiu-se:  Uma solução baseada na captação de energia solar, com uma eficiência superior a 70% (desde a saída do painel fotovoltaico), capaz de suportar sensores e repetidores numa rede, acumulando energia correspondente a autonomias de 16 e 40 horas, respectivamente, numa aplicação de diagnóstico de seccionadores de alta-tensão em subestações de distribuição de electricidade;  Uma solução de captação de energia de diferenciais térmicos, para suportar sensores de diagnóstico do estado de funcionamento de purgadores, em linhas industriais de distribuição de vapor, permitindo uma disponibilidade permanente de energia, mesmo para diferenças de temperatura de uns meros 20 °C;  Uma solução de captação de energia de campos magnéticos gerados por correntes eléctricas intensas, para aplicação em sensores sem fios a utilizar em redes de distribuição de electricidade, que, nas circunstâncias dos trabalhos propostos, amplamente demonstrou a viabilidade do conceito e foi industrialmente incorporado numa unidade sem fios para a monitorização de correntes eléctricas e o diagnóstico do estado de fusíveis em postos de transformação;  Duas soluções de despertar por radiofrequência, sem prejuízo da latência de comunicação: (i) despertar colectivo, sincronizado para todos os nós da rede no volume de alcance-rádio do emissor, que se revelou eficaz até aos 37 metros, no interior, consumindo 7 μA e (ii) despertar selectivo, individualizando o nó a activar, com um alcance de 33 metros, igualmente no interior, consumindo 5 μA — em campo aberto, o alcance foi de 10 metros. Em suma: as soluções industriais realizadas no âmbito deste trabalho demonstram a viabilidade de suportar a alimentação em potência de nós de redes sem fios operando em diferentes regimes e dependendo de diversas fontes de energia, em natureza e potência disponível, que, no nosso entender constitui condição necessária ao sucesso industrial das redes de objectos sem fios.

Eficiência agronômica de fertilizantes fosfatados fluidos e sólidos

Um experimento para avaliar a eficiência agronômica de fertilizantes fosfatados fluidos e sólidos foi desenvolvido em casa de vegetação no Centro de Energia Nuclear na Agricultura - CENA/USP, em Piracicaba (SP), de junho a outubro de 1992. Plantas de milho foram cultivadas durante 30 dias, por três cultivos sucessivos, em vasos contendo 1 kg de dois latossolos vermelho-amarelos com diferentes capacidades de retenção de fósforo. Os fosfatos na forma fluida - ácido fosfórico e suspensão coloidal 10-30-00 e sólida - fosfato monoamônico e superfosfato triplo foram aplicados no primeiro cultivo nas doses 0, 70, 140 e 210 mg kg-1 de P2O5 (0, 30,6, 61,2 e 91,8 mg kg-1 de P). Avaliaram-se os tratamentos pelo rendimento de matéria seca, pela absorção de fósforo e pelos índices: de eficiência agronômica (IEA) e equivalente em superfosfato triplo (EqST). Os resultados indicaram não haver diferenças entre as fontes fosfatadas fluidas e sólidas quanto ao seu efeito sobre a produção de matéria seca e absorção de fósforo pelas plantas de milho. Entretanto, a aplicação de doses crescentes dos fosfatos aos solos promoveu aumentos significativos no rendimento de matéria seca e absorção de fósforo. Em ambos os solos, a eficiência agronômica dos fertilizantes fosfatados fluidos e sólidos foi semelhante.

