Secagem de resíduo de goiaba em secador convectivo de bandejas: modelagem matemática e análise do processo

Actually, Brazil is one of the larger fruit producer worldwide, with most of its production being consumed in nature way or either as juice or pulp. It is important to highlig ht in the fruit productive chain there are a lot lose due mainly to climate reasons, as well as storage, transportation, season, market, etc. It is known that in the pulp and fruit processing industy a yield of 50% (in mass) is usually obtained, with the other part discarded as waste. However, since most this waste has a high nutrient content it can be used to generate added - value products. In this case, drying plays an important role as an alternative process in order to improve these wastes generated by the fruit industry. However, despite the advantage of using this technique in order to improve such wastes, issues as a higher power demand as well as the thermal efficiency limitation should be addressed. Therefore, the control of the main variables in t his drying process is quite important in order to obtain operational conditions to produce a final product with the target specification as well as with a lower power cost. M athematical models can be applied to this process as a tool in order to optimize t he best conditions. The main aim of this work was to evaluate the drying behaviour of a guava industrial pulp waste using a batch system with a convective - tray dryer both experimentally and using mathematical modeling. In the experimental study , the dryin g carried out using a group of trays as well as the power consume were assayed as response to the effects of operational conditions (temperature, drying air flow rate and solid mass). Obtained results allowed observing the most significant variables in the process. On the other hand, the phenomenological mathematical model was validated and allowed to follow the moisture profile as well as the temperature in the solid and gas phases in every tray. Simulation results showed the most favorable procedure to o btain the minimum processing time as well as the lower power demand.

Modelagem matemática e experimental da perda de injetividade em poços canhoneados

Water injection in oil reservoirs is a recovery technique widely used for oil recovery. However, the injected water contains suspended particles that can be trapped, causing formation damage and injectivity decline. In such cases, it is necessary to stimulate the damaged formation looking forward to restore the injectivity of the injection wells. Injectivity decline causes a major negative impact to the economy of oil production, which is why, it is important to foresee the injectivity behavior for a good waterflooding management project. Mathematical models for injectivity losses allow studying the effect of the injected water quality, also the well and formation characteristics. Therefore, a mathematical model of injectivity losses for perforated injection wells was developed. The scientific novelty of this work relates to the modeling and prediction of injectivity decline in perforated injection wells, considering deep filtration and the formation of external cake in spheroidal perforations. The classic modeling for deep filtration was rewritten using spheroidal coordinates. The solution to the concentration of suspended particles was obtained analytically and the concentration of the retained particles, which cause formation damage, was solved numerically. The acquisition of the solution to impedance assumed a constant injection rate and the modified Darcy´s Law, defined as being the inverse of the normalized injectivity by the inverse of the initial injectivity. Finally, classic linear flow injectivity tests were performed within Berea sandstone samples, and within perforated samples. The parameters of the model, filtration and formation damage coefficients, obtained from the data, were used to verify the proposed modeling. The simulations showed a good fit to the experimental data, it was observed that the ratio between the particle size and pore has a large influence on the behavior of injectivity decline.

Modelagem matemática para o transporte de partículas sujeitas a múltiplos mecanismos de retenção

Discrepancies between classical model predictions and experimental data for deep bed filtration have been reported by various authors. In order to understand these discrepancies, an analytic continuum model for deep bed filtration is proposed. In this model, a filter coefficient is attributed to each distinct retention mechanism (straining, diffusion, gravity interception, etc.). It was shown that these coefficients generally cannot be merged into an effective filter coefficient, as considered in the classical model. Furthermore, the derived analytic solutions for the proposed model were applied for fitting experimental data, and a very good agreement between experimental data and proposed model predictions were obtained. Comparison of the obtained results with empirical correlations allowed identifying the dominant retention mechanisms. In addition, it was shown that the larger the ratio of particle to pore sizes, the more intensive the straining mechanism and the larger the discrepancies between experimental data and classical model predictions. The classical model and proposed model were compared via statistical analysis. The obtained p values allow concluding that the proposed model should be preferred especially when straining plays an important role. In addition, deep bed filtration with finite retention capacity was studied. This work also involves the study of filtration of particles through porous media with a finite capacity of filtration. It was observed, in this case, that is necessary to consider changes in the boundary conditions through time evolution. It was obtained a solution for such a model using different functions of filtration coefficients. Besides that, it was shown how to build a solution for any filtration coefficient. It was seen that, even considering the same filtration coefficient, the classic model and the one here propposed, show different predictions for the concentration of particles retained in the porous media and for the suspended particles at the exit of the media

O papel da agricultura de conservação na luta contra a erosão do solo em particular em Angola

