Modelo dinâmico de simulação e otimização da força normal de reação do solo para um mecanismo de corte basal

The physical model was based on the method of Newton-Euler. The model was developed by using the scientific computer program Mathematica®. Several simulations where tried varying the progress speeds (0.69; 1.12; 1.48; 1.82 and 2.12 m s-1); soil profiles (sinoidal, ascending and descending ramp) and height of the profile (0.025 and 0.05 m) to obtain the normal force of soil reaction. After the initial simulations, the mechanism was optimized using the scientific computer program Matlab® having as criterion (function-objective) the minimization of the normal force of reaction of the profile (FN). The project variables were the lengths of the bars (L1y, L2, l3 and L4), height of the operation (L7), the initial length of the spring (Lmo) and the elastic constant of the spring (k t). The lack of robustness of the mechanism in relation to the variable height of the operation was outlined by using a spring with low rigidity and large length. The results demonstrated that the mechanism optimized showed better flotation performance in relation to the initial mechanism.

Efeitos de alguns adubos nitrogenados sobrea reação do solo

Em um experimento feito em vasos, utilizando uma Terra Roxa Estruturada procurou-se verificar a influência dos adubos nitrogenados Uréia, Nitrato de sódio' Sulfato de amônio e Fosfato diamônio (DAP) sobre o pH do solo, dentro de um período de 60 dias de incubação. Foram efetuadas medidas de pH aos 15, 30, 45 e 60 dias após o início da incubação. A dose de N empregada foi de 100 kg/ha. Os principais resultados obtidos foram: 1 - O Nitrato de sódio não alterou o pH do solo. 2 - O DAP e o Sulfato de amônio baixaram o pH do solo. 3 - A Uréia não apresentou resultado concludente.

Condutividade elétrica, reação do solo e acidez potencial em solos adubados com composto de lixo

Foram estudados os efeitos da aplicação do composto de lixo, proveniente da cidade de São Paulo (usina de compostagem São Matheus), na presença e ausência de calcário dolomítico (para elevar a saturação por bases a 70%) e de adubos minerais, sobre a condutividade elétrica (CE), pH em CaCl2 0,01 mol L-1 e em água, e acidez potencial (H + Al) de 21 solos ácidos e cinco solos alcalinos, nos quais o calcário foi substituído por gesso. O experimento foi realizado em condições de casa de vegetação em delineamento em blocos ao acaso, com parcelas em faixas e três repetições. Foi verificado que a aplicação do composto de lixo promoveu o aumento da CE dos solos. Todavia, esse efeito foi inferior àquele causado pelos adubos minerais. Os maiores valores de CE (> 2 dS m-1) foram causados pelas aplicações do composto + calcário + adubo nos solos ácidos e do composto + adubo + gesso nos solos alcalinos. Porém, quanto maior a capacidade de troca catiônica (CTC) inicial dos solos ácidos e pH inicial dos solos alcalinos, menores foram os efeitos dos tratamentos sobre o incremento da CE. A aplicação do composto promoveu, também, o aumento do pH e a redução da acidez potencial. Esse efeito do composto foi, em média, superior àquele causado pela aplicação do calcário. A aplicação conjunta do composto e calcário promoveu um efeito aditivo de seus efeitos isolados sobre o pH e acidez potencial do solo. A adição dos adubos minerais tendeu a reduzir o pH por causa da acidificação residual da uréia. Esse efeito foi bem evidente nos solos alcalinos. O aumento do pH e da CE foi acompanhado por uma diminuição na diferença entre os valores de pH medido em CaCl2 e em água, notadamente nos solos ácidos. A aplicação do composto de lixo para melhorar a acidez do solo, manejando-se adequadamente o calcário e adubos minerais nos solos ácidos ou gesso nos solos alcalinos, parece ser uma prática agrícola viável.

Modelo dinâmico de simulação e otimização da força normal de reação do solo para um mecanismo de corte basal

O modelo físico foi baseado no método de Newton-Euler, sendo o mesmo desenvolvido utilizando o programa computacional científico Mathematica®. Realizaram-se várias simulações, nas quais se procurou obter a força normal de reação do solo variando velocidades de avanço (0,69; 1,12; 1,48; 1,82 e 2,12 m s-1); perfis de solo (senoidal, rampa ascendente e descendente) e altura do camalhão (0,025 e 0,05 m). Após as simulações iniciais, o mecanismo foi otimizado utilizando o programa computacional científico Matlab®, tendo como critério (função-objetivo) a minimização da força normal de reação do perfil (F N) e como variáveis de projeto os comprimentos das barras (L1y, L2, l3 e L4), altura da operação (L7), o comprimento inicial da mola (Lmo) e a constante elástica da mola (k t). A falta de robustez do mecanismo em relação à variável altura de operação foi contornada por meio do uso de mola com baixa rigidez e grande comprimento. Os resultados demonstraram que o mecanismo otimizado obteve desempenho de flutuação muito bom, em relação ao mecanismo inicial.

