Determinação do fluxo de seiva na cana-de-açúcar pelo método do balanço de energia caulinar

Medições do fluxo de seiva são importantes não somente no campo da agrometeorologia, mas também em estudos de natureza fisiológica para identificação de doenças vasculares e pesquisas destinadas à quantificação do movimento de água no sistema solo-planta-atmosfera. Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o desempenho do método do balanço de energia, a partir da inserção de um minirresistor no centro do colmo de plantas de cana-de-açúcar, visando à determinação do fluxo de seiva sob condições ambientais distintas, utilizando-se de medições gravimétricas como padrão comparativo. O experimento foi conduzido em uma casa de vegetação não climatizada, localizada na área experimental da Universidade Federal de Viçosa, Viçosa - MG. Com base no erro médio de estimativa (MBE), verificou-se que o método do balanço de energia apresentou desempenho satisfatório para a determinação da transpiração da cana-de-açúcar, tanto em condições de céu nublado como parcialmente nublado, tendo subestimado os valores gravimétricos em apenas 3,0 e 6,5 g planta-1 h-1, respectivamente. Em termos percentuais, esses valores correspondem a 4 e 5% da transpiração máxima da cana-de-açúcar.

Variação da densidade de fluxo de seiva e do potencial hídrico foliar nas faces leste e oeste da copa de laranjeira 'Valência'

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da variação diurna e sazonal dos fatores ambientais sobre a densidade de fluxo de seiva (DFS) e o potencial hídrico foliar (Ψf) nas faces leste e oeste da copa de laranjeiras 'Valência' em condições de sequeiro. Foram utilizadas três plantas para as avaliações, cujas linhas de plantio estavam orientadas no sentido norte-sul. As avaliações foram realizadas durante um dia, em cada época do ano: verão, outono, inverno e primavera. Os valores de potencial hídrico medidos antes do amanhecer variaram de -0,31 MPa, no dia 10-12-05, a -1,1 MPa, no dia 30-08-05, porém não houve diferença significativa entre as faces leste e oeste da copa. Já para o potencial hídrico medido às 14h 30, em todas as épocas avaliadas, a face oeste apresentou menores (p<0,05) valores que os da face leste, sendo que os mesmos variaram entre -0,95 e -1,89 MPa, verificados nos dias 10-12-05 e 30-08-05, respectivamente. A maior demanda evaporativa que se verifica no período da tarde, induz a maior déficit hídrico na face oeste da copa, independentemente da época do ano e, por consequência, maior DFS em plantas bem hidratadas sob condições de dias completamente ensolarados. Em plantas em condições de deficiência hídrica (indicada por baixos valores de Ψf), a face oeste é mais sensível a essa situação, apresentando redução de DFS. Essa redução ocorre no inverno, na região de Cordeirópolis (SP).

Estimativa do fluxo de calor latente pelo balanço de energia em cultivo protegido de pimentão

O objetivo deste trabalho foi caracterizar e relacionar a radiação líquida com o calor latente equivalente, em mm de água, nos cultivos protegido e de campo, na cultura de pimentão. O experimento foi feito em Botucatu, SP. A estimativa do fluxo de calor latente foi feita pelo método do balanço de energia, por meio da razão de Bowen. Foram feitas medidas instantâneas da radiação líquida (Rn), dos fluxos convectivos de calor latente (LE) e sensível (H), do fluxo de calor no solo (G), e dos gradientes psicrométricos sobre a cultura. O cultivo protegido, apesar de receber menor quantidade de radiação solar global, foi mais eficiente na conversão da radiação líquida disponível em matéria seca total e na produtividade de frutos. No balanço de energia, o cultivo protegido apresentou razões G/Rn e LE/Rn inferiores e H/Rn superior, com um fluxo de calor latente, equivalente em milímetros, 45,43% menor que no cultivo no campo. Apresentou, ainda, menor quantidade de radiação líquida disponível e menores perdas de energia, mostrando-se mais eficiente no uso da água.

