Proposição e avaliação de um método baseado em projeção de luz para reconstrução e análise da superfície do tronco durante a respiração

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Metodologia para determinação dos volumes do tronco durante a respiração usando projeção de luz e reconstrução de superficie

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Late Quaternary drainage dynamics in northern Brazil based on the study of a large paleochannel from southwestern Marajó Island

Marajó Island shows an abundance of paleochannels easily mapped in its eastern portion, where vegetation consists mostly of savannas. SRTM data make possible to recognize paleochannels also in western Marajó, even considering the dense forest cover. A well preserved paleodrainage network from the adjacency of the town of Breves (southwestern Marajó Island) was investigated in this work combining remote sensing and sedimentological studies. The palimpsest drainage system consists of a large meander connected to narrower tributaries. Sedimentological studies revealed mostly sharp-based, fining upward sands for the channelized features, and interbedded muds and sands for floodplain areas. The sedimentary structures and facies successions are in perfect agreement with deposition in channelized and floodplain environments, as suggested by remote sensing mapping. The present study shows that this paleodrainage was abandoned during Late Pleistocene, slightly earlier than the Holocene paleochannel systems from the east part of the island. Integration of previous studies with the data available herein supports a tectonic origin, related to the opening of the Pará River along fault lineaments. This would explain the disappearance of large, north to northeastward migrating channel systems in southwestern Marajó Island, which were replaced by the much narrower, south to southeastward flowing modern channels.

Variabilidade espacial da textura de um Argissolo Vermelho Amarelo sob cultivo de pastagem e vegetação nativa

O conhecimento da variabilidade espacial dos atributos de um solo sob diferentes coberturas auxilia o estudo das alterações ocorridas em razão do manejo. O objetivo deste trabalho foi determinar, com uso da estatística clássica e geoestatística, a variabilidade espacial das frações texturais de um solo cultivado com pastagem e vegetação nativa. Amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0-0,20m, nos pontos de cruzamento de uma malha, com intervalos regulares de 10m, totalizando 64 pontos em cada área. Na área de pastagem, as frações areia grossa e total apresentaram valores médios maiores em relação à vegetação nativa e correlações negativas com as altitudes dos pontos amostrais nas duas áreas. Todas as frações texturais apresentaram dependência espacial de moderada a alta nas duas áreas e com o patamar definido, com exceção da areia fina e do silte na pastagem. Grande parte dessa variabilidade ocorre em função da erosão hídrica.

Modelagem da dispersão de odores em ambientes urbanos

O presente trabalho investigou o problema da modelagem da dispersão de compostos odorantes em presença de obstáculos (cúbicos e com forma complexa) sob condição de estabilidade atmosférica neutra. Foi empregada modelagem numérica baseada nas equações de transporte (CFD1) bem como em modelos algébricos baseados na pluma Gausseana (AERMOD2, CALPUFF3 e FPM4). Para a validação dos resultados dos modelos e a avaliação do seu desempenho foram empregados dados de experimentos em túnel de vento e em campo. A fim de incluir os efeitos da turbulência atmosférica na dispersão, dois diferentes modelos de sub-malha associados à Simulação das Grandes Escalas (LES5) foram investigados (Smagorinsky dinâmico e WALE6) e, para a inclusão dos efeitos de obstáculos na dispersão nos modelos Gausseanos, foi empregado o modelo PRIME7. O uso do PRIME também foi proposto para o FPM como uma inovação. De forma geral, os resultados indicam que o uso de CFD/LES é uma ferramenta útil para a investigação da dispersão e o impacto de compostos odorantes em presença de obstáculos e também para desenvolvimento dos modelos Gausseanos. Os resultados também indicam que o modelo FPM proposto, com a inclusão dos efeitos do obstáculo baseado no PRIME também é uma ferramenta muito útil em modelagem da dispersão de odores devido à sua simplicidade e fácil configuração quando comparado a modelos mais complexos como CFD e mesmo os modelos regulatórios AERMOD e CALPUFF. A grande vantagem do FPM é a possibilidade de estimar-se o fator de intermitência e a relação pico-média (P/M), parâmetros úteis para a avaliação do impacto de odores. Os resultados obtidos no presente trabalho indicam que a determinação dos parâmetros de dispersão para os segmentos de pluma, bem como os parâmetros de tempo longo nas proximidades da fonte e do obstáculo no modelo FPM pode ser melhorada e simulações CFD podem ser usadas como uma ferramenta de desenvolvimento para este propósito. Palavras chave: controle de odor, dispersão, fluidodinâmica computacional, modelagem matemática, modelagem gaussiana de pluma flutuante, simulação de grandes vórtices (LES).

