Determinação in Loco da difusividade térmica num solo da região de Caatinga (PB)

Um estudo experimental detalhado sobre transferências de calor e água no complexo solo - vegetação - atmosfera, em uma região de caatinga no semi-árido paraibano, mostrou que o comportamento termodinâmico do solo exerce papel fundamental no processo de evaporação do solo e nos fluxos de calor sensível. Este trabalho objetivou mostrar como a difusividade térmica do solo in loco foi determinada. Três métodos diferentes, embasados sobre hipóteses bem distintas, foram utilizados, e os seus resultados foram comparados. O método harmônico não se mostrou adequado para o tipo de solo encontrado. Para a camada superficial do solo (0-5 cm), o método CLTM (Corrected Laplace Transform Method) mostrou-se bem adaptado. Em todos os casos, o método NHS (método de Nassar & Horton), que considera variações verticais da difusividade térmica, apresentou uma dispersão elevada dos seus pontos, porém forneceu valores próximos dos valores estimados pelo método CLTM na camada superior e valores coerentes nas outras camadas. A umidade do solo, na profundidade média de 5 cm, foi medida por uma sonda TDR devidamente calibrada. Assim, pôde se determinar a relação entre a difusividade térmica e a umidade volumétrica para o solo estudado. Os valores muito baixos de difusividade constituem um condicionante importante do clima local.

Estimativa do fluxo de calor e da difusividade térmica do solo, baseado na solução da derivada temporal fracionária de meia ordem em ferramenta de software

The soil heat flux and soil thermal diffusivity are important components of the surface energy balance, especially in ar id and semi-arid regions. The obj ective of this work was to carry out to estimate the soil heat flux from th e soil temperature measured at a single depth, based on the half-order time derivative met hod proposed by Wang and Bras (1999), and to establish a method capable of es timating the thermal diffusivity of the soil, based on the half order derivative, from the temporal series of soil temperature at two depths. The results obtained in the estimates of soil heat flux were compared with the values of soil heat flux measured through flux plates, and the thermal di ffusivity estimated was compared with the measurements carried out in situ. The results obtained showed excellent concordance between the estimated and measured soil heat flux, with correlation (r), coeffici ent of determination (R 2 ) and standard error (W/m 2 ) of: r = 0.99093, R 2 = 0.98194 and error = 2.56 (W/m 2 ) for estimated period of 10 days; r = 0,99069, R 2 = 0,98147 and error = 2.59 (W/m 2 ) for estimated period of 30 days; and r = 0,98974, R 2 = 0,97958 and error = 2.77 (W/m 2 ) for estimated period of 120 days. The values of thermal di ffusivity estimated by the proposed method showed to be coherent and consis tent with in situ measured va lues, and with the values found in the literature usi ng conventional methods.

Regimes térmico e hídrico em solos sob ecossistemas naturais e área agrícola no Leste da Amazônia