A agricultura de conservação, conseguindo reduzir as perdas de solo por erosão e aumentando o seu teor em matéria orgânica, permite aos agricultores produzirem mais alimentos com menos trabalho. Oferece-lhes uma possibilidade de melhorar a sua qualidade de vida. Várias abordagens sobre agricultura de conservação do solo, incluindo rotação e consorciação de culturas, são componentes deste sistema aplicável a diferentes níveis. A sementeira direta e o menor distúrbio de solo, são princípios primordiais da conservação do solo, fornecem benefícios direitos para a agricultura e o meio ambiente, questões da maior relevância para a agricultura Angolana, apesar da pouca importância que atualmente lhes é dedicada. Logo, é preciso uma conversão e transição de tecnologias e técnicas para implementar a agricultura de conservação e o controle da erosão dos solos no país. As técnicas de conservação utilizadas pelos pequenos e grandes produtores, embora sejam bem-intencionadas, não oferecem a proteção contra a erosão do solo e a conservação da água. Tanto as entidades políticas, como o Programa de Acão do Ministério da Agricultura e do Desenvolvimento Rural (MINADER) e os agricultores angolanos devem entender a importância da agricultura de conservação para a segurança alimentar e dar continuidade para as gerações futuras. Não basta a reformulação e consolidação dos objetivos traçados no período de 2009 a 2013, sem que haja a aplicação prática. Portanto, para sair do atual conceito oficial de agricultura tradicional/convencional e optar para agricultura capaz de responder às necessidades de Angola é necessário seguir modelos semelhantes aos desenvolvidos por países tropicais de condições naturais semelhantes às de Angola; The role of conservation agriculture in the fight against soil erosion particularly in Angola ABSTRACT: Conservation agriculture, managed to reduce soil losses by erosion and to increase its content of organic matter, allow farmers to produce more food with less work. It offers them a chance to improve their quality of life. Several approaches to soil conservation agriculture, including rotation and intercropping, are components of this system applicable to different levels. Direct sowing and less soil disturbance, are key principles of soil conservation providiy benefits for agriculture and the environment, issues of great importance for the Angolan agriculture, in spite of the little importance that is currently dedicated to them. Therefore, we need a conversion and transition technologies and techniques to implement conservation agriculture and soil erosion control in the country. Conservation techniques used by small and large producers, although well-intentioned, do not offer protection against soil erosion and water conservation. Both political entities, such as the Program of Action of the Ministry of Agriculture and Rural Development (MINADER) and Angolan farmers should understand the importance of conservation agriculture for food security and continuity for future generations. Not just the redesign and consolidation of the objectives outlined in the period 2009 to 2013, without practical application. Therefore, to exit the current official concept of traditional / conventional farming and opt for agriculture able to meet the needs of Angola is necessary to follow models similar to those developed by tropical countries of natural conditions similar to Angola.

Análise da alteração do uso do solo em bacias hidrográficas

O planejamento dos recursos hídricos é uma tarefa complexa pois trata diretamente dos interesses de diversos setores da sociedade e gera freqüentemente conflitos pelo uso. Em se tratando de bacias hidrográficas esta relação de interesses se mostra bastante latente pois verifica-se toda a sorte de atividades humanas que se distribuem no espaço, ao mesmo tempo em que se observa o declínio dos recursos ambientais. Assim sendo torna-se evidente a necessidade de se compreender as inter-relações entre as forças que estimulam o processo produtivo na bacia hidrográfica. A tarefa exige um estudo mais amplo da bacia, no qual se considere as relações entre as diversas ações empreendidas pelo homem nesta unidade do espaço geográfico. Neste sentido a alteração do uso do solo se apresenta como um indicador das principais forças que promovem o desenvolvimento de uma região. Compreender como se dá este processo e capturar o padrão de evolução destas atividades no espaço da bacia significa, dentro do contexto dos recursos hídricos, possibilitar um melhor planejamento e gerenciamento das águas, tanto no aspecto qualitativo quanto quantitativo. Esta dissertação discute uma metodologia para simular o padrão de alteração de classes de uso do solo em uma bacia hidrográfica de médio porte. Para isso foram utilizadas técnicas de geoprocessamento, sensoriamento remoto e modelagem matemática. Foram considerados agentes motivadores da alteração do uso do solo a declividade do terreno e as distâncias das rodovias, dos centros urbanos e dos cursos d’água. Os resultados obtidos mostraram que a bacia de estudo avança no sentido de uma ação de degradação cada vez mais intensa em algumas regiões, caracterizada pela ocupação de áreas nativas e pela provável remoção da mata ciliar ao longo dos cursos d’água. Observou-se também que existe uma inércia maior com relação às alterações justamente nas regiões mais afastadas do centro urbano e das rodovias federais.

