Metodologia para obtenção do hidrograma de escoamento superficial em encostas e canais. Parte I: desenvolvimento e avaliação

Desenvolveu-se uma metodologia que permite obter o hidrograma de escoamento superficial e a vazão máxima para qualquer posição ao longo de uma encosta e para seções transversais de canais utilizando o modelo de ondas cinemáticas. A área da encosta é dividida num sistema matricial composto por 100 linhas e 100 colunas. Na encosta, considera-se que o escoamento ocorre na direção da declividade e que a vazão de cada pixel é a soma da vazão produzida nesse com a vazão advinda dos pixels que contribuem com o escoamento superficial para o pixel em análise. No canal, a vazão é calculada pela soma dos hidrogramas advindos das colunas do sistema reticulado. A comparação entre os valores de lâmina e vazão máxima de escoamento superficial obtidas experimentalmente e calculadas em duas condições (encosta e bacia) permitiu evidenciar que a metodologia, comparada aos métodos Racional e do Número da Curva, ofereceu boas estimativas tanto da lâmina quanto da vazão máxima de escoamento superficial.

Metodologia para obtenção do hidrograma de escoamento superficial em encostas e canais. Parte II: modelo computacional e análise de sensibilidade

Estimativas de vazão máxima de escoamento superficial são necessárias para o projeto de obras hidráulicas em bacias urbanas e rurais. A dificuldade em aplicar os procedimentos disponíveis para calcular a variação do escoamento superficial com o tempo e de seu valor máximo deve-se à inexatidão dos métodos usados para esse objetivo e à variabilidade nos resultados que podem ser obtidos por profissionais que usem o mesmo procedimento. Dessa forma, a investigação de um método que produza estimativas confiáveis da vazão máxima e do hidrograma de escoamento superficial é de grande interesse. Neste trabalho, desenvolveu-se e avaliou-se a sensibilidade de um software (HIDROGRAMA 2.1) que permite a obtenção do hidrograma de escoamento superficial, da vazão máxima e seu tempo de ocorrência, da altura e da velocidade máximas do escoamento, do volume e da lâmina de escoamento superficial em encosta e em canais. O modelo apresentou grande sensibilidade ao período de retorno, à taxa de infiltração estável e ao comprimento da encosta e do canal.

Transferência de massa e secagem em leitos vibrofluidizados: uma revisão

O desenvolvimento de tecnologias de processamento e equipamentos requer a utilização de novos métodos e melhor qualidade do produto processado. Dentro do processo de secagem contínua, a utilização de equipamentos que promovem incremento nos coeficientes de transferência, é a de maior interesse. O uso de energia vibracional tem sido recomendado para materiais dispersos. Assim, uma revisão da literatura sobre a transferência de massa e a secagem em leitos vibrofluidizados foi realizada, envolvendo resultados experimentais e modelagem matemática.

Modelos de transferência de metal pesado na cana-de-açúcar adubada com composto de lixo urbano

A pesquisa aborda a reciclagem do composto de lixo urbano (CLU) como fertilizante alternativo na cana-de-açúcar e como solução social e ambiental ao acúmulo de resíduos sólidos nos centros urbanos. Utilizou-se da modelagem matemática para conhecer a dinâmica dos metais pesados, visando ao estabelecimento de critérios e procedimentos para o uso seguro do CLU, limitado pela quantidade desses elementos. Foram construídos modelos compartimentais a partir de dados de experimentos em condições controladas e parcialmente validados com dados de campo. Esse modelo descreveu a transferência de metais pesados no sistema solo-raiz-parte aérea para a cana-de-açúcar. Pôde-se concluir, pelas condições desta pesquisa, que o metal mais preocupante foi o níquel, pois demora, aproximadamente, três anos para ser atenuado no solo e chega em maior quantidade na parte aérea. Quanto aos fatores argila, óxidos e pH do solo, notou-se que, nos solos de maior poder tampão, a passagem da maioria dos metais foi mais lenta. Esse modelo pode tornar-se importante aliado na definição de leis de utilização do CLU, visando à não-contaminação ambiental, redução no acúmulo de lixo e de custos de produção.

