Desenvolvimento e calibração de um tensiômetro eletrônico de leitura automática

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento e calibração de tensiômetro de leitura automática, sendo o tensiômetro de mercúrio utilizado como padrão de comparação. Os ensaios foram conduzidos no Laboratório de Mecânica e Eletrônica do Departamento de Engenharia Agrícola da UFC. Esse equipamento difere do tensiômetro tradicional por substituir o manômetro de mercúrio por sensor de pressão. Tal dispositivo gera uma saída com valor de até no máximo 4,5 volts. O tensiômetro eletrônico é conectado a uma placa de aquisição de dados (DAQ) contendo um microprocessador, conversor analógico/digital (ADC) e saída serial, sendo tal placa ligada a um microcomputador. A bancada de ensaio constituiu-se de três caixas plásticas preenchidas com solo de textura franco- arenosa. Os dados foram coletados durante um mês e as equações geradas foram do tipo Count = offset + apsim, em que psim representa o potencial matricial fornecido pelo tensiômetro de mercúrio (kPa) e count a saída digial do ADC, com valores adimensionais de 0 a 4.095. Foram obtidos os valores máximo e mínimo de offset de 348,572 e 261,026, e de coeficiente angular de 36,675 kPa-1 e 34,421 kPa-1. Os resultados da regressão linear simples indicaram a existência de regressão a menos de 0,1% de significância e valores de coeficientes de correlação nunca inferiores a 0,9994.

Estimativa da condutividade elétrica da solução do solo a partir do teor de água e da condutividade elétrica aparente do solo

O crescente uso da técnica de fertirrigação não tem sido acompanhado com pesquisas para disponibilizar informações capazes de proporcionar o correto manejo dessa técnica. A reflectometria no domínio do tempo (TDR) possibilita o monitoramento simultâneo e contínuo do teor de água (teta) e da condutividade elétrica aparente do solo (CEa). A literatura apresenta diversos modelos que relacionam teta e CEa com a condutividade elétrica da solução do solo (CEw), com vistas à predição da CEw a partir de dados de teta e CEa obtidos por meio da técnica da TDR. Porém, muitas pesquisas demonstram a necessidade de avaliação e calibração desses modelos para solos de diferentes classes texturais. Neste trabalho, foram avaliados seis modelos com o objetivo de conhecer a capacidade dos mesmos em relacionar teta, CEa e CEw. Experimentos de laboratório foram feitos, com solo de classes texturais franca e franco-arenosa, aplicando-se soluções com cinco condutividades elétricas combinadas com cinco teores de água no solo, resultando em 25 colunas de solo. Os modelos demonstraram capacidade para relacionar teta, CEa e CEw.

Desenvolvimento de um dispositivo eletrônico para calibração de sensores de umidade do solo

Com o advento da eletrônica e a disponibilidade de "software" de processamento, vários tipos de transdutores têm sido testados, visando à determinação da umidade do solo. O uso desses transdutores tem por objetivo a otimização do consumo de água e o conseqüente retorno econômico da atividade da agricultura irrigada. No Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal do Ceará, construiu-se um dispositivo para calibração de sensores de umidade do solo, a sua calibração e a determinação de suas principais propriedades, como precisão e cargas mínima e máxima. O dispositivo consistiu numa torre em aço 1020, com 3,0 m de altura, no topo da qual se montou uma balança de braços. Em um dos braços da balança, colocou-se uma amostra de solo para a inserção dos sensores de umidade e, no outro, uma célula de carga para medir a variação de massa de água na amostra de solo. Foi implementado um circuito eletrônico para permitir a interface da célula de carga com um sistema de aquisição de dados. A análise de regressão, cuja variável dependente foi a saída da célula de carga, e a independente, a massa à qual a balança foi submetida, mostrou-se linear entre 1 kg e 50 kg, com coeficiente de determinação de 0,99995 e coeficiente angular de 0,09198 mV g-1. O dispositivo pode ser utilizado para calibração de sensores de umidade do solo com sensibilidade correspondente à variação de 12,28 mL de água e cargas mínima e máxima para as amostras de solo variando entre 1 e 50 kg.