Impacto técnico e econômico das perdas de solo e nutrientes por erosão no cultivo da cana-de-açúcar

O objetivo geral foi demonstrar o impacto técnico e econômico das perdas de solo e nutrientes por erosão no cultivo da cana-de-açúcar. Propôs-se avaliar as perdas de nutrientes por erosão (P, K, Ca e Mg), o custo de reposição de nutrientes e o de produção da cana em dois sistemas de colheita (cana crua e queimada) em Catanduva - SP, em área de 100 ha para cada sistema, formadas e colhidas no mesmo período (2002 a 2007), com similaridade quanto ao tipo de solo, variedade, topografia e numero de cortes. A metodologia baseou-se na equação universal da perda de solos e teoria dos custos de produção e de reposição de nutrientes. A maior perda de solo e de nutrientes por erosão ocorreu nas áreas de cana queimada; a cana queimada (corte manual), na média dos cinco cortes, perde 48,82% por hectare a mais de solo, 56,45 % de potássio (K) e 60,78 % de fósforo (P) do que a cana crua (corte mecanizado); o custo de reposição de nutrientes, em média, na cana queimada (R$ 33,92 ha-1 ano-1), foi superior ao da cana crua (R$ 21,12 ha-1 ano-1); a cana crua apresentou menor custo de produção (R$ 29,60 Mg-1) quando comparado à cana queimada (R$ 32,71 Mg-1); a cana crua apresentou maior retorno médio (R$ 5,70 Mg-1ano-1) com relação à cana queimada (R$ 2,59 Mg-1).

Modelos para estimativa do subfator cobertura-manejo (CiII) relativo à erosão entressulcos

A análise de um modelo de erosão é um crítico passo no desenvolvimento de uma ferramenta de predição da erosão aplicável e válida; isso é crucial para avaliar o desempenho dos modelos existentes para assegurar que as estimativas de um modelo condizem com a realidade. O objetivo do presente trabalho foi avaliar modelos para a predição do subfator cobertura e manejo (CiII) relativo à erosão entressulcos. Um experimento fatorial completo foi conduzido com cinco doses de resíduo de milho (0; 0,05; 0,15; 0,40 e 0,80 kg m-2), quatro declives e duas repetições, sob condições de prévio umedecimento para determinar as taxas de erosão entressulcos (Di) e enxurrada (R). Num primeiro experimento, foi avaliada a erodibilidade entressulcos (Ki) e o subfator cobertura e manejo (CiII), em parcelas experimentais de 0,5 x 0,75 m, em solo recentemente preparado. Num segundo experimento, foram avaliados Di, R, Ki e CiII, também em parcelas de 0,5 x 0,75 m, em solo recém- preparado. Os valores de Di, R, Ki e CiII, obtidos no segundo experimento, foram utilizados na avaliação dos modelos testados. Os modelos CiII = e-2,50 CS/100 e CiII = e -2,238 CS/100 apresentaram boas estimativas para o subfator CiII.

Geotecnologias aplicadas à estimativa de perdas de solo por erosão hídrica na sub-bacia do Ribeirão das Perobas, Município de Santa Cruz do Rio Pardo-SP

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Educação matemática online: a elaboração de projetos de modelagem

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Agricultura de precisão em argissolo com variação nas formas de relevo sob o cultivo de cana-de-açúcar

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização de restituição aerofotogramétrica para análise da influência das alterações da rede de drenagem e desenvolvimento de voçorocas devido a urbanização no Município de Jacareí (SP)

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, 2015.

Modelagem hidrológica da bacia hidrográfica do rio Bengalas, Nova Friburgo, RJ, utilizando o potencial de geotecnologias na definição de áreas de risco de inundação.