Reação do solo e disponibilidade de micronutrientes, em solo de textura média, tratado com lodo de esgoto e cultivado com milho

The evaluation of micronutrient availability in agricultural soil treated with sewage sludge was developed in Field with maize cultivation on a Dystrophic Red Latosol. The experiment used a randomized complete block design, with the treatments in a split-plot scheme, in time, with six doses of sewage sludge (main-plot treatment) in relation to the five sampling periods for the soil (subplot treatment), with four replications. The sewage sludge was applied in the superficial layer (0-20 cm). The micronutrients Fe, Cu, Mn and Zn were extracted from the soils using a DTPA (diethylenetriaminepentaacetic acid) solution. The same micronutrients were analyzed in the plant tissue after the nitric-perchloric decomposition of the maize samples by spectrometric atomic absorption. The results showed an increasing amount of Fe, Mn, Zn, Cu, Cation Exchange Capacity (CEC) and a decreasing pH in the soil. The increasing doses of sewage sludge increased the Fe, Mn, Cu and Zn availability in the soil solution, and the uptake amount by maize plants were always greater than the control values.

Força de reação do solo (vertical) de indivíduos realizando exercício de hidroginástica em ambiente terrestre e aquático

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Análise das forças de reação vertical do solo em função das variações dos centros de massa de indivíduos a partir de movimentos de tronco com variação de carga

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Propriedades químicas do solo aluvial da Ilha de Assunção - Cabrobó (Pernambuco)

O solo aluvial da Ilha de Assunção, localizada no Rio São Francisco, em Cabrobó (PE), tem sido intensamente cultivado com culturas anuais sob irrigação. O nível de produtividade atual não é satisfatório em razão do uso de práticas agrícolas inadequadas para a continuidade da atividade agrícola. Objetivou-se realizar um levantamento das propriedades químicas dos solos numa área de 1.131 ha, por meio da coleta de 1.053 amostras de solo, na profundidade de 0-30 cm. As amostras foram caracterizadas quimicamente e os dados analisados por técnicas estatísticas descritivas. Os resultados obtidos indicaram haver maior variabilidade para os teores de alumínio, potássio, fósforo e para a percentagem de saturação por sódio e menor variabilidade para pH, não havendo distribuição normal dos dados. As amostras de solo apresentaram, em sua maioria, baixos teores de alumínio, de matéria orgânica e de fósforo; valores de pH e CTC e teores de cálcio + magnésio e potássio adequados para a maioria das culturas e foram classificadas como normais em relação à percentagem de saturação por sódio.

Projeto de um cortador de base para colhedora de cana-de-açúcar utilizando otimização matemática

A base-cutter represented for a mechanism of four bars, was developed using the Autocad program. The normal force of reaction of the profile in the contact point was determined through the dynamic analysis. The equations of dynamic balance were based on the laws of Newton-Euler. The linkage was subject to an optimization technique that considered the peak value of soil reaction force as the objective function to be minimized while the link lengths and the spring constant varied through a specified range. The Algorithm of Sequential Quadratic Programming-SQP was implemented of the program computational Matlab. Results were very encouraging; the maximum value of the normal reaction force was reduced from 4,250.33 to 237.13 N, making the floating process much less disturbing to the soil and the sugarcane rate. Later, others variables had been incorporated the mechanism optimized and new otimization process was implemented .

Comparative analysis of the ground reaction forces, during the support phase, in a group of pregnant women on their 3rd trimester of pregnancy and in a group of not pregnant women

PURPOSE: To analyze and compare the Ground Reaction Forces (GRF), during the stance phase of walking in pregnant women in the 3rd trimester of pregnancy, and non pregnant women. METHODS: 20 women, 10 pregnant and 10 non pregnant, voluntarily took part in this study. GRF were measured (1000 Hz) using a force platform (BERTEC 4060-15), an amplifier (BERTEC AM 6300) and an analogical-digital converter of 16 Bits (Biopac). RESULTS: The study showed that there were significant differences among the two groups concerning absolute values of time of the stance phase. In what concerns to the normalized values the most significant differences were verified in the maximums values of vertical force (Fz3, Fz1) and in the impulse of the antero-posterior force (Fy2), taxes of growth of the vertical force, and in the period of time for the antero-posterior force (Fy) be null. CONCLUSIONS: It is easier for the pregnant to continue forward movement (push-off phase). O smaller growth rates in what concerns to the maximum of the vertical force (Fz1) for the pregnant, can be associated with a slower speed of gait, as an adaptation strategy to maintain the balance, to compensate the alterations in the position of her center of gravity due to the load increase. The data related to the antero-posterior component of the force (Fy), shows that there is a significant difference between the pregnant woman’s left foot and right foot, which accuses a different functional behavior in each one of the feet, during the propulsion phase (TS).