A temperatura e umidade do solo são variáveis cujo conhecimento é fundamental para determinar os balanços de energia e água na biosfera. Os regimes térmico e hídrico dos solos sob cada ecossistema apresentam variações consideráveis, de acordo com sua mineralogia, o clima local e a vegetação. Nesse contexto, as temperaturas e umidades do solo foram medidas sob três ecossistemas existentes na região leste da Amazônia, a saber: floresta nativa (FLONA Caxiuanã, 01° 42' 30" S e 51° 31' 45" W), pastagem nativa (Soure, 00° 43' 25" S e 48° 30' 29" W) e área agrícola (!garapé-Açu, 01° 07' 59" S e 47° 36' 55" W). Os dados de campo na floresta e na pastagem foram coletados entre dezembro de 2001 e fevereiro de 2005; enquanto que na área agrícola, o monitoramento foi limitado de agosto de 2003 a fevereiro de 2005. Estas observações das variáveis físicas do solo foram analisadas levando em consideração as variáveis meteorológicas medidas simultaneamente tais como o fluxo de radiação solar incidente e a precipitação pluviométrica, que interferem diretamente nas variáveis do solo em cada sitio escolhido para estudo. As temperaturas do solo foram monitoradas por meio de sondas térmicas em profundidades de 0,05; 0,20 e 0,50 m. Fluxímetros de calor mediram esta variável em níveis de profundidade em 0,05 e 0,20 m. A umidade volumétrica do solo na camada superior de 0,30 m foi medida por sensor de sonda dupla por Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR) em cada sitio. Foram feitas analises considerando as respostas do solo durante o período seco e chuvoso local, nestes três ecossistemas representativos do leste da Amazônia. Estimativas de difusividade térmica aparente do solo foram feitas pelos métodos da amplitude e da fase usando os dados de propagação do pulso diário de calor nesses solos. Os resultados mostraram valores bem diferentes, porém,no primeiro método pareceu mais confiável e adequado para o modelamento numérico. Como esperado, considerando a sua pouca cobertura vegetal, as temperaturas dos solos nos níveis superficiais, apresentaram grandes variações na pastagem e na área agrícola. Inesperadamente, as temperaturas na profundidade de 0,5 m abaixo da floresta mostraram maiores variações de amplitude que as profundidades de 0,20 e 0,05 m. O modelamento numérico das variações temporais da temperatura, em função da profundidade, para cada solo foi feito através do método harmônico Os resultados mostraram que o primeiro harmônico representou mais de 90% da variação total observada do pulso diário da temperatura da pastagem e área agrícola em 0,2 e 0,05 m de profundidade. Performance similar do modelamento foi observada na floresta nos níveis de 0,05 e 0,20 m. A magnitude dos fluxos de calor abaixo da pastagem e área agrícola atingiram valores seis vezes maiores que aqueles observados sob a floresta. Os resultados mostraram que, para a camada do solo superior de 0,30 m, a umidade volumétrica do solo sob a floresta é maior que sob os outros ecossistemas estudados neste trabalho. Este resultado é devido aparentemente; à proteção da floresta contra a evaporação da superfície do solo. Uma análise do comportamento sazonal e diário das temperaturas e umidade solos em resposta à radiação solar e precipitação é apresentada. Estudos de caso da taxa de perda da umidade do solo depois de significativa recarga de água por eventos de precipitação, também foram analisados. Algumas estimativas diárias de diminuição de água e recarga durante a noite e madrugada por subida de água de camadas subjacentes para a camada de 0.30 m foram feitas. Este trabalho analisou a maior serie temporal dos dados de temperatura e umidade dos solos coletados com alta freqüência de amostragem disponível até o momento, para o leste da Amazônia. Foi possível caracterizar as diferenças dos regimes destas variáveis físicas, abaixo de três ecossistemas importantes desta região. Estudos futuros dos minerais e materiais orgânicos nestes solos, bem como dos índices de área foliar e da biomassa das coberturas vegetais desses ecossistemas, melhoraria a compreensão dos regimes descritos neste trabalho.

Estabilidade do tecido urbano e formas de propriedade do solo : interferências no processo de crescimento e de segregação - o caso de Porto Alegre

O processo de crescimento urbano por substituição do tecido, caracterizado morfologicamente pela verticalização e pela densificação do tecido construído, possui no Brasil íntima relação com a estrutura fundiária, na medida em que vem ocasionando a alteração do sistema de propriedade unifamiliar do solo por um novo padrão fundiário condominizado. O tecido urbano resultante desta forma de crescimento é morfologicamente mais estável que o anterior. A análise das formas de crescimento e de estruturação intraurbana, da questão fundiária e mais especificamente a questão do valor do solo urbano, bem como a formação do acesso à propriedade do solo no Brasil, serve como subsídio para discutir a distribuição das diversas classes sociais no espaço da cidade, especialmente nas fases recentes de reestruturação do capitalismo, e como forma de introduzir a questão da gentrificação e os conceitos de diferença de renda("rent gap") de Neil Smith, com vistas a verificar sua aplicabilidade no contexto brasileiro. No presente estudo, procura-se identificar algumas especificidades ou limitações ao conceito de gentrificação e de reabilitação urbana entre nós Nos contextos americanos e europeus apresentados, quando o tecido construído degrada-se e o solo valoriza-se, estabelece-se uma diferença de renda que gera o processo de gentrificação, com a requalificação do tecido e o "retorno" das classes altas as áreas centrais. No caso brasileiro, em que o tecido era originalmente unifamiliar, a diferença de renda entre o valor da edificação e do solo gera, conforme estudo de casos nos bairros Centro, Mont'Serrat e Bela Vista, em Porto Alegre demonstra, a demolição do tecido. O tecido resultante se condominiza e se estabiliza dentro de uma nova configuração morfológica marcada pela verticalização, densificação e crescente segregação social.

