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Tese de Doutoramento Programa Doutoral em Engenharia Electrónica e Computadores

Doses de enxofre e tempo de incubação na dinâmica de formas de enxofre no solo

A disponibilidade de enxofre (S) depende da dinâmica de suas formas no solo. Visando estudar o equilíbrio entre as reservas de S lábil e S não lábil, amostras de 10 solos foram incubadas com cinco doses de sulfato de cálcio (0, 20, 50, 80 e 120 mg dm-3 de S), durante 1, 8, 15, 30, 60 e 90 d. Para a determinação do S lábil, utilizou-se membrana de resina de troca aniônica em forma de lâmina. O S extraído com 48 h de agitação foi denominado de enxofre rapidamente lábil (SRL). O teor obtido com tempo de agitação superior a 48 h foi denominado de enxofre lentamente lábil e o não lábil (SLL+SNL), pela diferença entre o S do solo (extraído após calcinação) e SRL. A resistência que o solo oferece à passagem do S da reserva do SRL para a do SLL+SNL foi denominada de capacidade-tampão do S lábil (CTSL), sendo obtida pelo inverso do coeficiente angular das equações lineares do teor de SRL em função do teor de SLL+SNL. Constatou-se que tempo de incubação (reatividade) e as doses de S, na forma de sulfato de cálcio, influenciam a dinâmica do S entre as reservas de SRL e SLL+SNL. A CTSL é sensível às mudanças no equilíbrio entre as reservas de S no solo. O aumento da CTSL dos solos relacionou-se, principalmente, com a capacidade máxima de adsorção de sulfato, teor de carbono orgânico, goethita e gibbsita da fração argila dos solos estudados.

Relações entre a produção de laranjeira 'Westin' e as precipitações em Botucatu, SP

O trabalho estuda a correlação entre a produção de um pomar de laranja, plantado no altiplano de Botucatu, SP, com as precipitações que ocorrem dezesseis meses antes da colheita e a idade do pomar. As plantas eram de laranjeira doce (Citrus sinensis (L.) Osbeck), variedade Westin, de clone nucelar, enxertadas em porta-enxerto de limoeiro 'Cravo' (Citrus limonia Osbeck), plantadas em solo Terra Roxa Estruturada, a 810 m de altitude e em região de clima do tipo Cwb. A cultura foi conduzida de modo convencional e sem irrigação. Coletaram-se dados de produção, nos períodos entre o 3º e o 17º e entre o 21º e o 27º ano de idade do pomar, para análise do comportamento da produção e o efeito da idade e das precipitações na produção. Calcularam-se equações lineares múltiplas de regressão, entre a produção, idade do pomar e as precipitações mensais, nos períodos de pomar juvenil, adulto, senescente e adulto-senescente. A produção correlacionou-se com a idade e com valores mensais de precipitação. Os pequenos desvios observados entre os valores medidos e estimados de produção revelaram que as equações de regressão poderiam ser usadas na previsão de safra ou no controle de irrigação suplementar do pomar.

Severidade da podridão-radicular de Rhizoctonia do feijoeiro influenciada pela calagem, e pelas fontes e doses de nitrogênio

Avaliou-se o efeito da calagem e de doses e fontes de N na severidade da podridão-radicular de Rhizoctonia (PRR) em feijoeiro em condições controladas. No primeiro ensaio, utilizaram-se as doses de 0, 1,75, 2,25, 2,75, 3,25 e 3,75 g de calcário dolomítico por quilograma de solo. No segundo ensaio, os tratamentos constituíram um fatorial 2x6, ou seja: duas fontes de N (sulfato de amônio e nitrato de sódio) e seis doses de N (0, 11, 16, 21, 26 e 31 mg kg-1 de solo). A acidez do material de solo usado no segundo ensaio foi corrigida com 1,75 g de calcário por quilograma de solo. Foram colocados 16 g de grãos de arroz infestados por R. solani em cada vaso com 1 kg de material de solo. Utilizou-se, em ambos os ensaios, o delineamento inteiramente casualizado, com cinco repetições. A severidade da PRR foi avaliada 25 dias após a emergência das plantas, atribuindo-se nota para cada planta de acordo com o tamanho das lesões formadas no hipocótilo. Os dados obtidos foram usados para calcular o índice de doença (ID, %). Foram obtidas equações lineares significativas que permitiram descrever as relações entre a calagem e fontes de N com a severidade da PRR. Houve um acréscimo de 32% no ID, em virtude das doses crescentes de calcário. Após a calagem, a aplicação de sulfato de amônio reduziu em 22% o ID, enquanto o nitrato de sódio o aumentou em 18%, com relação ao controle.