Modelos estatísticos indicadores de comportamentos associados a bem-estar térmico para matrizes pesadas

O estudo de reprodutoras de frangos de corte é de grande importância para o País, uma vez que o frango de corte é um dos maiores itens agropecuários em exportação, sendo o Brasil o segundo maior exportador mundial dessa carne. O comportamento animal é conceituado como reflexo do efeito da interação de diversos fatores, entre os quais o ambiental. Dessa forma, o ambiente interno do galpão de produção constitui um dos elementos que fornecem indicações sobre o conforto térmico das aves. O comportamento de matrizes expressa, sob a forma de padrões específicos, a saúde e o bem-estar dessas aves. Este trabalho teve como objetivo a aplicação dos modelos estatísticos preditivos, por meio da construção de cenários, apresentando resultados do conforto animal perante diversas condições ambientais. O trabalho foi desenvolvido com dados coletados em ambiente controlado, utilizando a linhagem Hybro-PG®, submetida a diferentes níveis de temperatura ambiente, tipos padronizados de ração e idade. Foram procedidas as análises descritiva e exploratória e, posteriormente, a modelagem, utilizando as Equações de Estimação Generalizadas (EEG). A pesquisa permitiu o desenvolvimento de indicadores de bem-estar térmico por meio das equações dos modelos estatísticos de predição, sob os distintos cenários estudados.

Comparação entre métodos de amostragem do solo para recomendação de calagem e adubação do cafeeiro conilon

O objetivo deste trabalho foi comparar a metodologia convencional de amostragem de solo com a análise espacial para a recomendação de calagem e adubação de nitrogênio, fósforo e potássio em solo cultivado com café conilon. O experimento foi realizado nas safras de 2004/2005 e 2005/2006, em área de 1,0 ha, com as amostras retiradas na profundidade de 0-0,20 m. No método convencional, coletaram-se 15 subamostras em caminhamento ziguezague, constituindo uma amostra composta, e, no método espacial, construiu-se uma malha amostral de 109 pontos georreferenciados. Com os resultados das análises, foi calculada a necessidade de calagem e adubação em função do teor do elemento no solo e da produtividade esperada das plantas. Os dados foram analisados por meio da estatística clássica (descritiva e exploratória) e pela análise espacial, utilizando técnicas de geoestatística (modelagem da estrutura de variabilidade espacial e realização de inferências) e geoprocessamento (álgebra de mapas). Com exceção da recomendação de fósforo em 2005 e potássio em 2006, todas as demais recomendações apresentaram dependência espacial. A análise dos dados pelo método espacial possibilitou identificar zonas de déficit ou excesso de calagem e de adubação na área, que não poderiam ser definidas com o método convencional de amostragem (ziguezague).

Simulação das perdas de água por evaporação e arraste, no aspersor NY-7 (4,6 mm x 4,0 mm), em sistemas de aspersão convencional

As perdas de água por evaporação e arraste em sistemas de irrigação por aspersão podem assumir valores consideráveis, reduzindo a eficiência do sistema. Os objetivos do presente trabalho foram avaliar a capacidade preditiva de cinco modelos empíricos para estimar perdas de água por evaporação e arraste em aspersores modelo NY-7 (bocais de 4,6 mm x 4,0 mm), trabalhando sob diferentes condições operacionais e ambientais, e ajustar modelos específicos para o aspersor NY-7. Comparando os resultados medidos em ensaios de campo, com os resultados simulados, foi possível concluir que os cinco modelos empíricos considerados apresentaram pouca ou nenhuma adequação, tanto para os ensaios com um único aspersor (quadrado do erro-médio de 5,27; 20,70; 5,07; 6,95 e 7,06% para os modelos empíricos 1; 2; 3; 4 e 5, respectivamente) quanto para os ensaios com linhas laterais contendo aspersores (quadrado do erro-médio de 7,41; 24,43; 6,72; 3,16 e 2,9% para os modelos empíricos 1; 2; 3; 4 e 5, respectivamente). Comparados aos cinco modelos empíricos considerados, os novos modelos ajustados apresentaram menores erros, indicando que a aplicação de modelos empíricos deve ser limitada às condições de operação (diâmetro de bocal, pressão de operação, etc.) similares àquelas em que os modelos foram desenvolvidos.