Determinação da difusividade térmica de um solo incorporado com resíduo de E.T.A

Pós-graduação em Física - IGCE

Observações e estimativas de propriedades térmicas do solo sob floresta e pastagem no leste da Amazônia

As variações da temperatura e do fluxo de calor em solos sob a floresta nativa de Caxiuanã e uma pastagem natural da Ilha do Marajó, foram monitoradas continuamente no período de dezembro de 2001 a fevereiro de 2005. O objetivo foi comparar as respostas térmicas ao aquecimento diário, dos solos desses dois tipos de ecossistemas existentes no leste da Amazônia, para subsidiar modelos regionais de clima e avaliação dos efeitos de desmatamento. Além das medidas de campo das variáveis acima citadas, em três níveis até a profundidade de 0,5 m, esse trabalho apresenta estimativas de fluxo de calor e propriedades dos solos, tais como: difusividade e condutividade térmicas, profundidade de amortecimento e velocidade de propagação do pulso de aquecimento diário, determinados por métodos analíticos. Os resultados mostraram o contraste sazonal e outras diferenças significativas de respostas entre os dois sítios estudados, destacando o papel do conteúdo de água nos perfis térmicos verticais em cada tipo de solo. O ajuste obtido entre as medidas e os valores calculados das variáveis, indica a possibilidade de generalização dos resultados para outros sítios de ecossistemas similares na Amazônia.

Emissão de CO2 do solo em áreas de restauração na Mata Atlântica

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Comportamento da umidade e da temperatura do solo em um Argissolo vermelho-amarelo textura argilosa/muito argilosa em três sistemas de manejo.

A introdução de técnicas conservacionistas de manejo do solo (cultivo mínimo, plantio direto) e da água como a irrigação por gotejamento pode contribuir para obtenção da sustentabilidade dos cultivos do tomate de mesa. Esse estudo objetivou avaliar a temperatura do solo e a umidade em superfície da lavoura de tomate de mesa sob três sistemas de produção. O delineamento experimental foi o de blocos com três repetições. Os tratamentos adotados foram o sistema de produção convencional do solo, o sistema de cultivo mínimo, ambos com a utilização da irrigação através da técnica de molhação por mangueirão e o sistema de plantio direto que contemplou a irrigação por gotejamento. A temperatura do solo foi monitorada por geotermômetros e a umidade do solo através de sensores de matriz granular. Os resultados apontam que houve diferenças significativas na temperatura do solo e na umidade em superfície. Desta forma, pode-se concluir que sistemas de produção conservacionistas contribuem para a conservação de água no solo para a redução da amplitude térmica no solo e para a obtenção da sustentabilidade da lavoura de tomate de mesa.

Resistência ao cisalhamento de um latossolo sob diferentes uso e manejo

A resistência do solo ao cisalhamento é uma importante propriedade dinâmica do solo, a qual vem sendo desconsiderada na maioria das pesquisas que investigam a influência do uso e manejo, assim como os estados de consistência , sobre o comportamento da estrutura dos solos agrícolas. Isto tem contribuído para a adoção de estratégias quase sempre equivocadas, tendo, como conseqüência, o depauperamento das propriedades físicas e mecânicas do solo. Este trabalho teve como objetivo estudar a resistência ao cisalhamento de um Latossolo Vermelho distrófico submetido ao preparo convencional e semeadura direta, tendo, como tratamento-testemunha, o cerradão, considerando diferentes conteúdos de água: 0,05; 0,16; 0,18 e 0,38 kg kg-1. Com base nos resultados encontrados, verificou-se que a resistência ao cisalhamento do solo, avaliada na profundidade de 0-0,05 m do Latossolo Vermelho distrófico, foi influenciada pelo aumento da umidade, tipo de uso e manejo. De maneira geral, as equações ajustadas conforme o modelo de Coulomb constataram maior resistência do solo ao cisalhamento no cerradão, seguido do preparo convencional e semeadura direta. A menor resistência ao cisalhamento do solo estudado, corroborada pelo menor atrito interno (tg f) e maior coesão aparente (c), especificamente nos teores de água 0,16 e 0,27 kg kg-1 (contemplando, portanto, a faixa friável do solo), confere à semeadura direta a condição de maior possibilidade de preservação da sustentabilidade da estrutura do Latossolo Vermelho distrófico. A predição da tensão de cisalhamento apresentou-se sensível aos efeitos da variação do teor de água no solo, ao tipo de uso, podendo contribuir, particularmente, em estudos da sustentabilidade da estrutura dos solos agrícolas, a qual normalmente é comprometida em áreas cujo tráfego e preparo do solo são realizados inadequadamente.