Rendimento de matéria seca de quatro cultivares de alfafa em um latossolo vermelho-amarelo submetido à calagem e adubação potássica

Em casa de vegetação da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", em Piracicaba (SP), no período de janeiro a agosto de 1992, foi desenvolvido um experimento com amostra superficial de um latossolo vermelho-amarelo textura argilosa. Utilizou-se um esquema fatorial 4 x 3 x 4, com doses de calcário (0; 380; 760 e 1.140 mg kg-1 de terra), doses de potássio (0; 40 e 120 mg kg-1 de terra) e quatro cultivares de alfafa (Crioula, Moapa, Florida 77 e CUF 101). O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições. Efetuou-se o primeiro corte 70 dias após a semeadura, enquanto o segundo corte foi realizado entre 34 e 41 dias após o primeiro. Os cultivares de maior rendimento de matéria seca no primeiro corte foram Florida 77 e CUF 101, que se igualaram aos cultivares Crioula e Moapa no segundo corte. As máximas produções de matéria seca e quantidades totais de nitrogênio estimadas corresponderam às doses de calcário dolomítico entre 886 e 1.095 mg kg-1, que elevaram a saturação por bases do solo para 64,8 a 68,6%, enquanto, para o potássio, esses pontos de máximo foram estimados para doses entre 44,7 e 74,2 mg kg-1. Sintomas visuais de deficiência de potássio foram observados na alfafa, nos tratamentos sem adubação potássica.

Extratores de fósforo em solos da Amazônia tratados com fertilizantes fosfatados

Com o objetivo de avaliar a disponibilidade de fósforo em amostras de solos representativos da Amazônia, desenvolveu-se um experimento em casa de vegetação do Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Piracicaba (SP), de outubro de 1993 a março de 1994, utilizando-se amostras da camada superficial de cinco solos (LA-médio, LA-argiloso, LA-muito argiloso, PV-argiloso e PV-muito argiloso). Foram usados, como fontes de P, superfosfato triplo, termofosfato yoorin em pó, termofosfato yoorin semi-acabado e fosfato natural da Carolina do Norte, nas doses de P equivalentes a 0, 40, 80 e 120 mg kg-1 de solo. Caupi e arroz foram usados como plantas-testes, e os resultados de produção de matéria seca e de P acumulado na parte aérea foram correlacionados com os de teores de P nas amostras de cada solo. A extração de P foi efetuada por meio dos métodos da resina trocadora de ânions, Mehlich-1, Mehlich-3 e Bray-I. Os resultados obtidos demonstraram que o extrator Mehlich-1 extraiu grandes quantidades de fósforo nos tratamentos com fosfato natural da Carolina do Norte. Independentemente da fonte de fósforo utilizada, o extrator Mehlich-3 apresentou as melhores correlações com o caupi e o arroz. Os extratores Mehlich-3 e Bray-I apresentaram maior sensibilidade às variações de solo. O extrator Mehlich-3 mostrou-se adequado na avaliação da disponibilidade de fósforo para as plantas, em diferentes condições de solos e fontes de fósforo.

Peletização do lodo de esgoto e adição de CaCO3 na produção de matéria seca e absorção de Zn, Cu e Ni pelo milho em três latossolos

Em experimento de casa de vegetação, realizado em Campinas (SP), no período de janeiro a maio de 1980, estudaram-se os efeitos da peletização do lodo de esgoto, nas doses 0, 1 e 5% (v/v) do material seco, na produção de matéria seca e na absorção de Zn, Cu e Ni pela parte aérea do milho (Zea mays L.), em latossolo roxo (LR), latossolo vermelho-escuro (LE) e latossolo vermelho-amarelo (LV), que receberam ou não adição de CaCO3 suficiente para elevação do pH em água para 6,0. O experimento foi realizado em vasos com dois litros de capacidade, delineados em blocos ao acaso, com três repetições, e os tratamentos arranjados num esquema fatorial. Após 200 dias de incubação dos solos com o lodo e CaCO3, cultivaram-se quatro plantas de milho em cada vaso. A parte aérea foi quantificada 56 dias após a germinação, sendo cortada, seca, pesada e analisada para os elementos Zn, Cu e Ni. Amostras de terra de cada tratamento foram retiradas e tiveram os metais extraídos pelo DTPA. A peletização do lodo de esgoto resultou em diminuição significativa na produção de matéria seca pela parte aérea do milho, nos três solos estudados, em comparação com o lodo não peletizado. A adição de CaCO3 proporcionou aumento significativo na produção de matéria seca do milho apenas nos dois solos mais ácidos (LE e LV) e diminuiu o acúmulo de Zn na parte aérea desse vegetal cultivado no LE, sem distinção quanto ao tipo de lodo aplicado, não se observando diferenças significativas na absorção de Ni, em todos os solos analisados. A incorporação do lodo peletizado , que continha 19% menos Zn e Ni que o não peletizado, resultou em menor absorção de Zn, Cu e Ni nos três solos, exceto para o Ni no LR. Para todos os solos investigados, o método do DTPA mostrou-se mais adequado em prognosticar as quantidades disponíveis de Zn e de Cu para o milho, independentemente do tipo de lodo de esgoto aplicado e da elevação ou não do pH do solo pela adição de CaCO3.