Instalação, calibração e funcionamento de um lisímetro de pesagem

Este trabalho teve como objetivo construir, instalar, calibrar e avaliar a sensibilidade de um lisímetro de pesagem com célula de carga, instalado em Seropédica - RJ, a fim de determinar a evapotranspiração de referência (ETo). O lisímetro, com dimensões de 1,0 m x 1,0 m e 0,7 m de profundidade, foi construído com chapas de aço galvanizado e instalado sobre estrutura metálica montada sobre barras transversais, a fim de concentrar toda a massa do conjunto sobre uma célula de carga localizada no centro do sistema. Após o preenchimento do lisímetro com solo, foi realizada a calibração do mesmo por meio de análise de regressão linear, e toda a área foi plantada com grama-batatais. O conjunto lisimétrico instalado mostrou-se adequado para a estimativa da ETo, apresentando erro-padrão de estimativa da regressão de 0,278 kg ou 0,278 mm, além de responder às variações dos principais elementos meteorológicos que influenciam na ETo.

Utilização da TDR para monitoramento da solução de nitrato de potássio em Latossolo Vermelho-Amarelo

O conhecimento da distribuição e armazenamento da solução no solo é de grande importância para a agricultura, pois a interação entre os nutrientes e a água é um dos fatores que influenciam diretamente no rendimento das culturas. Das várias técnicas utilizadas para o monitoramento da solução no solo, a reflectometria no domínio do tempo (TDR) vem sendo bastante difundida entre os pesquisadores por apresentar inúmeras vantagens, dentre as quais a mensuração em tempo real e a possibilidade de leituras automatizadas. O principal objetivo desta pesquisa foi avaliar a distribuição da solução de KNO3 no perfil de um Latossolo Vermelho-Amarelo. Sondas de Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR) foram utilizadas para monitorar a distribuição de solução no solo aplicada por gotejadores de fluxo constante nas vazões de 2; 4 e 8 L h-1. Considerando-se os resultados de diferentes perfis, observou-se maior armazenamento da solução próxima ao gotejador, diminuindo progressivamente para frente de molhamento. Pouco mais da metade da solução aplicada (65%) foi armazenada na primeira camada (0-0,10 m) para todos os ensaios, e 22% foi armazenada na próxima camada (0,10-0,20 m). Comparando-se diferentes taxas de aplicação, observou-se maior armazenamento de água para o gotejador de 4 L h-1, com 60; 72 e 63% de solução de KNO3 aplicada acumulada na primeira camada (0-0,10 m) para gotejadores de 2; 4 e 8 L h-1, respectivamente. Os resultados sugerem que, com base no volume e frequência utilizada neste experimento, seria vantajoso aplicar pequenas quantidades de água em intervalos mais frequentes para reduzir perdas por percolação.

Recuperação da topografia de ovos por meio da técnica de moiré e calibração independente

A recuperação da topografia de ovos por meio de análise de imagens digitais permite, de forma não destrutiva, a estimativa das massas da gema, da clara, da casca e totais, que são produtos amplamente utilizados na esfera industrial. O presente trabalho buscou desenvolver uma metodologia para a recuperação da forma tridimensional de ovos por meio de análise de imagens, em especial usando a técnica de moiré. Foram utilizados ovos de diferentes tamanhos, classificados em: XL (mais de 73 g), L (63 a 73 g), M (53 a 63 g) e S (até 53 g). Em cada teste realizado em laboratório, um ovo, aleatoriamente selecionado, foi iluminado com a projeção de grades, e as imagens foram capturadas e processadas para a obtenção da forma tridimensional do objeto pela técnica de moiré (TM). As dimensões dos seus eixos principais foram medidas por meio de um paquímetro, sendo usadas como referência para calibração da TM. Equações empíricas foram ajustadas para a correção das dimensões, apresentando coeficiente de determinação de 0,961; 0,955 e 0,988. A TM mostrou-se adequada para a recuperação da topografia de ovos, proporcionando erros menores ou iguais a 5,47%, com a clara necessidade de uma calibração independente, nas três dimensões, e sem a necessidade de usar um objeto calibrador.