Produtividade de feijão no sistema plantio direto com aplicação de calcário e zinco

A acidez dos solos de cerrado é um dos fatores mais limitantes na produtividade das culturas, e a deficiência de micronutrientes desses solos está relacionada com o aumento do pH. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de calcário e Zn na produtividade do feijão, em Latossolo Vermelho distrófico típico. O experimento foi realizado no campo durante três anos consecutivos. As doses de calcário aplicadas foram 0, 12 e 24 Mg ha-1 e de Zn, 0, 5, 10, 20, 40 e 80 kg ha-1. Houve aumento significativo na produtividade do feijão com a aplicação de calcário, porém não houve resposta à aplicação de zinco. Foram estabelecidos valores adequados de algumas propriedades químicas do solo para a cultura do feijoeiro. Considerando a média de duas profundidades (0-10 e 10-20 cm), estes valores foram: pH 6,6; Ca, 4,0 cmol c kg-1; Mg, 1,2 cmol c kg-1; H+Al, 2,4 cmol c kg-1; saturação por acidez, 33,9%; CTC, 7,9 cmol c kg-1; saturação por bases, 69,3%, saturação por Ca, 46,8%; saturação por Mg, 15,3%; saturação por K, 4,2%; relação Ca/Mg, 4,6; relação Ca/K, 19,1 e relação Mg/K, 6,7.

Propriedades de um Argissolo Amarelo fragipânico de Alagoas sob cultivo contínuo da cana-de-açúcar

O objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações nas propriedades morfológicas e físicas de um Argissolo Amarelo distrófico abrupto fragipânico sob cultivo contínuo de cana-de-açúcar. Três talhões foram selecionados, um coberto por vegetação de mata nativa e os outros dois cultivados com cana-de-açúcar, por períodos de dois e trinta anos. O cultivo da cana-de-açúcar alterou morfologicamente o horizonte superficial, desenvolvendo um horizonte Ap, e modificou a estrutura dos dois primeiros horizontes do perfil. As alterações morfológicas, entretanto, foram pouco expressivas em virtude dos baixos teores de argila destes horizontes. O manejo adotado causou diminuição da macroporosidade e, consequentemente, aumentou a água disponível. Por outro lado, o uso agrícola aumentou a microporosidade e reduziu significativamente a condutividade hidráulica dos horizontes superficiais. Não se observou variação significativa na densidade do solo, porosidade total, macroporosidade, ponto de murcha permanente ou no tamanho e distribuição dos agregados. Constatou-se desenvolvimento de compactação nos horizontes Ap e AB, em decorrência do cultivo da cana-de-açúcar, e a existência de adensamento (caráter coeso) no horizonte Bt de todos os perfis.

Temperatura e atributos físico-químicos de um latossolo em recuperação com adubação verde, gramínea e lodo de esgoto, cultivado com Gonçalo-Alves

Pós-graduação em Agronomia - FEIS

Efeito de adições de Ni e Mg sobre o comportamento térmico, mecânico e elétrico de ligas Al-Cu-Fe solidificadas unidirecionalmente