Variabilidade de fósforo, potássio e matéria orgânica no solo em relação a sistemas de manejo

A variabilidade espacial de fósforo, potássio e matéria orgânica foi avaliada em diferentes solos e sistemas de manejo. Em Eldorado do Sul (RS), o trabalho foi realizado, em agosto de 1990, em um Podzólico Vermelho-Escuro, Kandiudult, amostrando-se os sistemas de preparo convencional, plantio direto, escarificação e pastagem, na malha de amostragem de 1 x 1 m e nas profundidades de 0-0,05 e 0,05-0,20 m. Em Passo Fundo (RS), em novembro de 1991, foram amostrados dois tipos de solos: Latossolo Roxo, Hapludox (preparo convencional e plantio direto) e Latossolo Vermelho-Escuro, Hapludox (pastagem), na malha de amostragem de 10 x 10 m e nas profundidades de 0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m. Em Passo Fundo, nos sistemas cultivados, foi avaliada também a variabilidade da produção de trigo, colhendo-se áreas de 1 m². As maiores variabilidades foram encontradas para fósforo e potássio, com seus valores no solo tendendo para uma distribuição lognormal. Na maioria dos casos, houve correlação espacial para as propriedades do solo nos sistemas de manejo avaliados, assim como para a produção de trigo. O plantio direto apresentou maiores coeficientes de variação e menores alcances de dependência espacial, assumindo-se ter ele determinado maior variabilidade das variáveis analisadas que os demais sistemas; na pastagem, ocorreu a menor variabilidade do solo. No plantio direto, observou-se, ainda, correlação espacial cruzada positiva da produção de trigo com fósforo, com potássio e com matéria orgânica.

Propriedades eletroquímicas de um solo eletropositivo influenciadas pela adição de diferentes fontes de matéria orgânica

Um Latossolo Vermelho-Amarelo com mineralogia predominantemente gibbsítica e com caráter eletropositivo foi utilizado para estudos de propriedades eletroquímicas e mecanismos de dispersão, diante da adição de matéria orgânica. Foram utilizadas duas fontes orgânicas, caracterizadas como material não humificado (esterco) e humificado (ácido húmico extraído de turfa). Porções de solo foram incubadas com doses de 0; 7,5; 15,0; 22,5; e 30,0 g kg-1 dos adubos orgânicos. Foram analisados argila dispersa em água, condutividade elétrica, pH em água e em KCl, bem como determinados o ponto de efeito salino nulo (PESN) e o potencial elétrico superficial (Ψo). Observou-se comportamento distinto entre os tratamentos com esterco e com ácidos húmicos em relação à dispersão de argilas. A adição de esterco provocou aumento da dispersão, o que pode estar relacionado com o aumento da condutividade elétrica pela presença de sais. Por outo lado, a adição de ácido húmico promoveu a floculação das argilas, em decorrência, provavelmente, da formação de complexos argilo-húmicos. O PESN decresceu linearmente com a adição dos adubos orgânicos, principalmente nos tratamentos com ácido húmico. A floculação não esteve obrigatoriamente associada a uma condição de baixo módulo de Ψo. Nos tratamentos com doses mais elevadas de ácido húmico, foi observada carga negativa, apesar de não se observar dispersão de argila, provavelmente pelo fato de os ácidos húmicos apresentarem propriedades eletroquímicas distintas da matriz mineral, em função da sua condição de polieletrólito e da possibilidade de alteração na configuração da macromolécula.