Uso da função Weibull de três parâmetros em um modelo de distribuição diamétrica para plantios de eucalipto submetidos a desbaste

O objetivo deste estudo foi propor um modelo de distribuição diamétrica para povoamentos de eucalipto submetidos ao desbaste, com a inclusão do parâmetro de locação da função Weibull. Essa função foi ajustada a dados de 48 parcelas permanentes instaladas em um povoamento desbastado de um clone híbrido de eucalipto (Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla), localizado na região Nordeste do Estado da Bahia, Brasil. A aderência foi avaliada pelo teste de Kolmogorov-Smirnorv (K-S). A redistribuição teórica dos diâmetros foi feita a partir de equações lineares e não lineares entre os parâmetros da função Weibull em uma idade futura e os parâmetros, em uma idade atual e associados a algumas características do povoamento em idades atual e futura. O sistema de equações gerado foi avaliado utilizando-se o coeficiente de determinação ajustado e o coeficiente de correlação entre frequências observadas e frequências estimadas e a análise gráfica dos resíduos. O sistema proposto resultou em estimativas precisas e consistentes de crescimento por classe de diâmetro.

Importância relativa dos íons na salinidade de um cambissolo na Chapada do Apodi, Ceará

Este trabalho foi realizado com o objetivo de desenvolver e validar modelos em que a ordem de influência dos íons nos valores da condutividade elétrica do extrato de saturação do solo (CEes) fosse identificada. As coletas foram realizadas em duas áreas com bananeiras cultivadas sob irrigação (água subterrânea e superficial) e em áreas de vegetação nativa localizadas na Chapada do Apodi, Ceará, sendo uma em Quixeré e a outra no Distrito de Irrigação Jaguaribe Apodi (DIJA), em Limoeiro do Norte. A pesquisa ocorreu no período de dezembro de 1999 a dezembro de 2000 e setembro a dezembro de 2001. Foram retiradas 312 amostras de solo e, por meio das análises do extrato de saturação do solo, foram determinados as CEes e os íons Na+, Cl-, Ca2++Mg2+ e K+. Posteriormente, foram desenvolvidas equações lineares múltiplas, relacionando a CEes com os íons estudados. Os modelos estatísticos desenvolvidos apresentaram valores simulados bem próximos dos observados, o que indica boa acuracidade de tais modelos. Os resultados obtidos mostraram que, em Quixeré, o íon Cl- exerce maior influência nos altos valores das CEes, seguido dos íons Ca2++Mg2+, exceto para a camada de 30-60 cm, em que o íon Na+ aparece após o Cl-. Já no DIJA, o Cl- foi predominante na camada de 0-30 cm, seguido por Ca2++Mg2+ e o Na+ na de 30-60 cm, seguido pelo Cl-.

Métodos para estimativa da area foliar de plantas daninhas: 4 , Cassia tora L.

O trabalho analisa as possibilidades das estimativas das áreas (9) de folíolos do ápice, meio e base de folhas de Cassia tora L., através das equações lineares (Y = A + BX ) e (Y = BX), geométricas ou potenciais (Y= A XB ) e exponenciais (Y = ABX ). O valor de X e tomado das medidas lineares do folíolo, a saber: comprimento da nervura principal (C) , largura máxima perpendicular à nervura principal (L) ou o produto C.L. A análise de 360 folíolos mostra que as áreas podem ser estimadas de maneira proporcional ao retângulo C x L. Os coeficientes de correção foram 0,6711 para os foliolos do ápice, 0,7404 para as medianas e 0,7759 para as da base. Houve diferenças estatisticamente significativas entre os coeficientes, não sendo possível estabelecer-se um único coeficiente para os três folíolos.