Aproximação numérica – analítica para a modelagem da conversão termoquímica de combustíveis sólidos

Um algoritmo numérico foi criado para apresentar a solução da conversão termoquímica de um combustível sólido. O mesmo foi criado de forma a ser flexível e dependente do mecanismo de reação a ser representado. Para tanto, um sistema das equações características desse tipo de problema foi resolvido através de um método iterativo unido a matemática simbólica. Em função de não linearidades nas equações e por se tratar de pequenas partículas, será aplicado o método de Newton para reduzir o sistema de equações diferenciais parciais (EDP’s) para um sistema de equações diferenciais ordinárias (EDO’s). Tal processo redução é baseado na união desse método iterativo à diferenciação numérica, pois consegue incorporar nas EDO’s resultantes funções analíticas. O modelo reduzido será solucionado numericamente usando-se a técnica do gradiente bi-conjugado (BCG). Tal modelo promete ter taxa de convergência alta, se utilizando de um número baixo de iterações, além de apresentar alta velocidade na apresentação das soluções do novo sistema linear gerado. Além disso, o algoritmo se mostra independente do tamanho da malha constituidora. Para a validação, a massa normalizada será calculada e comparada com valores experimentais de termogravimetria encontrados na literatura, , e um teste com um mecanismo simplificado de reação será realizado.

Comparação de desempenho entre a formulação direta do Método dos Elementos de Contorno com Funções Radiais e o Método dos Elementos Finitos em problemas de Poisson e Helmholtz

O presente trabalho objetiva avaliar o desempenho do MECID (Método dos Elementos de Contorno com Interpolação Direta) para resolver o termo integral referente à inércia na Equação de Helmholtz e, deste modo, permitir a modelagem do Problema de Autovalor assim como calcular as frequências naturais, comparando-o com os resultados obtidos pelo MEF (Método dos Elementos Finitos), gerado pela Formulação Clássica de Galerkin. Em primeira instância, serão abordados alguns problemas governados pela equação de Poisson, possibilitando iniciar a comparação de desempenho entre os métodos numéricos aqui abordados. Os problemas resolvidos se aplicam em diferentes e importantes áreas da engenharia, como na transmissão de calor, no eletromagnetismo e em problemas elásticos particulares. Em termos numéricos, sabe-se das dificuldades existentes na aproximação precisa de distribuições mais complexas de cargas, fontes ou sorvedouros no interior do domínio para qualquer técnica de contorno. No entanto, este trabalho mostra que, apesar de tais dificuldades, o desempenho do Método dos Elementos de Contorno é superior, tanto no cálculo da variável básica, quanto na sua derivada. Para tanto, são resolvidos problemas bidimensionais referentes a membranas elásticas, esforços em barras devido ao peso próprio e problemas de determinação de frequências naturais em problemas acústicos em domínios fechados, dentre outros apresentados, utilizando malhas com diferentes graus de refinamento, além de elementos lineares com funções de bases radiais para o MECID e funções base de interpolação polinomial de grau (um) para o MEF. São geradas curvas de desempenho através do cálculo do erro médio percentual para cada malha, demonstrando a convergência e a precisão de cada método. Os resultados também são comparados com as soluções analíticas, quando disponíveis, para cada exemplo resolvido neste trabalho.