Este trabalho estudou a influência dos teores dos solutos Mg e Ni na modificação das propriedades térmicas, elétricas e mecânicas de uma liga Al-Cu-Fe para aplicação como condutor de energia elétrica. Para a realização do presente estudo, as ligas foram obtidas por fundição unidirecional horizontal, a partir da base do alumínio de pureza comercial com adição dos teores 0,05%p Cu e [0,24 a 0,28]%p Fe. Tal base foi modificada em uma primeira etapa com teores de 0,45, 0,60 e 0,80%p Mg. As ligas obtidas com estes teores tiveram suas propriedades estudadas para que se selecionasse um teor de Mg para posterior adição de Ni à liga. O estudo destas propriedades na primeira etapa passou pela análise das propriedades térmicas: velocidade de solidificação (V_L) e taxa de resfriamento (Ṫ). A caracterização elétrica estudou a propriedade condutividade elétrica (φ) e o levantamento das propriedades mecânicas: limite de resistência à tração (σ) e microdureza Vickers (HV). A liga com adição de Ni passou por tratamentos térmicos de envelhecimento, por 1, 4 e 8h. Estas amostras foram analisadas em um microscópio eletrônico de varredura - MEV pelos sinais de elétrons retroespalhados – ERE e espectroscopia de energia dispersiva – EDS. Como resultados do estudo, encontrou-se que adições de Mg influenciaram significativamente a viscosidade das ligas, elevando as velocidades de solidificação nos instantes finais. Os ensaios de microdureza das amostras envelhecidas mostraram que houve um acréscimo significativo de dureza na quarta hora de envelhecimento, da mesma forma que as análises de EDS mostraram que a concentração de Ni também elevou-se nesta condição de tratamento.

Efeitos de modificações físicas sobre as propriedades de amido de tuberosas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Variação da composição nutricional e propriedades de cenouras durante a secagem

Este trabalho teve como objetivo a determinação das propriedades da cenoura (Daucus carota L.), da variedade Nantes, antes, durante e após a secagem por convecção a três temperaturas diferentes (50, 60 e 70 ºC).De forma a verificar as alterações ao nível de diferentes propriedades, tais como: propriedades químicas (humidade, proteínas, fibras, cinzas, açúcares e 'aw') propriedades físicas (textura, cor, porosidade e densidade) e propriedades termofísicas (calor específico, condutividade térmica, difusividade e entalpia). Dos resultados obtidos foi possível concluir que a temperatura de secagem de 70 º C foi a que mais afetou as propriedades químicas analisadas, tais como a humidade, proteínas e açúcares redutores, onde estes sofreram uma diminuição ao longo das secagens. A 'aw' também apresentou uma diminuição ao longo das secagens, onde apresentou um menor valor na secagem a 70 ºC, tendo passado de 0,97 para 0,69, enquanto as temperaturas de 50 ºC e 60 ºC apresentaram um valor final igual, de 0,74. No que diz respeito às propriedades físicas, verificou-se que em relação à textura registaram-se evoluções semelhantes em termos de dureza, mastigabilidade e gomosidade, na medida em que sofreram uma acentuada diminuição nas primeiras horas de secagem, e a temperatura de 70 ºC foi a que mais afetou estas propriedades. No caso da cor a temperatura de 60 ºC foi a que provocou uma maior diferença de cor, a qual ao longo da secagem esta foi aumentando. A porosidade sofreu um aumento com as secagens devido à diminuição da humidade, no entanto a temperatura de 70 ºC foi a que obteve uma menor porosidade, e as temperaturas de 50 ºC e 60 ºC apresentaram valores de porosidade semelhantes. As propriedades termofísicas registaram uma diminuição ao longo da secagem, onde o calor específico sofreu uma maior diminuição com a temperatura de 70 ºC, passando de 3,90 kJ/kg.K para 1,99 kJ/kg.K. A condutividade térmica também sofreu uma maior diminuição com a temperatura de 70 ºC, diminuindo de 0,5243 W/m.K para 0,2782 W/m.K. A difusividade foi de igual forma afetada pela temperatura de 70 ºC, tendo diminuído de 1,50×10-7 m2/s para 1,06×10-7 m2/s. No caso da entalpia, esta sofreu uma maior diminuição com a temperatura de 50 ºC, passando de 233 J/kg para 96,7 J/kg. As isotérmicas de sorção foram ajustadas ao modelo de GAB, onde se verificou que apesar de algumas oscilações a quantidade de água sorvida a uma determinada aw, aumentou com a diminuição da temperatura.Os dados da cinética de secagem foram tratados e ajustados de acordo com três modelos: Page, Henderson & Pabis e Logarítmico, tendo-se verificado que o modelo de Page foi o que mostrou melhor descrever os processos em estudo, enquanto o pior modelo para descrever a cinética de secagem foi o Logarítmico.