Estimativa da área foliar de plantas daninhas: poaia-branca

A poaia-branca (Richardia brasiliensis Gomez) é uma das principais plantas que infestam espontaneamente os agroecossistemas na América do Sul e, com freqüência, atingem elevadas densidades populacionais, provocando sérios prejuízos aos agricultores. Nos estudos envolvendo a biologia e o controle de plantas daninhas, a área foliar é uma das mais importantes características a serem avaliadas, mas tem sido pouco estudada porque sua determinação exige equipamentos sofisticados ou utiliza técnica destrutiva. Visando obter equações que permitissem a estimativa da área foliar desta planta daninha utilizando características lineares do limbo foliar, facilmente mensuráveis em plantas no campo, foram estudadas correlações entre a área foliar real e as seguintes características das folhas: comprimento ao longo da nervura principal (C), largura máxima do limbo (L) e o produto CxL. Para tanto, foram mensurados os limbos de 500 folhas coletadas em diversas épocas, locais e culturas, em plantas que apresentavam bom aspecto sanitário e nutricional. Todas as equações, lineares simples, geométricas e exponenciais, permitiram boa estimativa da área foliar (AF) da poaia-branca. Do ponto de vista prático, sugere-se optar pela equação linear simples envolvendo o produto Cx L, a qual apresentou o menor QM Resíduo. Assim, a estimativa da área folia r de R. brasiliensis pode ser efetuada pela equação AF= 0.5899 (CxL), com coeficiente de determinação (R2) de valor 0.9886 .

Estimativa da área foliar de plantas daninhas: Solanum americanum Mill

A maria pretinha (Solanum americanum Mill) é uma planta daninha infestante de diversas culturas e além da competição pode causar outros problemas. Nos estudos envolvendo a biologia e o controle de plantas daninhas, a área foliar é uma das mais importantes características a serem avaliadas, mas tem sido pouco estudada porque sua determinação exige equipamentos sofisticados ou utiliza técnicas destrutivas. Visando obter equações que permitissem a estimativa da área foliar desta planta daninha utilizando características lineares do limbo foliar, facilmente mensuráveis em plantas no campo, foram estudadas correlações entre a área foliar real e as seguintes características das folhas: comprimento ao longo da nervura principal (C), largura máxima do limbo (L) e o produto (C x L). Para tanto, foram mensuradas 200 folhas coletadas de plantas sujeitas às mais diversas condições ecológicas em que a espécie sobrevive, considerando-se todas as folhas das plantas desde que não apresentassem deformações oriundas de fatores, tais como, pragas, moléstias e granizo. Todas as equações, lineares simples, geométricas e exponenciais, permitiram boa estimativa da área foliar (Af) da maria pretinha. Do ponto de vista prático, sugere-se optar pela equação linear simples envolvendo o produto (C x L), a qual apresentou o menor QM Resíduo. Assim, a estimativa da área foliar de S. americanum pode ser efetuada pela equação AF = 0,5632 x (C x L), com coeficiente de determinação (R2) de valor igual a 0,9516.

Estimativa da área foliar de plantas daninhas de ambiente aquático: Eichhornia crassipes

O objetivo deste trabalho foi obter equações que, através de parâmetros lineares dimensionais do limbo e do pecíolo, permitam estimar a área foliar do limbo e a área externa do pulvino de Eichhornia crassipes. Para isso, estudaram-se correlações entre a área foliar real e os parâmetros dimensionais do limbo foliar, como o comprimento ao longo da nervura principal (C) e a largura máxima (L) perpendicular ao eixo principal, assim como correlações entre a área externa real e o comprimento máximo (CP) e o maior diâmetro transversal (DP) do pulvino. Todas as equações lineares simples, geométricas ou exponenciais permitiram boas estimativas da área foliar e área externa do pecíolo. Do ponto de vista prático, sugere-se optar pela equação linear simples envolvendo os respectivos produtos do comprimento pela largura máxima, considerando o coeficiente linear igual a zero. Desse modo, a estimativa da área foliar do limbo (AF) de E. crassipes pode ser feita pela fórmula AF = 0,720 (C x L); e a área externa do pulvino (AP) pode ser estimada pela fórmula AP = 2,378 (CP x DP), com coeficientes de determinação (R²) de 0,9716 e 0,9268, respectivamente.

