Simulação tridimensional adaptativa da separação das fases de uma mistura bifásica usando a equação de Cahn-Hilliard

Simulamos a separação dos componentes de uma mistura bifásica com a equação de Cahn-Hilliard. Esta equação contém intrincados termos não lineares e derivadas de alta ordem. Além disso, a delgada região de transição entre os componentes da mistura requer muita resolução. Assim, determinar a solução numérica da equação de Cahn-Hilliard não é uma tarefa fácil, principalmente em três dimensões. Conseguimos a resolução exigida no tempo usando uma discretização semi-implícita de segunda ordem. No espaço, obtemos a precisão requerida utilizando malhas refinadas localmente com a estratégia AMR. Essas malhas se adaptam dinamicamente para recobrir a região de transição. O sistema linear proveniente da discretização é solucionado por intermédio de técnicas multinível-multigrid.

Integração da equação de movimento através da Transformada de Fourier com o uso de ponderadores de ordem elevada

Baseando-se em um sistema com um grau de liberdade, é apresentada neste trabalho a equação de movimento, bem como a sua resolução através das Transformadas de Fourier e da Transformada Rápida de Fourier (FFT). Através da análise da forma como são feitas as integrações nas transformadas, foram estudados e aplicados os ponderadores de Newton-Cotes na resolução da equação de movimento, de forma a aumentar substancialmente a precisão dos resultados em comparação com a forma convencional da Transformada de Fourier.

Efeitos da mecanização agrícola da cultura da cana-de-açúcar nos processos erosivos: dimensionamento de terraços com base na Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS)

A cultura da cana-de-açúcar é a segunda maior movimentação econômica na cadeia do agronegócio no Brasil. Gera riquezas através da fabricação de açúcar, etanol e cogeração de energia elétrica, além de outros subprodutos. Considerada fonte de energia renovável, a cana-de- açúcar a princípio tinha sua imagem associada a impactos negativos principalmente devido as queimadas realizadas nas lavouras para colheita manual. Nos últimos anos, baseado em decretos e no Protocolo Agro-ambiental, essa prática vem sendo abolida. Para se manter e até mesmo aumentar o rendimento das colhedoras nos canaviais, os gestores têm adotado práticas para reduzir os terraços agrícolas, com impacto nos sistemas de conservação de solos. Assim, este trabalho teve como objetivo identificar os impactos ambientais provocados pela mecanização agrícola decorrente do mau manejo e dimensionamento dos mecanismos de conservação do solo. Neste estudo também se realizou uma análise à Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS), como ferramenta para o dimensionamento de terraços agrícolas. O estudo foi realizado em uma microbacia hidrográfica, denominada Ribeirão da Bocaina, localizada na UGRHI-13 (Tietê - Jacaré). Foi possível identificar a variabilidade amostral do solo para o dimensionamento conservacionista, gerando curvas de nível com Desníveis Verticais (D.V) desuniformes, contrariando a sistemática atual de terraços que respeita cotas múltiplas ou mesmo dimensionamentos empiristas, segundo o conhecimento local e o histórico recente da área. Algumas sugestões também foram feitas afim de torná-la uma ferramenta ainda mais eficiente, considerando condições particulares à cultura da cana-de-açúcar, tais como a influência da palhada, sulcos de plantio e diversos tipos de terraços como meios de controle à erosão. A metodologia foi satisfatória, no que tange a compreensão pelos meios de correlação entre as práticas conservacionistas e modelos de predição de perda de solo, trazendo luz à ciência na interpretação das ferramentas existentes e as lacunas a serem preenchidas.

Fator cobertura e manejo da equação universal de perda de solo para soja e trigo em um cambissolo húmico alumínico submetido a diferentes sistemas de manejo.

O fator cobertura e manejo do solo (fator C da Equação Universal de Perda de Solo- EUPS) é um dos mais importantes na redução das perdas de solo por erosão hídrica. Com objetivo de avaliar as razões de perda de solo (RPS) e o fator C, conduziu-se um experimento sob chuva natural em um Cambissolo Húmico alumínico léptico, com declividade média de 0,102 m m-1, em Lages, SC, no período de novembro de 2002 a outubro de 2005, compreendendo seis ciclos culturais. Os parâmetros foram avaliados em cinco estádios, com base na cobertura do solo pelo dossel das plantas. Foram estudados três sistemas de manejo do solo: aração + duas gradagens (PC), escarificação + uma gradagem (CM) e semeadura direta (SD), submetidos a sucessão soja (Glycine max) e trigo (Triticum aestivum L.), além de um tratamento adicional, com aração + duas gradagens sem culturas (SC). As RPS e os fatores C, variaram quanto aos ciclos, estádios das culturas e sistemas de manejo do solo. A SD reduziu as RPS, em 85% e 48% em relação ao PC e CM, respectivamente, durante os cultivos de soja e em 60% e 55% nos cultivos de trigo. Na média dos três anos de estudo, os valores do fator C, foram de 0,073 (PC), 0,016 (CM) e 0,007 (SD) Mg ha Mg-1 ha-1 durante os cultivos de soja e 0,126 (PC), 0,083 (CM) e 0,035 (SD) Mg ha Mg-1 ha-1 durante os cultivos de trigo. Para a sucessão de culturas soja-trigo, os valores do fator C foram de 0,198, 0,099 e 0,042 Mg ha Mg-1 ha-1, para PC, CM e SD, respectivamente.

Vulnerabilidade de sub-bacias hidrográficas por meio da equação universal de perda de solo e da integração de parâmetros morfométricos, topográficos, hidrológicos e de uso/cobertura da terra no estado do Rio de Janeiro, Brasil.

Sub-bacias delimitadas para o estado do Rio de Janeiro foram parametrizadas por meio de duas metodologias que indicam vulnerabilidade, a equação universal de perda de solo que estima a perda de solo em toneladas por hectare/ano; e a integração temática de parâmetros morfométricos, topográficos, hidrológicos e de uso/cobertura da terra, que resulta em um índice de vulnerabilidade adimensional. Os parâmetros de cada método e os resultados foram analisados e comparados para verificação do grau de associação entre as metodologias, concluindo-se que os métodos são complementares para indicar vulnerabilidade de sub-bacia.