Influência do tipo de chuteira em variáveis preditoras do risco de entorse lateral do tornozelo

Introdução: No futebol, a entorse lateral do tornozelo (ELT) destaca-se como sendo a lesão mais prevalente. Potenciada pela variedade de chuteiras disponíveis no mercado e pela crescente utilização de relvados sintéticos, a interação entre o terreno e o calçado tem assumido elevada relevância como fator de risco para a ELT. A maior incidência de lesões na 2ª parte do jogo traduz a necessidade do estudo dessa interação durante tarefas que envolvam fadiga. Objetivo: Estudar a influência das chuteiras em variáveis preditoras do risco de ELT em relvado sintético sob duas condições: sem e com fadiga dos músculos eversores do tornozelo Métodos: Foi utilizada uma amostra de atletas saudáveis. Todos os indivíduos realizaram 3 séries de 5 saltos médio-laterais uni-podálicos, cada uma com 1 de 3 modelos de chuteiras (Turf, Hard e Firm ground) em duas condições: sem e com fadiga induzida pelo dinamómetro isocinético. Durante a tarefa, a atividade eletromiográfica do longo e curto peroniais, o valor das forças de reação do solo e o movimento do retro-pé (plano frontal), foram recolhidos e usados para calcular variáveis cinemáticas (eversão/inversão do tornozelo, o deslocamento e velocidade do centro de pressão), cinéticas (taxa de crescimento das forças de reação do solo) e neuromusculares (tempo de ativação muscular dos peroniais). Resultados: À exceção do tempo de ativação do curto peronial com o modelo Hard ground (sem fadiga vs com fadiga (p=0,050), não foram identificadas diferenças estatisticamente significativas nas variáveis preditoras de lesão, entre chuteiras, nem entre as duas condições avaliadas. Conclusão: Para o teste funcional escolhido e executado por atletas saudáveis em sintético de 3ª geração, nenhuma das chuteiras apresenta maior risco de lesão (com e sem fadiga), tendo em conta as variáveis em estudo.

Estudo comparativo entre criança com e sem joelhos valgos praticantes de hóquei em patins utilizando diferentes sistemas de análise

O presente estudo tem como objetivo comparar experimentalmente duas crianças praticantes de Hóquei em Patins, uma normal e uma com a patologia dos joelhos valgos, avaliando qualitativamente as diferenças posturais, estáticas e dinâmicas, decorrentes da utilização dos patins específicos desta modalidade, através do sistema de análise da Força de Reação do Solo (FRS), de Eletromiografia (EMG), de captura de movimento, e de modelação e simulação. Para atingir o objetivo definiu-se um protocolo de ensaios com as seguintes tarefas: repouso com e sem patins, marcha, corrida, deslizar com os dois pés apoiados e deslizar com o pé esquerdo levantado. No repouso avaliou-se a variação do ponto de aplicação da FRS da criança normal e patológica, com e sem patins. Ainda na tarefa de repouso avaliou-se também as componentes médio-lateral, antero-posterior individualmente e a componente vertical da FRS, juntamente com a atividade muscular dos músculos Gastrocnémio Medial (GM), Recto Femoral (RF), Vasto Medial (VM), Vasto Lateral (VL), Bicípete Femoral (BF), Semitendinoso (ST), Tensor da Fascia Lata (TFL), Gastrocnémio Lateral (GL), de forma a comparar os valores de intensidade de FRS e da atividade muscular dos diferentes instantes de tempo desta tarefa. Para as restantes tarefas apenas se avaliou individualmente as componentes médio-lateral e antero-posterior da FRS e a componente vertical da FRS juntamente com a atividade muscular dos referidos músculos, salientando as diferenças evidentes entre as curvas da criança normal e as curvas da criança patológica durante os diferentes instantes do movimento. Todas as tarefas referidas, exceto a tarefa de repouso com patins, foram ainda simuladas recorrendo a modelos músculo-esqueléticos. A partir destas simulações do movimento obtiveram-se os ângulos articulares e efetuou-se a respetiva análise. No final dos resultados obtidos apresentou-se uma tabela de resumo com o cálculo dos coeficientes de variação de cada grandeza, exceto nos gráficos da posição no espaço da FRS, onde se constatou que existe uma grande variabilidade inter-individuo em cada tarefa. A análise dos resultados de cada tarefa permite concluir que a utilização de patins pode trazer uma maior ativação muscular para a criança patológica, embora se verifique instabilidade articular. Apesar dessa instabilidade pode-se inferir que, uma maior ativação muscular decorrente da utilização de patins, tal como acontece na prática do hóquei em patins, pode trazer uma melhoria, a longo prazo, na estabilidade da articulação do joelho e na sustentação corporal, proporcionada pelo fortalecimento muscular.