Caracterização da área foliar de Merremia aegyptia

O conhecimento da área foliar de plantas daninhas pode auxiliar o estudo das relações de interferência entre elas e as culturas agrícolas. O objetivo desta pesquisa foi determinar uma equação matemática que estime a área foliar de Merremia aegyptia, a partir da relação entre as dimensões lineares dos limbos foliares. Folhas da espécie foram coletadas de diferentes locais na Universidade Estadual Paulista, Jaboticabal, Brasil, medindo-se o comprimento (C), a largura máxima (L) e a área foliar de três tipos de folíolos. Foram estimadas equações lineares (Y = a*X) para cada tipo de folíolo. A área foliar da espécie pode ser estimada pelo somatório das áreas dos limbos foliares de cada tipo de folíolo, por meio da equação AFest = 0,547470(X) + 1,145298(Y) + 1,244146(Z), em que X indica C*L do folíolo principal e Y e Z indicam C*L médios dos folíolos primário e secundário, respectivamente.

O problema do pixel mistura : um estudo comparativo

Os satélites para sensoriamento remoto atualmente dispoívies à comunidade científica possuem diferenies resoluções espaciais, por exemplo: SPOT 20 e 10 metros, LANDSAT-TM 30 metros e NOA-AVHRR 1100 metros. Essa resolução frequentemente não é grande o suficiente para um grande número de aplicações que necessitam de uma percepção da cena mais detalhada. Muitas vezes, no interior de uma célula de resolução (pixel) mais de uma classe ocorre. Este caso é conhecido como pixel mistura. Na classificação de imagens obtidas por sensoriamento remoto é comum a utilização de metodologias que atribuem somente uma classe a um pixel, como o procedimento clássico da máxima verossimilhança. Esse procedimento resulta frequentemente em uma estimação errônea das áreas ocupadas pelas classes presentes na cena. Em alguns casos, especialmente quando não há uma classe dominante, isto pode ser a fonte de um erro significativo. Desde o início dos anos 70, diferentes metodologias têm sido propostas para o trabalho num nível de subpixel. A grande vantagem do trabalho nesse nível é que um pixel não é necessariamente atribuído a somente uma classe. O pixel tem um grau que o correlaciona a cada classe: de zero(se a classe não ocorre no pixel) até 1 (a classe ocorre no pixel inteiro). Assim, cada pixel tem um vetor associado que estima a proporção de cada classe nele. A metodologia mais comumente utilizada considera a refletância do pixel mistura como uma combinação linear da refletância média de cada classe componente. De acordo com essa visão as refletâncias associadas às classes componentes são consideradas constantes conhecidas i.e., não são variáveis aleatórias. Assim, a proporção de cada classe no pixel é obtida pela resolução de um sistema de equações lineares. Uma outra metodologia é assumir as refletâncias que caracterizam as classes como sendo variáveis aleatórias. Nesta visão, as informações a respeito das distribuições das classes é utilizada. A estimativa das proporções de cada classe é obtida pelo vetor de proporções que maximiza a função de verossimilhança. Mais recentemente, uma visão diferente foi proposta: a utilização da lógica fuzzy. Esta metodologia utiliza o conceito de função de pertinência que é essencial à teoria dos conjuntos fuzzy. Esta função utiliza elementos com natureza estatística ou não para a estimação das proporções. No presente trabalho, duas funções de pertinência foram definidas: a primeira baseada na função densidade probabilidade gaussiana e a segunda baseada diretamente na distância de Mahalanobis. O objetivo deste estudo é avaliar cada uma das metodologias anteriores em termos de acurácia, performance e dados necessários. Para este objetivo, as metodologias foram implementadas computacionalmente e alimentadas com imagens LANDSAT-TM. Para a avaliação da acurácia dos modelos um estudo qualitativo foi executado.

Solução da equação de transporte de fótons para uma placa plana heterogênea, modelo de multigrupo com núcleo de espalhamento de Klein-Nishina

Neste trabalho o método LTSN é utilizado para resolver a equação de transporte de fótons para uma placa plana heterogênea, modelo de multigrupo, com núcleo de espalhamento de Klein-Nishina, obtendo-se o fluxo de fótons em valores discretos de energia. O fluxo de fótons, juntamente com os parâmetros da placa foram usados para o cálculo da taxa de dose absorvida e do fator de buildup. O método LTSN consiste na aplicação da transformada de Laplace num conjunto de equações de ordenadas discretas, fornece uma solução analítica do sistema de equações lineares algébricas e a construção dos fluxos angulares pela técnica de expansão de Heaviside. Essa formulação foi aplicada ao cálculo de dose absorvida e ao fator de Buildup, considerando cinco valores de energia. Resultados numéricos são apresentados.