Calibração de extratores providos de cápsula porosa para monitoramento da salinidade e da concentração de íons

Os resultados satisfatórios obtidos no monitoramento da salinidade e concentração de íons na solução do solo, usando extratores de cápsulas porosas, motivaram a realização deste trabalho, o qual teve como objetivo a obtenção de curvas de calibração para estes extratores monitorarem a condutividade elétrica e a concentração de nitrato e de potássio na solução de dois tipos de solo (Latossolo Vermelho-Amarelo Argissólico franco arenoso, e o outro como Cambissolo Eutrófico), em Mossoró - RN. As concentrações de nitrato utilizadas foram as mesmas nos dois solos (0; 84; 168; 252; 336; 420 e 504 mg L-1); quanto ao potássio, foram utilizadas concentrações diferentes no solo arenoso (0; 117; 234; 351; 468; 585 e 702 mg L-1) e no argiloso (0; 117; 234; 351; 468; 585; 702; 1.170; 1.755; 2.340; 2.925 e 3.510 mg L-1). A condutividade elétrica da solução do solo e a concentração de nitrato e de potássio foram estimadas com precisão satisfatória a partir da solução coletada com extratores providos de cápsulas porosas, sendo necessária uma calibração prévia para cada tipo de solo.

Construction and calibration of TDR probes for volumetric water content estimation in a Distroferric Red Latosol

The determination of volumetric water content of soils is an important factor in irrigation management. Among the indirect methods for estimating, the time-domain reflectometry (TDR) technique has received a significant attention. Like any other technique, it has advantages and disadvantages, but its greatest disadvantage is the need of calibration and high cost of acquisition. The main goal of this study was to establish a calibration model for the TDR equipment, Trase System Model 6050X1, to estimate the volumetric water content in a Distroferric Red Latosol. The calibration was carried out in a laboratory with disturbed soil samples under study, packed in PVC columns of a volume of 0.0078m³. The TDR probes were handcrafted with three rods and 0.20m long. They were vertically installed in soil columns, with a total of five probes per column and sixteen columns. The weightings were carried out in a digital scale, while daily readings of dielectric constant were obtained in TDR equipment. The linear model θν = 0.0103 Ka + 0.1900 to estimate the studied volumetric water content showed an excellent coefficient of determination (0.93), enabling the use of probes in indirect estimation of soil moisture.

Determinação simultânea de amarelo tartrazina e amarelo crepúsculo em alimentos via espectrofotometria UV-VIS e métodos de calibração multivariada

Os corantes sintéticos são usualmente adicionados a alimentos industrializados para conferir e restaurar a cor obtendo-se a qualidade estética desejada. Em função destes aspectos e do potencial toxicológico que alguns corantes podem apresentar, o controle de qualidade destes compostos é de fundamental importância. Neste trabalho, foi estudado o potencial das metodologias matemáticas como o princípio da aditividade, espectrofotometria derivativa e técnica multivariada (Regressão por Mínimos Quadrados Parciais - PLSR) na determinação simultânea de dois corantes alimentícios: Amarelo Crepúsculo (AC) e Amarelo Tartrazina (AT), extraídos com lã natural. Estas metodologias foram avaliadas e comparadas em função das suas capacidades de previsão, sendo que o modelo PLSR otimizado (faixa espectral de 305 a 645 nm, empregando-se 1ª derivada como transformação dos dados e 2 componentes principais) apresentou o menor valor de Raiz Quadrada da Soma dos Erros de Previsão (RMSEP) (AT = 0,191 e AC = 0,102). A faixa de concentração estudada foi de 1,0 a 16,0 mg.L-1 para AC e de 2,0 a 22,0 mg.L-1 para AT. O conjunto de validação externa apresentou erros relativos médios de 1,97% para AC e 1,39% para AT. A aplicação desta metodologia em amostras reais mostrou que em todas as amostras analisadas as concentrações destes corantes estavam de acordo com os limites estabelecidos pela legislação brasileira