Estimativa da acidez potencial pelo método SMP em solos ocorrentes no nordeste Paraense

A determinação da acidez potencial (H + Al) em amostras de solo pelo método do acetato de cálcio 0,5 mol L-1 a pH 7,0 (método usual) é normalmente utilizada pelos laboratórios no Brasil. Outros métodos que apresentam vantagens quanto à rapidez e operacionalidade têm sido testados em várias regiões com sucesso, o que ainda não ocorreu para os solos da região nordeste do estado do Pará. Por essa razão, vinte e sete amostras de solo da região nordeste do Pará foram analisadas quanto à acidez potencial pelo método usual. O pH de equilíbrio no extrato acetato-solo antes da titulação foi determinado, e os valores obtidos relacionados com os teores de H + Al. Determinou-se, ainda, o pH da solução de equilíbrio da agitação das amostras de solo com solução-tampão SMP, sendo os valores relacionados com acidez potencial obtidos pelo método usual. Dos modelos testados, o quadrático foi o que melhor se ajustou às duas situações. Verificou-se elevada relação entre os teores de H + Al, obtidos pelo método usual, e os valores de pH do extrato acetato-solo e pH SMP. A maior amplitude de valores encontrada para o pH SMP, em relação aos obtidos pelo pH do extrato acetato-solo, evidencia maior precisão para o primeiro.

Reatividade de uma escória de siderurgia em um latossolo vermelho distrófico

O presente trabalho objetivou estudar a reatividade de uma escória de siderurgia de aciaria, em diferentes frações granulométricas, aplicada em uma amostra de um Latossolo Vermelho distrófico, ácido, em condições de laboratório. Utilizou-se um fatorial 4 x 3 + 2 com quatro repetições, sendo quatro granulometrias (material retido entre as peneiras ABNT 5-10; 10-20; 20-50 e < 50), três doses de escória, correspondentes a 0,00, 5,04 e 10,08 t ha-1, ou seja, 0,00, 1,01 e 2,02 g por copo com 0,40 dm³ de solo e duas testemunhas (escória e calcário dolomítico, na dose correspondente a V = 70 %, ou seja, 1,01 e 0,60 g por copo, respectivamente). Para definir as doses, adotou-se o método da saturação por bases, considerando-se o valor do PRNT da escória e do calcário, obtidos na granulometria correspondente. O solo foi mantido na capacidade de campo e incubado durante os períodos de três, seis e nove meses. As frações granulométricas da escória influiram diferentemente na acidez do solo. A fração retida entre as peneiras ABNT 5-10 mostrou-se ineficiente, enquanto a fração que passa pela peneira ABNT 50 foi a que conferiu o maior efeito na neutralização da acidez. A reatividade das partículas da escória retidas nas peneiras intermediárias, ABNT 10-20 e 20-50, foi proporcional aos valores vigentes na legislação brasileira para calcários. Portanto, a taxa de reatividade obtida para a escória foi de: ABNT nº 5-10 = 0 %; 10-20 = 22 %; 20-50 = 58 % e < 50 = 100 %.

Alteração de atributos físicos em latossolo com aplicação superficial de escória de aciaria, lama cal, lodos de esgoto e calcário

Os resíduos industriais e urbanos podem atuar como condicionadores do solo, pois possuem a capacidade de alterar suas propriedades físicas. Contudo, não há referência para os atributos físicos do solo quando esses resíduos são aplicados sobre a superfície do solo no sistema plantio direto. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação superficial de escória de aciaria, lama cal, lodos de esgoto e calcário nos atributos físicos de um Latossolo Vermelho distrófico sob sistema plantio direto. Os tratamentos foram constituídos por quatro resíduos: lodos de esgoto centrifugado - LC e de biodigestor - LB, escória de aciaria - E, e lama cal - Lcal, interagindo com quatro doses (0, 2, 4 e 8 t ha-1, aplicadas na forma seca) mais uma testemunha (controle), constituída da aplicação de 2 t ha-1 de calcário. O delineamento experimental foi em blocos casualizados no esquema fatorial 4 x 4 + 1, com quatro repetições. A presença de Ca na composição de lama cal, lodo de esgoto centrifugado, escória de aciaria e calcário permite o aumento da agregação das partículas, diâmetro médio ponderado, índice de estabilidade de agregados, porosidade e retenção de água, sendo essas alterações distintas para cada fonte, dose e profundidade de reação no solo. A aplicação superficial da lama cal na dose de 8 t ha-1, após 27 meses de reação, proporcionou a maior agregação das partículas no solo, desde a superfície até 40 cm de profundidade.