Proposta de um algoritmo GPC adaptativo com baixo custo computacional

Esta dissertação propõe um algoritmo do Controlador Preditivo Generalizado (GPC) com horizonte de controle igual a um para ser aplicado em plantas industriais com modelos variantes no tempo, simples o su ficiente para ser implementado em Controlador Lógico Programável (PLC). A solução explícita do controlador é obtida em função dos parâmetros do modelo e dos parâmetros de sintonia do GPC (horizonte nal de predição hp e o fator de supressão do sinal de controle ), além das entradas e saídas presentes e passadas. A sintonia do fator de supressão e do horizonte de previsão GPC é feita através do lugar das raízes da equação característica do sistema em malha fechada, sempre que os parâmetros do modelo da planta industrial (estável ou instável em malha aberta) forem modificados.

Variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo em povoamento de eucalipto

Nos anos mais recentes, observa-se aumento na adoção das técnicas de silvicultura de precisão em florestas plantadas no Brasil. Os plantios de eucalipto ocorrem preferencialmente em áreas com baixa fertilidade de solo e consequentemente baixa produtividade. Logo, para otimizar ao máximo a produção, é necessário saber o quanto essa cultura pode produzir em cada local (sítio). Objetivou-se aplicar uma metodologia que utiliza técnicas de estatística, geoestatística e geoprocessamento, no mapeamento da variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo cultivado com eucalipto, em área de 10,09 ha, situada no sul do estado do Espírito Santo. Os atributos químicos da fertilidade do solo estudados foram: fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg), no ano da implantação do povoamento do eucalipto, em 2008, e três anos após, em 2011. O solo foi amostrado em duas profundidades, 0-0,2 m e 0,2-0,4 m, nos 94 pontos de uma malha regular, com extensão de 33 x 33 m. Os dados foram analisados pela estatística descritiva e, em seguida, pela geoestatística, por meio do ajuste de semivariogramas. Diferentes métodos de interpolação foram testados para produzir mapas temáticos mais precisos e facilitar as operações algébricas utilizadas. Com o auxílio de índices quantitativos, realizou-se uma análise geral da fertilidade do solo, por meio da álgebra de mapas. A metodologia utilizada neste estudo possibilitou mapear a variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo. A análise variográfica mostrou que todos os atributos estudados apresentaram-se estruturados espacialmente, exceto para o atributo P, no Ano Zero (camada 0-0,2 m) e no Ano Três (ambas as camadas). Os melhores métodos de interpolação para o mapeamento de cada atributo químico do solo foram identificados com a ajuda gráfica do Diagrama de Taylor. Mereceram destaque, os modelos esférico e exponencial nas interpolações para a maioria dos atributos químicos do solo avaliados. Apesar de a variação espacial e temporal dos atributos estudados apresentar-se, em média, com pequena variação negativa, a metodologia usada mostrou variações positivas na fertilidade do solo em várias partes da área de estudo. Além disso, os resultados demonstram que os efeitos observados são majoritariamente em função da cultura, uma vez que não foram coletadas amostras de solo em locais adubados. A produtividade do sítio florestal apresentou-se com tendências semelhantes às variações ocorridas na fertilidade do solo, exceto para o magnésio, que se mostrou com tendências espaciais para suporte de elevadas produtividades, de até 50 m3 ha-1 ano-1. Além de mostrar claramente as tendências observadas para as variações na fertilidade do solo, a metodologia utilizada confirma um caminho operacional acessível para empresas e produtores florestais para o manejo nutricional em florestas plantadas. O uso dos mapas facilita a mobilização de recursos para melhorar a aplicação de fertilizantes e corretivos necessários.