Aplicações do método dos elementos discretos em estruturas de concreto

A ciência moderna apresentou significativo avanço a partir do desenvolvimento da análise diferencial. A transformação de equações diferenciais de alta ordem em sistemas de equações algébricas foi possível através do desenvolvimento de métodos numéricos, constituindo este, outro grande avanço. Dentro desses pode-se destacar os métodos de diferenças finitas, dos elementos finitos, dos elementos discretos e mais recentemente, os elementos de contorno. Neste trabalho, faz-se uma contribuição ao desenvolvimento do Método dos Elementos Discretos para aplicações na Mecânica do Contínuo, na Mecânica da Fratura, assim como na determinação do dano em elementos estruturais submetidos a cargas. Neste método, a discretização espacial no modelo se realiza mediante um conjunto de massas ligadas entre se por forças materializadas como um arranjo de barras de treliça com rigidez equivalente ao contínuo que se quer representar, e mediante um esquema de integração explícita, se realiza a integração das equações de movimento no tempo. Verifica-se a validade e a capacidade do método em predizer o efeito de tamanho em elementos de concreto e concreto armado, obtendo-se uma excelente correlação com ensaios encontrados na literatura técnica, além de importantes conclusões a respeito da aplicação de cargas estáticas e dinâmicas, tanto em padrões de fissuração ou ruptura, quanto aos valores limites de resistência dos materiais ou cargas aplicadas, dando-se importância na geração aleatória das propriedades dos materiais mediante o uso do Método de Representação Espectral.

Otimização topológica de estruturas bidimensionais contínuas submetidas a restrições de flexibilidade e tensão

Neste trabalho é resolvido o problema da minimização do volume de estruturas bidimensionais contínuas submetidas a restrições sobre a flexibilidade (trabalho das forças externas) e sobre as tensões, utilizando a técnica chamada otimização topológica, que visa encontrar a melhor distribuição de material dentro de um domínio de projeto pré-estabelecido. As equações de equilíbrio são resolvidas através do método dos elementos finitos, discretizando a geometria e aproximando o campo de deslocamentos. Dessa forma, essas equações diferenciais são transformadas em um sistema de equações lineares, obtendo como resposta os deslocamentos nodais de cada elemento. A distribuição de material é discretizada como uma densidade fictícia constante por elemento finito. Esta densidade define um material isotrópico poroso de uma seqüência pré-estabelecida (SIMP). A otimização é feita através da Programação Linear Seqüencial. Para tal, a função objetivo e as restrições são sucessivamente linearizadas por expansão em Série de Taylor. A análise de sensibilidade para a restrição de flexibilidade é resolvida utilizando o cálculo da sensibilidade analítico adaptado para elementos finitos de elasticidade plana. Quando as restrições consideradas são as tensões, o problema torna-se mais complexo. Diferente da flexibilidade, que é uma restrição global, cada elemento finito deve ter sua tensão controlada. A tensão de Von Mises é o critério de falha considerado, cuja sensibilidade foi calculada de acordo com a metodologia empregada por Duysinx e Bendsøe [Duysinx e Bendsøe, 1998] Problemas como a instabilidade de tabuleiro e dependência da malha sempre aparecem na otimização topológica de estruturas contínuas. A fim de minimizar seus efeitos, um filtro de vizinhança foi implementado, restringindo a variação da densidade entre elementos adjacentes. Restrições sobre as tensões causam um problema adicional, conhecido como singularidade das tensões, fazendo com que os algoritmos não convirjam para o mínimo global. Para contornar essa situação, é empregada uma técnica matemática de perturbação visando modificar o espaço onde se encontra a solução, de forma que o mínimo global possa ser encontrado. Esse método desenvolvido por Cheng e Guo [Cheng e Guo, 1997] é conhecido por relaxação-ε e foi implementado nesse trabalho.