Qualidade e relações pedogenéticas da matéria orgânica de alguns solos da região de Irecê (BA)

Foram estudados seis perfis de Cambissolos (P1, P2, P3, P4, P5 e P6) desenvolvidos sobre calcário na microrregião de Irecê (BA), no ano de 1991, objetivando avaliar as principais características da matéria orgânica e as suas possíveis relações com a organização estrutural e com os processos agradativos e, ou, degradativos que vêm sofrendo estas coberturas pedológicas, principalmente quando submetidas à utilização agrícola. Com base nas observações morfológicas e nos dados analíticos, com ênfase no fracionamento das substâncias húmicas, verificou-se que, nos perfis P1 e P2, a matéria orgânica apresenta-se num estágio de evolução muito avançado e é constituída por quantidades não-negligenciáveis de compostos pouco polimerizados (ácidos fúlvicos), enquanto, nos pefis P3, P4, P5 e P6, é constituída por quantidades elevadas de compostos bem polimerizados, é bastante estável e exerce papel de agente estabilizador da estrutura. Em todos os solos, a matéria orgânica encontra-se bastante humificada e cerca de 50 a 60% do húmus é constituído por humina. Considerando que, na microrregião, a ação antrópica sobre a dinâmica natural do meio ambiente foi e é muito intensa e devastadora (desmatamentos, queimadas, redução dos aportes orgânicos, pulverização do solo pelo uso indiscriminado de máquinas e implementos agrícolas, etc); considerando, ainda, os aspectos degradativos observados nos perfis P1 e P2, o teor e a composição das frações húmicas, acredita-se que estas, em conseqüência da ação antrópica, estejam contribuindo com os processos de alteração e desorganização estrutural observados nestes solos.

Estudo da deformação de um Vertissolo por meio da tomografia computadorizada de dupla energia simultânea

Utilizando o método da tomografia de duplo feixe de raios gama, foi estudada a variação da densidade de um Vertissolo com a umidade em experimentos de laboratório. Para tanto, foram utilizadas imagens tomográficas de amostras de solo provenientes da atenuação de dois feixes de radiação gama, um de 137Cs e outro de 241Am, os quais forneceram duas equações de atenuação que permitiram determinar duas incógnitas: densidade do solo e umidade. As amostras foram montadas com um mesmo valor inicial de densidade do solo e submetidas a diferentes graus de hidratação. Os resultados mostraram que: (1) o sistema permitiu a determinação da umidade e densidade do solo satisfatoriamente; (2) houve uma variação de aproximadamente 23% no volume das amostras desestruturadas entre a condição seca e saturada; (3) possibilitou a análise da expansividade das amostras deformadas pelo modelo das três retas, o qual permitiu verificar a variação do volume específico do solo durante todo o intervalo de umidade estudado, bem como o conhecimento de alguns pontos característicos importantes da curva de deformação do solo.

