An approach to verifying and debugging simulation models governed by ordinary differential equations: Part 1. Methodology for residual generation

For dynamic simulations to be credible, verification of the computer code must be an integral part of the modelling process. This two-part paper describes a novel approach to verification through program testing and debugging. In Part 1, a methodology is presented for detecting and isolating coding errors using back-to-back testing. Residuals are generated by comparing the output of two independent implementations, in response to identical inputs. The key feature of the methodology is that a specially modified observer is created using one of the implementations, so as to impose an error-dependent structure on these residuals. Each error can be associated with a fixed and known subspace, permitting errors to be isolated to specific equations in the code. It is shown that the geometric properties extend to multiple errors in either one of the two implementations. Copyright (C) 2003 John Wiley Sons, Ltd.

Uma avaliação das metodologias de desagregação da exergia física para a modelagem termoeconômica de sistemas

Talvez não seja nenhum exagero afirmar que há quase um consenso entre os praticantes da Termoeconomia de que a exergia, ao invés de só entalpia, seja a magnitude Termodinâmica mais adequada para ser combinada com o conceito de custo na modelagem termoeconômica, pois esta leva em conta aspectos da Segunda Lei da Termodinâmica e permite identificar as irreversibilidades. Porém, muitas vezes durante a modelagem termoeconômica se usa a exergia desagregada em suas parcelas (química, térmica e mecânica), ou ainda, se inclui a neguentropia que é um fluxo fictício, permitindo assim a desagregação do sistema em seus componentes (ou subsistemas) visando melhorar e detalhar a modelagem para a otimização local, diagnóstico e alocação dos resíduos e equipamentos dissipativos. Alguns autores também afirmam que a desagregação da exergia física em suas parcelas (térmica e mecânica) permite aumentar a precisão dos resultados na alocação de custos, apesar de fazer aumentar a complexidade do modelo termoeconômico e consequentemente os custos computacionais envolvidos. Recentemente alguns autores apontaram restrições e possíveis inconsistências do uso da neguentropia e deste tipo de desagregação da exergia física, propondo assim alternativas para o tratamento de resíduos e equipamentos dissipativos que permitem a desagregação dos sistemas em seus componentes. Estas alternativas consistem, basicamente, de novas propostas de desagregação da exergia física na modelagem termoeconômica. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo avaliar as diferentes metodologias de desagregação da exergia física para a modelagem termoeconômica, tendo em conta alguns aspectos como vantagens, restrições, inconsistências, melhoria na precisão dos resultados, aumento da complexidade e do esforço computacional e o tratamento dos resíduos e equipamentos dissipativos para a total desagregação do sistema térmico. Para isso, as diferentes metodologias e níveis de desagregação da exergia física são aplicados na alocação de custos para os produtos finais (potência líquida e calor útil) em diferentes plantas de cogeração considerando como fluido de trabalho tanto o gás ideal bem como o fluido real. Plantas essas com equipamentos dissipativos (condensador ou válvula) ou resíduos (gases de exaustão da caldeira de recuperação). Porém, foi necessário que uma das plantas de cogeração não incorporasse equipamentos dissipativos e nem caldeira de recuperação com o intuito de avaliar isoladamente o efeito da desagregação da exergia física na melhoria da precisão dos resultados da alocação de custos para os produtos finais.

Perfis de tensão residual do aço duplex UNS S32304 submetido a diferentes processos de soldagem TIG e condições de tratamento térmico

Visando a aplicação do aço UNS S32304 em embalados para transporte de material radioativo, amostras soldadas por processo TIG, com diferentes gases de proteção, foram submetidas a tratamentos térmicos nas temperaturas de 475°C, 600°C e 750°C por 8 horas, seguidas de resfriamento ao ar, a fim de analisar o efeito de temperaturas críticas no perfil de tensões residuais e microestrutura. A difratometria de raios X foi utilizada para determinação das tensões residuais, em diferentes condições (amostras como recebidas e apenas tratadas termicamente) e o perfil de tensões residuais total das amostras soldadas é apresentado para cada fase (austenita e ferrita). As tensões residuais das fases foram determinadas pela técnica sen2ψ, utilizando um difratômetro com fonte de radiação CuKα (<λ