Construção e validação de uma bancada para calibração de sensores para determinação da umidade relativa do ar

O presente trabalho destina-se a apresentar a experiência de montagem e de validação de uma Bancada de Calibração de sensores para determinação da umidade relativa do ar com base nas teorias e normas existentes de psicrometria. A Bancada foi construída com base em normas internacionais, onde salienta-se a ASHRAE 41.1-1974, sendo uma evolução de trabalhos anteriormente desenvolvidos. A validação da bancada passa por uma verificação do funcionamento do sistema montado, buscando garantir que o mesmo é eficaz no que se propõe. Para isso, curvas de estabilidade em temperatura e umidade relativa do ar em função do tempo foram levantadas e analisadas dentro de uma certa faixa de operação, entre 30,50 e 44,50 ºC e para temperatura de bulbo úmido, entre 25,00 e 31,10 ºC. Para a estabilidade em umidade relativa do ar testada, a faixa varia de 57,20 a 74,46 %. Também foi verificado experimentalmente o comportamento da temperatura de bulbo úmido em função da velocidade do ar no escoamento, entre 1,25 e 5,00m/s. Para a comprovação desta verificação experimental, os dados coletados nos sensores e termômetros foram corrigidos através das equações de calibração e depois os mesmos foram comparados e estudados mediante uma análise de variância (ANOVA). Os resultados dos testes revelaram que a velocidade na faixa experimentada (1,25 a 5,00) m/s não gera uma diferença significativa na leitura dos sensores Um outro teste experimental foi elaborado para verificar o comportamento da temperatura de bulbo úmido em função da umidade relativa do ar para diversos elementos sensores de temperatura. (termômetros de Hg, sensores PT100, AD592 e termopar tipo K). Para esta verificação, os elementos sensores foram submetidos a uma velocidade de 5,00 m/s. Para cada nível de temperatura, três níveis de umidade relativa do ar foram analisadas. Os resultados mostram que a Bancada de calibração é um ambiente controlado dentro de uma faixa de temperatura e umidade relativa do ar, sendo um recurso a mais que pode ser usado no vasto campo da psicrometria.

Calibração e aplicação do modelo numérico genesis nas praias de Tramandaí e Imbé-RS

O modelo numérico GENESIS (Generalized Model for Simulating Shoreline Change) é parte de um sistema de modelagem de linha de praia, o SMS (Shoreline Modeling System), desenvolvido pelo CERC (Coastal Engineering Research Center), U.S.A. É um modelo genérico, determinístico e bidimensional, com grande flexibilidade para ser adaptado a costas abertas, arenosas e sujeitas a intervenção humana. Utilizado na previsão da resposta da linha praia as diversas obras costeiras que podem ser implantadas na mesma. Características estas, que fazem dele uma ferramenta indicada para a o estudo costa do Rio Grande do Sul e para o objetivo deste estudo. A aplicação do modelo de evolução de linha praia – GENESIS neste trabalho, tem como objetivos: calibrar o modelo numérico GENESIS para a costa centro norte do Rio Grande do Sul e avaliar seu uso como ferramenta na previsão de impactos ambientais gerados por obras costeiras, Alem de reproduzir as condições do modelo físico reduzido de 1965 e comparar os resultados entre as simulações matemática e física. O modelo foi aplicado num trecho de linha de praia da região centro norte do Rio Grande do Sul, nas praias de Tramandaí e Imbé. As quais já foram alvo de estudos anteriores através de modelo físico reduzido, em função do desejo deste município em construir molhes na desembocadura do canal da Laguna de Tramandaí. Para implementação do modelo numérico GENESIS foram utilizados dados das posições da linha de praia em três diferentes anos, coletados pelo CECO/UFRGS, dados de onda coletados pelo ondógrafo do IPH/UFRGS, e diversos dados sobre as praias e sua história, retirados da extensa bibliografia publicada sobre a região de estudo. A calibração do modelo foi realizada através das linhas de praia medidas em 1997 e em 2000. O modelo foi considerado calibrado quando o mesmo consegui reproduzir a linha de praia do ano 2000 a partir da linha de 1997, obtendo um erro máximo de 15 m. Foram realizadas simulações que reproduziam as simulações feitas em modelo físico reduzido do IPH em 1965. Através da comparação dos dados de onda utilizados no modelo físico reduzido de 1965 e dos dados de onda coletados pelo ondógrafo em 1996, pudemos observar a importância do uso de um série de dados de onda neste tipo de estudo, bem como, a desenvoltura e limitações do modelo numérico GENESIS na situações geradas.