Modelo matemático para planejamento da circulação de trens em uma ferrovia de linha singela

Diversos fatores têm contribuído para o aumento da demanda por transporte ferroviário no Brasil. Dentre eles, citam-se: o aumento das exportações brasileiras nos últimos anos e a aprovação do novo marco regulatório para o setor ferroviário brasileiro que permitiu o uso da capacidade ociosa das ferrovias e o compartilhamento da malha por diversos operadores. Investimentos para construção de novas ferrovias e melhorias nas já existentes são muito elevados, o que dificulta a implantação de novos projetos. Assim, faz-se necessário melhorar o planejamento da circulação de trens visando o aumento de capacidade sem a necessidade de novos investimentos, otimizando o uso da estrutura já existente. Esta dissertação tem como objetivo propor um modelo matemático para realizar o planejamento da circulação de trens em uma ferrovia de linha singela, que minimize o transit time, isto é, o tempo total de viagem de todos os trens e consequentemente reduza o tempo parado em pátios de cruzamento. O modelo proposto permite que os trens sejam atrasados ou adiantados na partida visando reduzir o tempo parado em pátios de cruzamento. O modelo é resolvido de forma ótima usando o solver CPLEX 12.6. Foram realizados testes com dados reais da Ferrovia Centro Atlântica (FCA) e os resultados alcançados pelo CPLEX foram comparados com os resultados do planejamento manual da FCA. O modelo obteve redução do tempo de viagem dos trens em todos os cenários testados.

Variabilidade espacial de atributos químicos em diferentes profundidades em um Latossolo em sistema de plantio direto

O estudo da variabilidade espacial dos atributos químicos no solo é uma etapa importante na agricultura de precisão. Objetivou-se com este trabalho avaliar a variabilidade espacial em duas profundidades (0-10 e 10-20 cm) do pH em água, saturação por bases e teores de matéria orgânica e micronutrientes (B, Cu, Fe, Mn e Zn) em um Latossolo Vermelho distrófico, textura média, cultivado há oito anos em sistema de plantio direto, em Uberlândia - MG. A coleta das amostras do solo foi realizada em intervalos regulares de 50 m, em malha regular de 121 pontos. Os dados foram avaliados por estatística descritiva e geoestatística, com base no ajuste de semivariogramas. Maiores teores de matéria orgânica, Mn e Zn foram verificados nos primeiros 10 cm do solo. A maior variabilidade foi encontrada para B e a menor para pH em água. Além da variabilidade vertical, há também variabilidade horizontal entre as profundidades. A dependência espacial varia conforme o atributo químico avaliado e a profundidade de coleta. Os valores de alcance foram maiores na profundidade de 0-10 cm.

Estudo da fertilidade de um Latossolo Vermelho-Amarelo húmico sob cultivo de café arábica por meio de geoestatística

Este trabalho teve por objetivo avaliar a fertlidade de um Latossolo Vermelho-Amarelo húmico, sob cultivo de café arábica, por meio de técnicas de geoestatística uni e multivariada. O estudo foi realizado em uma área cultivada com Coffea arabica L. variedade catuaí, em uma malha, totalizando 50 pontos. A amostragem de solo foi realizada na profundidade de 0 - 0,2 m, para determinar os atributos P, K, Ca, Mg, argila, areia e silte. Os valores encontrados foram analisados por meio da estatística descritiva e exploratória, seguida de análise geoestatística. Os atributos foram interpolados por krigagem ordinária e cokrigagem. O solo apresentou, de modo geral, baixa fertilidade. A utilização da areia na estimativa dos valores de K acarretou a superestimativa dos valores deste nutriente, na região mais alta da área, e subestimativa, nas regiões mais baixas. A estimativa de Mg em função do silte possibilitou obter um mapa representativo da sua distribuição com menor erro.

Uso do software Estradas para determinação do espaçamento entre desaguadouros em estradas não pavimentadas do interior de Goiás