Modelo aplicado à dinâmica da água e do potássio no solo sob irrigação por gotejamento: análise de sensibilidade

A compreensão do transporte simultâneo da água e de solutos, a partir de uma fonte pontual, permite desenvolver estratégias eficientes na fertirrigação, sendo importante no dimensionamento, na operação e no manejo de sistemas de irrigação localizada. O presente trabalho teve como objetivo apresentar a análise de sensibilidade de um modelo matemático, desenvolvido para simular o deslocamento simultâneo de água e de potássio na irrigação por gotejamento. A análise de sensibilidade foi realizada com respeito às variações individuais da condutividade hidráulica do solo saturado, umidade inicial e saturada do solo, dispersividade, fator de retardamento e vazão do emissor. Os resultados obtidos revelaram que o modelo matemático, com relação à distribuição de água, é bastante sensível à umidade de saturação e inicial do solo e, em relação à distribuição de potássio, é bastante sensível a variações negativas da condutividade hidráulica do solo saturado e da vazão do gotejador; já em relação aos parâmetros de transporte de solutos no solo, é bastante sensível a variações negativas do fator de retardamento e pouco sensível às variações da dispersividade do solo.

Simulação da uniformidade da irrigação de sistemas convencionais de aspersão operando sob diferentes condições de vento

A uniformidade de aplicação de água é um importante fator a ser considerado na avaliação dos sistemas de irrigação por aspersão. A uniformidade em sistemas convencionais de aspersão depende de fatores como: o tipo de aspersor e suas condições operacionais, a disposição e o espaçamento entre aspersores no campo, e a velocidade e a direção do vento durante o período de aplicação de água. Tendo em visa que as complexas relações entre esses fatores e a uniformidade podem ser caracterizadas de forma mais eficiente com o auxílio da modelagem matemática, neste estudo, foram avaliadas simulações, fornecidas pelo modelo semiempírico de RICHARDS & WEATHERHEAD (1993), da distribuição espacial da água aplicada pelo canhão PLONA-RL250, operando sob diferentes condições de vento. Valores de uniformidade de Christiansen (CUC), obtidos com dados de ensaios de campo e em simulações digitais, foram comparados, mostrando-se, por meio de diversos índices (R² = 0,73; desvio absoluto médio de 4,1% e índice de desempenho de 0,78), que o modelo semiempírico avaliado fornece estimativas adequadas do CUC de sistemas convencionais de irrigação. Demonstra-se que a modelagem matemática permite reduzir o esforço e o tempo requeridos em trabalhos de campo envolvendo a avaliação da distribuição de água de canhões hidráulicos operando sob condições de vento.

Situação dos recursos hídricos nas bacias hidrográficas dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí utilizando modelo desenvolvido em dinâmica de sistemas