Produção de milho-verde em resposta ao efeito residual da adubação orgânica do quiabeiro em cultivo subsequente

A rotação de culturas é uma prática essencial, no cultivo de hortaliças, para controle de pragas e doenças e tem sido usada, também, visando ao aproveitamento dos resíduos de adubação. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito residual da adubação orgânica, aplicada na cultura do quiabo, sobre o rendimento de espigas de milho-verde em cultivo subsequente. O quiabeiro foi plantado com duas populações de plantas e adubado com biofertilizante líquido de suínos, nas doses: 0, 6, 12, 24, e 48 m³ ha-1. Após a retirada dos restos culturais do quiabeiro, sementes de milho híbrido AG 1051 e da variedade UFVM 100 foram semeadas, em linhas duplas, no espaçamento de 1,0 m x 0,40 m e 0,25 m entre plantas após o desbaste. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro repetições, no esquema fatorial 2 x 5, sendo dois cultivares de milho e resíduo de cinco doses de biofertilizante. O resíduo da adubação com biofertilizante de suínos em quiabeiro não foi suficiente para nutrir as plantas de milho-verde; consequentemente obteve-se baixa produtividade comercial. O plantio do milho-verde em sucessão ao quiabeiro, visando à rotação de culturas e aproveitamento de resíduos orgânicos, é promissor, sendo necessária adubação complementar de cobertura, para suprimento de N e K. O híbrido AG 1051 apresentou maior altura de plantas, número e produtividade de espigas comerciais despalhadas e peso médio de espigas comerciais. A variedade UFVM100 apresentou maior teor de P e K nas folhas, número de espigas com palha, número e produtividade de espigas não comerciais despalhadas.

Atividade residual de seis herbicidas aplicados ao solo em época seca

Este trabalho foi desenvolvido em campo, com o objetivo de avaliar a atividade residual de herbicidas recomendados para a cultura da cana-de-açúcar, quando aplicados ao solo na época seca. Os tratamentos foram organizados em esquema de parcelas subdivididas, em que, no âmbito das parcelas, foram aplicados seis herbicidas e, no âmbito das subparcelas, foram considerados três períodos de permanência dos produtos no solo (130 dias, 70 dias e testemunha, sem aplicação). Os tratamentos herbicidas foram (g ha-1): amicarbazone a 1260; clomazone a 1250; hexazinone a 450; imazapic a 147; isoxaflutole a 187,5; e sulfentrazone a 900. Além da infestação natural de plantas daninhas, para avaliação da atividade residual dos produtos, semeou-se pepino na área, considerado como bioindicador. A mesma molécula herbicida teve avaliação diferenciada em razão da espécie bioindicadora considerada. Os herbicidas amicarbazone, hexazinone, isoxaflutole e sulfentrazone têm propriedades positivas para aplicação ao solo em época seca, tais como elevada solubilidade, baixo Kow e baixa fotodegradação. A aplicação de imazapic em pré-emergência tem eficácia consistente em época seca, controlando adequadamente o pepino e a comunidade natural de plantas daninhas. O herbicida clomazone não controlou adequadamente o pepino e a comunidade natural de plantas daninhas.

Efeito residual da aplicação de fosfato monoamônio revestido por diferentes polímeros na cultura de milho

O uso de fertilizantes fosfatados, revestidos por polímeros, pode permitir a redução de perdas que ocorrem no processo de fixação do fósforo no solo, disponibilizando, assim, esse elemento por um maior período de tempo. Objetivou-se, com este trabalho, estudar o efeito residual de doses de fósforo e de formas de fosfato monoamônio revestido por polímeros, no que se refere aos componentes de produção e produtividade do milho, em primeira e segunda safra. O experimento foi conduzido em campo, num Latossolo Vermelho distrófico, textura argilosa. O delineamento estatístico foi o de blocos ao acaso, dispostos em esquema fatorial 4 x 4, sendo: quatro doses de P2O5: 0, 50, 100 e 150 kg ha-1, aplicadas na semeadura, em quatro formas: fosfato monoamônio (MAP) convencional e MAP revestido por três diferentes polímeros, com quatro repetições. Os tratamentos foram aplicados no milho safra e safrinha, e, posteriormente, avaliou-se o efeito residual desses tratamentos nos cultivos sucessores do milho, que foram semeados nas mesmas linhas de semeadura dos cultivos anteriores. O teor de fósforo residual no solo aumentou linearmente até a dose de 150 kg ha-1 de P2O5. As formas de MAP revestido por polímeros apresentaram o mesmo efeito residual que MAP convencional, pois proporcionaram resultados semelhantes para as avaliações do milho irrigado. O incremento das doses de fósforo na cultura anterior proporcionou efeito residual, alterando o teor de P foliar e a altura de plantas do milho safrinha irrigado e aumentando a produtividade de grãos de milho, na primeira safra, até a dose de 118 kg ha-1 de P2O5, independentemente da forma de MAP.