Estradas não pavimentadas correspondem a aproximadamente 90% da malha rodoviária brasileira. Estas, na maioria das vezes, são construídas sem a realização de estudos prévios, estando sujeitas a vários tipos de problemas. Um dos principais fatores de deterioração dessas vias é a ineficiência do sistema de drenagem. Neste trabalho simulou-se o espaçamento entre desaguadouros em estradas não pavimentadas, utilizando-se um software desenvolvido com base num modelo matemático de dimensionamento de sistemas de drenagem em estradas não pavimentadas. Utilizaram-se valores de erodibilidade, tensão crítica de cisalhamento e massa específica para diferentes solos de estradas, localizadas no Estado de Goiás. Simularam-se cenários considerando alterações na declividade (1, 5, 10 e 15%) e na seção transversal do canal com relações entre altura e largura de 1:1, 1:2, 1:5 e 1:10. O modelo respondeu sensivelmente às alterações na declividade, na seção transversal do canal e nas de resistência do solo. Os espaçamentos obtidos indicaram que, estradas com declividades inferiores a 5%, mesmo com elevados valores de erodibilidade permitiram espaçamentos viáveis em aspectos construtivos. No entanto, para as declividades de 10 e 15%, os espaçamentos, na maioria dos casos, apresentaram dimensões reduzidas, tornando-se impraticáveis, sendo necessário, nestes casos, proteção do canal ou alteração de suas características hidráulicas.

Casca do fruto da mamoneira como substrato para as plantas

A casca do fruto da mamoneira (CFM) é um resíduo gerado, em grande quantidade, no beneficiamento da mamona. O objetivo desta pesquisa foi avaliar as características físicas e químicas da CFM e seu efeito, como substrato, para plantas. A avaliação das características da CFM foi realizada em um experimento fatorial (2x3), constituído da combinação de dois tipos de casca (CFM in natura e compostada) e três granulometrias (peneiras 3, 5 e 10 mm de malha), em delineamento de blocos ao acaso. Os teores de macro e micronutrientes, condutividade elétrica (CE), pH, densidade seca (DS), densidade úmida (DU), porosidade total (PT) e espaço de aeração (EA) foram avaliados. A avaliação da CFM como substrato para plantas foi realizada, utilizando-se mudas de tomateiro (Lycopersicon esculentum Mill.) e estacas de pingo-de-ouro (Duranta repens L.) como espécies indicadoras. Para o cultivo de mudas de tomateiro, a CFM, na granulometria de 3 mm, in natura, ou compostada, foi misturada com Plantmax® em cinco proporções [0:100; 25:75; 50:50; 75:25; 100:0 (v/v)]. Para o enraizamentode pingo-de-ouro, estacas foram plantadas em CFM, in natura, ou compostada, de três granulometrias (3, 5 e 10 mm). A CFM compostada, na granulometria de 3 mm, apresentou as características físicas mais adequadas. A CFM in natura apresentou efeitos negativos, sendo inadequada como substrato. A CFM compostada permitiu obter 100% de germinação e mudas normais de tomateiro, bem como estacas enraizadas de pingo- de- ouro, podendo, portanto, ser utilizada como substrato, pura, ou em misturas.

Qualidade pós-colheita da alface hidropônica em ambiente protegido sob malhas termorefletoras e negra

Considerando que a duração da exposição, a qualidade e intensidade de luz afetam as características de qualidade das hortaliças folhosas, conduziu-se um experimento, em ambiente protegido, com o objetivo de avaliar a qualidade pós-colheita da alface hidropônica, sob os efeitos das malhas de sombreamento, com diferentes percentagens de atenuação da radiação solar. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, no esquema fatorial 2 x 5, com três repetições, sendo os tratamentos constituídos por quatro malhas termorefletoras (40; 50; 60 e 70% de sombreamento) e uma testemunha, com malha negra 50%. Em cada parcela, representada por um sistema hidropônico individual, foi cultivada a alface (cv. Olinda, Crespa), sendo avaliada sua qualidade por ocasião da colheita e após quatro dias de armazenamento refrigerado (7,6 ± 1ºC e 27 ± 5 % UR). Observou-se que o excesso de sombreamento, ocasionado pelas malhas termorefletoras 60 e 70% e malha negra 50%, comprometeram a aparência da alface. As plantas submetidas ao sombreamento com a malha termorefletora 40% apresentaram menor perda de massa, ao final de quatro dias de armazenamento. Os graus de sombreamento ocasionados pelas malhas termorefletoras e pela malha negra não influenciaram nos teores de ácido cítrico, sólidos solúveis, vitamina C e clorofila total da alface.