Utilizou-se modelo desenvolvido em dinâmica de sistemas, especificamente para as Bacias Hidrográficas dos Rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí (BH-PCJ), com cinco simulações para 50 anos de horizonte, como ferramenta para auxiliar na gestão dos recursos hídricos. O modelo estimou as ofertas e demandas de água, e a geração de águas residuárias dos diversos consumidores existentes nas BH-PCJ. Realizou-se simulação utilizando-se das taxas de consumo e de oferta existentes em 2004, e as precipitações com os valores médios constantes. Sob essas premissas, foi encontrado que as demandas de água aumentarão cerca de 76%, que aproximadamente 39% do volume de água disponível terá origem no reúso das águas residuárias, a carga contaminante aumentará em 91%. O Índice de Falkenmark mudará de 1.403 m³ habitante-1 ano-1, em 2004, para 734 m³ hab-1 ano-1 em 2054; e o Índice de Sustentabilidade de 0,44 para 0,20. Foram explorados outros quatro cenários: com fator de mudanças nas precipitações anuais de 90 e 110%; considerando vazão ecológica equivalente a 30% da vazão média diária, e sem nenhuma mudança nas taxas dos outros fatores, somente na vazão ecológica e no consumo domiciliar de água. Todos eles mostraram tendência à futura crise nos recursos hídricos nas BH-PCJ.

Compactação de solos cultivados com cana-de-açúcar: II -quantificação das restrições às funções edáficas do solo em decorrência da compactação prejudicial

A redução do período de entressafra canavieiro pode levar à disseminação da compactação do solo, em decorrência da colheita mecanizada da cana-de-açúcar na estação chuvosa. Dessa forma, faz-se necessário definir estratégias que visem a minimizar a esse processo. O presente estudo objetivou modelar o processo de compressão do solo com base na pressão crítica. Avaliou também os efeitos da colheita mecanizada da cana-de-açúcar em diferentes épocas da safra em um Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA) e em um Cambissolo Háplico (CX). Determinaram-se em amostras indeformadas a macroporosidade do solo, a pressão de preconsolidação em diferentes conteúdos de água no solo e a densidade do solo. A partir da incorporação da densidade do solo crítica na modelagem do comportamento compressivo do solo, foi possível estimar a pressão crítica. A pressão crítica superestima a capacidade de suporte de carga dos solos. A colheita mecanizada da cana-de-açúcar, realizada na zona de friabilidade do solo, não provocou compactação prejudicial à cultura. A cana-de-açúcar pode ser colhida mecanicamente sem causar a degradação estrutural no LVA e no CX, respectivamente, sob conteúdos de água de até 0,16 e 0,21 kg kg-1.

Aplicação do modelo de pulsos retangulares de Bartlett-Lewis modificado para estimativa de eventos extremos de precipitação

Este trabalho teve como objetivo avaliar a modelagem matemática da precipitação pluviométrica horária por meio do modelo de Bartlett-Lewis modificado com seis parâmetros e sua aplicação para estimativa de eventos extremos. Foi utilizada a série de dados pluviográficos do período de outubro de 1980 a dezembro de 2007, da estação meteorológica de Urussanga - SC (latitude 28,31º S, longitude 48,19º W). Foram ajustados os parâmetros mensais do modelo para a precipitação em intervalos de 1 hora, 30 min, 15 min, 10 min e 5 min. Para cada duração estudada, foram simuladas séries com 100 anos de dados. Pode-se concluir que o ajuste dos parâmetros do modelo de Bartlett-Lewis modificado possibilita a simulação de chuvas preservando as propriedades estatísticas da precipitação em vários níveis de agregação temporal. Para as séries de precipitação simulada com duração de 1 hora, observou-se que a série de máximas anuais da série simulada manteve as características da série observada. Também a série de máximas anuais de precipitação diária obtida da agregação da precipitação horária apresentou estatísticas similares às observadas na série histórica. Para durações inferiores, as séries simuladas apresentaram subestimativas superiores a 23%, inviabilizando sua aplicação na estimativa de eventos extremos.