Calibração de métodos de determinação e estimativa de doses de fósforo e potássio em solos sob sistema plantio direto

O método de análise de solo Mehlich-1 em uso no RS e SC não é adequado para a avaliação da disponibilidade de fósforo em solos adubados recentemente com fosfatos naturais, além de, na comparação com o método da resina de troca iônica, freqüentemente apresentar coeficientes de determinação entre fósforo extraído do solo e parâmetros de plantas menores. Questiona-se também a adequaçãodos teores críticos de fósforo e potássio do solo e as doses de fertilizantes recomendadas atualmente, com base em calibrações feitas entre as décadas de 1960 a 1980, sob sistema convencional e amostragem da camada 0-20 cm de profundidade, para o sistema de plantio direto, com amostragem na camada 0-10 cm.Para equacionar alguns dos aspectos mencionados foram feitos três estudos. No primeiro, correlacionou-se o fósforo extraído, pelos métodos Mehlich-1 e resina de troca iônica, de 100 amostras de solos com diferentes classes de textura e teores de fósforo, com o objetivo de obter um índice de equivalência entre o fósforo determinado por ambos os métodos. No segundo estudo, foram enterradas lâminas de resina para avaliar a capacidade da resina em estimar a disponibilidade de fósforo para as plantas de milho e arroz em diferentes estádios de desenvolvimento. No terceiro estudo, utilizaram-se resultados de experimentos com doses de fósforo e potássio, cultivados com soja, trigo e milho, para re-calibrar os teores críticos de fósforo e potássio do solo pelo método Mehlich-1, e calibrar os resultados obtidos com o método Mehlich-3 e resina Os resultados obtidos no estudo 1 não permitiram estabelecer um índice de equivalência analítico entre os métodos Mehlich-1 e resina, pois a extração depende também da interação entre teores de fósforo e argila do solo. O método da resina enterrada foi eficiente para determinar a disponibilidade de fósforo para o arroz em solos inundados, mas pode não ser adequado para a cultura do milho. Os teores críticos de fósforo e potássio utilizados atualmente para recomendação de adubação estão subestimados, tanto para as amostras na camada 0-20, como na 0-10 cm de profundidade. As doses de fósforo e potássio, recomendadas para as culturas soja e milho, também estão subestimadas. Os coeficientes de determinação, obtidos entre o fósforo e o potássio determinados pelos métodos Mehlich-1 e resina e o rendimento das culturas soja, milho e trigo, foram maiores do que os obtidos com o Mehlich-3 para mesma relação.

Calibração automática de sistemas de visão estéreo a partir de movimentos desconhecidos

Esta dissertação apresenta um método para calibração automática de um par de câmeras que realiza um movimento desconhecido. O processo de calibração aqui descrito é baseado inteiramente na rigidez da cena observada e na invariabilidade dos parâmetros intrínsecos das câmeras durante o movimento. Não há a necessidade de nenhum artefato de calibração especial. Este trabalho mostra uma abordagem completa, desde o processo de casamento de pontos até a estimação dos parâmetros da câmera. Não é feita nenhuma suposição sobre o movimento das câmeras, tampouco sobre a disposição da cena 3D. Exemplos de aplicações deste método estão nos experimentos onde a calibração das câmeras precisa ser realizada remotamente, dificultando o posicionamento de artefatos de calibração na cena alvo, como é o caso para robôs de exploração interplanetária.