Sistemas de manejo de solo e perdas de nutrientes e matéria orgânica por erosão

Perdas de nutrientes e matéria orgânica por erosão hídrica são fortemente influenciadas pelo manejo do solo. O uso de sistema de manejo inadequado pode causar poluição e eutroficação de mananciais, aumentar os custos com adubação e provocar a degradação de agroecossistemas. As perdas de cálcio, magnésio e potássio trocáveis e solúveis, fósforo disponível e matéria orgânica por erosão foram avaliadas, entre 1988 e 1994, em Latossolo Roxo álico epieutrófico muito argiloso, com 0,03 m m-1 de declividade, em Dourados (MS), sob condições de chuva natural, em diferentes sistemas de manejo do solo. Os tratamentos, aplicados na sucessão trigo-soja, foram: (a) escarificação + gradagem niveladora, (b) gradagem pesada + niveladora; (c) plantio direto, e (d) aração com arado de discos + duas gradagens niveladoras, sem cobertura vegetal. A enxurrada foi coletada diariamente e, em laboratório, separou-se o sobrenadante (solução) do sedimento. O Ca2+, o Mg2+, o K+ e o P disponível foram determinados tanto na solução quanto no sedimento, e a matéria orgânica apenas no sedimento. Concentrações de Ca2+ e Mg2+ foram mais elevadas na solução, enquanto as de P e K+ foram maiores no sedimento. O plantio direto proporcionou a maior concentração média de P no sedimento entre os sistemas estudados; além disso, também resultou em maiores concentrações de Ca2+ em solução e taxa de enriquecimento em P no sedimento, em relação aos sistemas que envolveram preparo e cultivo de trigo-soja. Entretanto, o plantio direto foi o sistema mais eficaz no controle da erosão, perdendo as menores quantidades totais de nutrientes e de matéria orgânica. Dos sistemas que envolveram o cultivo da sucessão trigo-soja, o de gradagens (pesada + niveladora) foi o menos eficaz, ficando o sistema de escarificação + gradagem niveladora em posição intermediária. Comparado ao plantio direto, o tratamento com gradagens perdeu cerca de 6,5 vezes mais K+, 6,0 vezes mais P e matéria orgânica, 5,0 vezes mais Ca2+ e 4,0 vezes mais Mg2+. As perdas de Ca2+, Mg2+ e K+, em solução e total, e as de matéria orgânica, no sedimento, foram relacionadas com as de água e de solo e ajustadas matematicamente a um modelo potencial. As perdas de nutrientes apresentaram a seqüência: Ca2+ >K+ >Mg2+ >P.

Efeito do extrativismo seletivo de espécies arbóreas da Floresta Atlântica de Tabuleiros na matéria orgânica e outros atributos do solo

Pesquisas comparativas em fragmentos florestais que visem avaliar o efeito de diferentes impactos antrópicos sobre o solo são praticamente inexistentes. Assim, o objetivo principal deste trabalho foi caracterizar e comparar os horizontes orgânicos do solo em relação a algumas variáveis pedológicas sob mata primária e sob capoeira de idade avançada, com mais de 40 anos, resultado da seleção e extração de indivíduos arbóreos de valor comercial. Para isso, foram estudadas duas áreas de Mata Atlântica da região de Tabuleiros Terciários do norte do Espírito Santo: a Mata Alta, uma mata primária, e a Capoeira de Extração, uma mata secundária. Na Mata Alta, verificou-se débil acumulação orgânica superficial (4,0 t ha-1), devida à rápida decomposição dos aportes orgânicos que caem sobre o solo. O primeiro horizonte do solo caracteriza-se pela presença de um suborizonte de interface com as camadas foliares (A11), mais rico em carbono e nutrientes que o suborizonte A12 subjacente, pela maior saturação por bases (entre 50 e 70%) e por apresentar uma relação C/N menor que 12. Nesta mata, verificou-se a estabilidade sazonal tanto dos estoques orgânicos como dos nutritivos. A Capoeira de Extração apresentou, em relação à mata não perturbada, maior acumulação do estoque superficial de matéria orgânica (5,5 t ha-1, no verão, e 7,5 t ha-1, no inverno), bem como maior conteúdo de carbono e de nutrientes no solo, principalmente no inverno, indicando um bloqueio na decomposição e na ciclagem de nutrientes. A retirada de determinadas espécies arbóreas, em princípio, pode explicar a diferença observada no processo de decomposição e na ciclagem de nutrientes.