Avaliação do desempenho dos modelos de predição da erosão hídrica USLE, RUSLE e WEPP para diferentes condições edafoclimáticas do Brasil

Este trabalho teve o objetivo de avaliar o desempenho dos modelos de predição das perdas de solo USLE, RUSLE e WEPP para diferentes condições edafoclimáticas brasileiras. Para alcançar o objetivo proposto, perdas de solo estimadas pelos referidos modelos em nove localidades do Brasil foram comparadas às perdas medidas em parcelas experimentais, por meio do coeficiente de correlação, da raiz do erro quadrático médio (RMSE), do índice de concordância de Willmott, do índice de confiança, do coeficiente de Nash-Sutcliffe e da eficiência dos modelos. As parcelas experimentais adotadas nos estudos de perdas de solo utilizados no presente trabalho apresentavam dimensões (de 38 a 1.875 m²) e tempo de coleta de dados (de 1 a 7 anos) variados. Observou-se diferença significativa entre a média geral de perdas de solo estimada pelos modelos e a medida no campo. O WEPP apresentou estimativas mais precisas em 46% das condições simuladas, seguido pelo RUSLE com 42% e USLE com 12%, sendo que os indicadores estatísticos estudados mostraram que o modelo WEPP apresenta melhor desempenho quando comparado com os demais modelos. Apesar de a diferença entre os dados estimados e observados ocorrer para os três modelos, o WEPP, por apresentar melhor desempenho, coeficiente angular mais próximo da unidade na relação entre perdas de solo medidas no campo e estimadas pelo modelo e por ser embasado em processos físicos, demonstra ter maior potencial para fazer previsão da erosão para diferentes condições edafoclimáticas brasileiras.

Técnicas de diagnóstico de influência local na análise espacial da produtividade da soja

A modelagem da estrutura de dependência espacial pela abordagem da geoestatística é fundamental para a definição de parâmetros que definem esta estrutura, e que são utilizados na interpolação de valores em locais não amostrados pela técnica de krigagem. Entretanto, a estimação de parâmetros pode ser muito afetada pela presença de observações atípicas nos dados amostrados. O desenvolvimento deste trabalho teve por objetivo utilizar técnicas de diagnóstico de influência local em modelos espaciais lineares gaussianos, utilizados em geoestatística, para avaliar a sensibilidade dos estimadores de máxima verossimilhança e máxima verossimilhança restrita na presença de dados discrepantes. Estudos com dados experimentais mostraram que tanto a presença de valores atípicos como de valores considerados influentes, pela análise de diagnóstico, pode exercer forte influência nos mapas temáticos, alterando, assim, a estrutura de dependência espacial. As aplicações de técnicas de diagnóstico de influência local devem fazer parte de toda análise geoestatística a fim de garantir que as informações contidas nos mapas temáticos tenham maior qualidade e possam ser utilizadas com maior segurança pelo agricultor.

Avaliação de áreas potenciais ao cultivo de biomassa para produção de energia e uma contribuição de sensoriamento remoto e sistemas de informações geográficas

A humanidade sempre utilizou a biomassa para fins energéticos, porém com o aumento da demanda, ameaças à segurança energética e os danos para o ambiente e para a saúde decorrentes da utilização dos combustíveis fósseis, a importância desta fonte renovável vem sendo resgatada. Neste cenário, o planejamento agroenergético passa a ser de grande importância para países tropicais como o Brasil, pois permite viabilizar a produção de biomassa para energia onde esta é requerida, de forma sustentável, sem deixar de considerar os aspectos sociais e ambientais. Desta forma, o presente artigo tem por objetivo apresentar importantes questões relacionadas ao planejamento energético regional, como forma de contribuir para soluções e políticas públicas relacionadas à produção de energia de biomassa. Ademais, é apresentada a contribuição das técnicas de Sensoriamento Remoto e Sistemas de Informações Geográficas para avaliações de áreas potenciais ao cultivo de culturas bioenergéticas, além de um modelo conceitual que demonstra como essas técnicas podem constituir-se em ferramentas de apoio à tomada de decisão estratégica nesta área de bioenergia. Adicionalmente, algumas dificuldades e limitações para o planejamento territorial e agroenergético também foram relacionadas.