A presente pesquisa concentra-se no estudo hidrológico utilizando o potencial das geotecnologias na modelagem do escoamento na bacia do rio Bengalas, cujo rio principal de mesmo nome, corta o município de Nova Friburgo, RJ, no sentido Sul-Norte. Esse município, um dos mais importantes da região serrana, sofre frequentemente com inundações e deslizamentos, onde, dados históricos e acontecimentos recentes mostram que a ocupação inadequada de encostas e calhas dos rios são as áreas destacada e negativamente afetadas. A metodologia tem suporte no uso de um SIG, extraindo informações, que por sua vez, serão entrada de dados na fase de modelagem, e reforçando a apresentação dos resultados das simulações através de mapas. Ela está divida basicamente em três etapas: "SIG", "Modelagem" e "Suporte à Tomada de Decisão/Simulação". Esse primeiro estudo permitiu compor um banco de dados geográfico com as características fisiográficas da bacia; a seleção criteriosa de uma modelagem matemática e encadeamento de seus parâmetros com os componentes do ciclo hidrológico; realizar a calibração do modelo de transformação chuva-vazão, Soil Conservation Service (CN); e simular a passagem dos volumes gerados pela precipitação efetiva na calha do rio Bengalas, com o objetivo de identificar e analisar as áreas suscetíveis a inundações na porção central da cidade de Nova Friburgo. Modelagem dessa natureza vem sendo empregada, principalmente, no gerenciamento de recursos hídricos, onde a tomada de decisões embasada nos resultados de simulações computacionais, contribuem para evitar prejuízos materiais e financeiros, e ainda, perdas de vidas humanas em áreas de risco, neste caso, aquelas suscetíveis a inundações. Analisando os resultados encontrados temos que a área suscetível à inundação para uma chuva com tempo de recorrência de 50 anos, o mais crítico estudado, seja de aproximadamente 1,0 km, distribuídos nos seus 8,5km na região central de Nova Friburgo-RJ, sendo está, ora delimitada, prioritariamente edificada.

Valoração econômica dos efeitos da erosão: estudo de caso em bacias hidrográficas.

O presente trabalho objetiva a mensuração econômica dos efeitos internos à área de produção causados pelo processo de erosão do solo, a partir do custo de reposição dos nutrientes perdidos pelo solo agrícola verificadas nas bacias hidrográficas dos Rios Atibaia e Jaguarí. Os valores econômicos podem vir a subsidiar a formulação de políticas públicas que visem não somente o controle da erosão do solo agrícola, mas também a melhoria da qualidade ambiental, expressa neste caso, pela qualidade dos recursos hídricos.1 Não ignorando as demais implicações extrínsecas à área agrícola, tomou-se os efeitos da erosão nas Bacias dos Rios Atibaia e Jaguarí como um estudo de caso, onde foi exercitado o princípio da determinação do valor econômico do ambiente, por meio do método, chamado de custo de reposição. Assim, foi possível estimar o chamado valor de uso. Os outros componentes do valor econômico total do ambiente, os valores de opção, de existência e os demais valores de uso, também poderiam ser estimados, no entanto não se constituiu objetivo do presente trabalho. A partir desta perspectiva, pode-se afirmar que os valores econômicos dos danos ambientais causados pelo processo erosão, nas Bacias dos Rios Atibaia e Jaguarí, portanto, não representam o valor econômico total do ambiente.

Modelo de balanço de nitrogênio para a cana-de-açúcar fase II - construção de modelo software STELLA.

A cultura da cana-de-açúcar vem sofrendo mudanças, de âmbitos tecnológicos e sociais, profundas nesta década, procurando se adaptar às demandas de produção com alta produtividade, competitividade e respeito ao meio ambiente. Apesar de o Brasil ser o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, ainda pratica a queima da palha do canavial para facilitar a colheita, o que gera prejuízos econômicos, sociais e ambientais. Sem essa queima (Decreto n.° 42056 do Estado de SP), a cobertura do solo pela palhada irá provocar significativas mudanças no manejo da cultura e na dinâmica do nitrogênio. Dada a complexibilidade do ciclo de nitrogênio no solo, seus vários caminhos de transformação, e as variações climáticas, é difícil a determinação do melhor manejo do nitrogênio em sistemas de cultivo, pois não há análise de solo para apoiar o agricultor no seu manejo. Modelos de Simulação que descrevem as transformações do nitrogênio do solo podem prever valores e direcionar o melhor manejo do nitrogênio, tanto do ponto de vista da produtividade da cana como da qualidade ambiental. Assim, o modelo preliminar proposto na Fase I deste estudo em Relatório Técnico 22, da Embrapa informática Agropecuária, foi, nesta Fase II do projeto, ajustado com valores para solos tropicais e reconstruído no software de Simulação STELLA, agregando-se todo o conhecimento disponível em expressões matemáticas sobre esse assunto. Procedendo-se a simulação numérica em situações usuais, geraram-se como resultados, cenários que permitiram discussões técnicas sobre o melhoria do manejo do fertilizante nitrogenado. Concluiu-se que, apesar da complexa dinâmica do nitrogênio no sistema solo-planta e das dificuldades inerentes à medida de formas disponíveis de N, o modelo ajustado apresentou-se como uma alternativa para pesquisadores, técnicos e produtores no entendimento dos processos que envolvem o nitrogênio no sistema, auxiliando na busca por soluções para o melhor manejo de fertilizantes nitrogenados à cultura da cana-de-açúcar para manutenção de produtividades adequadas.