Suplementação com zinco e selênio em frangos de corte submetidos a estresse cíclico de calor

Frangos criados sob estresse de calor (EC) podem ter padrão antioxidante reduzido, e, a suplementação de zinco e selênio podem amenizar este efeito. Assim sendo, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da suplementação de zinco e de selênio, nas formas orgânica e inorgânica, sobre o desempenho, a peroxidação lipídica e o rendimento de carcaça em frangos submetidos a estresse cíclico de calor (EC). Para isso, foram utilizados 2.400 pintos machos de um dia de idade, criados em conforto térmico até o 14º dia, quando 1200 foram submetidos a EC. O delineamento foi o inteiramente casualizado em arranjo fatorial 2 x 5, sendo dois ambientes [conforto (C) e estresse de calor EC] e cinco níveis de suplementação: [S1) ração controle; S2) S1 + 40 mg/kg de Zn inorgânico; S3) S1 + 40 mg/kg de Zn orgânico; S4) de S1 + 40 mg/kg de Zn inorgânico e 0,2 mg/kg de selênio orgânico, e S5) S1 + 40 mg/kg de Zn orgânico e 0,2 mg/kg de selênio orgânico], totalizando dez tratamentos, com oito repetições de 30 aves cada. Foram avaliados os níveis sanguíneos de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, temperatura cloacal (TC), ganho de peso, consumo de ração, conversão alimentar, peso vivo e rendimento de carcaça e cortes. No 35° e no 42° dias, aves sob EC apresentaram elevação de TC. Ganho de peso, conversão alimentar e carcaça eviscerada foram influenciados negativamente pelo calor. O ambiente e os níveis de suplemento não alteraram o rendimento de peito com e sem osso, sobrecoxa e coxa, e asas. Nas condições ambientais e nutricionais, não se identificou a necessidade de adição suplementar de zinco orgânico e inorgânico e selênio orgânico.

Sazonalidade e potencial energético da biomassa residual agrícola na região dos Campos Gerais do Paraná

RESUMO Teve-se por objetivo, neste trabalho, avaliar as disponibilidades sazonal e espacial da biomassa residual da colheita das principais culturas de grãos, na região dos Campos Gerais, PR, estimar o potencial teórico de produção de energia elétrica a partir desses resíduos, bem como identificar os municípios da região com maior potencial para instalação de termelétricas movidas a biomassa. Dados de produtividade de milho, soja, trigo, cevada, aveia branca e aveia preta foram obtidos, na Secretaria de Agricultura do Paraná, para as safras 2008/2009 e 2009/2010 e, a partir do índice e do calendário de colheitas, estimou-se a produção e sazonalidade da biomassa residual das culturas analisadas. Foram coletadas amostras de biomassa destas espécies e determinou-se o poder calorífico superior (PCS) e o potencial teórico de produção de energia elétrica a partir dos resíduos quantificados. Os Campos Gerais do Paraná produziram 3.862.130 (2008/2009) e 4.107.932 Mg ha−1 (2009/2010) de biomassa residual total com o cultivo das seis culturas. A disponibilidade de biomassa concentra-se em março e abril (aproximadamente 60%), sendo inexpressiva em dezembro, janeiro e entre junho e agosto. A biomassa residual da colheita de grãos apresentou PCS comparável ao de espécies florestais e potencial total de produção de energia de 3.932 (2008/2009) e 4.185 GWh ano−1 (2009/2010). Dos municípios analisados, Tibagi e Castro são os mais promissores para a instalação de termelétricas movidas a biomassa, por apresentarem maior produção e melhor distribuição sazonal dos resíduos.