Estimativa do fluxo de calor latente pelo balanço de energia em cultivo protegido de pimentão

O objetivo deste trabalho foi caracterizar e relacionar a radiação líquida com o calor latente equivalente, em mm de água, nos cultivos protegido e de campo, na cultura de pimentão. O experimento foi feito em Botucatu, SP. A estimativa do fluxo de calor latente foi feita pelo método do balanço de energia, por meio da razão de Bowen. Foram feitas medidas instantâneas da radiação líquida (Rn), dos fluxos convectivos de calor latente (LE) e sensível (H), do fluxo de calor no solo (G), e dos gradientes psicrométricos sobre a cultura. O cultivo protegido, apesar de receber menor quantidade de radiação solar global, foi mais eficiente na conversão da radiação líquida disponível em matéria seca total e na produtividade de frutos. No balanço de energia, o cultivo protegido apresentou razões G/Rn e LE/Rn inferiores e H/Rn superior, com um fluxo de calor latente, equivalente em milímetros, 45,43% menor que no cultivo no campo. Apresentou, ainda, menor quantidade de radiação líquida disponível e menores perdas de energia, mostrando-se mais eficiente no uso da água.

Calor específico e densidade da polpa de cajá (Spondias lutea L.) com diferentes concentrações de sólidos solúveis sob baixas temperaturas

A polpa de cajá tem sido exportada da região Nordeste para todo o Brasil, e uma das maneiras de conservá-la é processando-a e armazenado-a na forma congelada. Durante o processamento, existem dois fatores que favorecem a qualidade do produto a ser armazenado: a rapidez com que o produto é congelado e a adição de açúcar como forma de dificultar a ação microbiológica. Na linha de processo, algumas propriedades termofísicas, como o calor específico e a densidade, se alteram com as temperaturas negativas e com o teor de sólidos solúveis totais; dessa forma, para o dimensionamento adequado de máquinas e equipamentos, torna-se necessário conhecer essas propriedades, principalmente quando se operam equipamentos criogênicos, onde as temperaturas podem chegar a -196 ºC. Neste trabalho, determinaram-se a densidade e o calor específico da polpa do cajá com quatro diferentes níveis de sólidos solúveis totais (natural da polpa; 20; 40 e 60%) e temperaturas entre -196 ºC e -18 ºC. A densidade foi obtida pela razão entre a massa da polpa e o seu volume. O volume foi determinado pelo método do deslocamento de massa (água) e o calor específico por meio de balanço de calor entre a massa da polpa, a massa do cilindro que contém a polpa e a massa do gelo. Conclui-se que a densidade da polpa de cajá aumenta em função da redução da temperatura e do aumento do teor de sólidos solúveis totais de 9 para 60 &deg;Brix e que o calor específico da polpa diminui com a diminuição de temperatura e aumenta com a concentração de sólidos solúveis totais.

Calor específico e densidade da polpa de cajá (Spondias lutea L.) com diferentes concentrações de sólidos solúveis sob baixas temperaturas

A polpa de cajá tem sido exportada da região Nordeste para todo o Brasil, e uma das maneiras de conservá-la é processando-a e armazenado-a na forma congelada. Durante o processamento, existem dois fatores que favorecem a qualidade do produto a ser armazenado: a rapidez com que o produto é congelado e a adição de açúcar como forma de dificultar a ação microbiológica. Na linha de processo, algumas propriedades termofísicas, como o calor específico e a densidade, se alteram com as temperaturas negativas e com o teor de sólidos solúveis totais; dessa forma, para o dimensionamento adequado de máquinas e equipamentos, torna-se necessário conhecer essas propriedades, principalmente quando se operam equipamentos criogênicos, onde as temperaturas podem chegar a -196 ºC. Neste trabalho, determinaram-se a densidade e o calor específico da polpa do cajá com quatro diferentes níveis de sólidos solúveis totais (natural da polpa; 20; 40 e 60%) e temperaturas entre -196 ºC e -18 ºC. A densidade foi obtida pela razão entre a massa da polpa e o seu volume. O volume foi determinado pelo método do deslocamento de massa (água) e o calor específico por meio de balanço de calor entre a massa da polpa, a massa do cilindro que contém a polpa e a massa do gelo. Conclui-se que a densidade da polpa de cajá aumenta em função da redução da temperatura e do aumento do teor de sólidos solúveis totais de 9 para 60 &deg;Brix e que o calor específico da polpa diminui com a diminuição de temperatura e aumenta com a concentração de sólidos solúveis totais.

Balanço de água no volume de solo explorado pelo sistema radicular de uma planta de citros

A produtividade das culturas agrícolas, associada às condições climáticas e edáficas, depende da disponibilidade de água e nutrientes no solo em época e quantidades apropriadas. A falta ou excesso de água no solo são fatores limitantes ao crescimento vegetal e podem diminuir a produtividade. Portanto, estudos que levem a um melhor entendimento de como a água se comporta na zona radicular de uma cultura agrícola no campo são de importância indiscutível ao adequado manejo agrícola. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o método do balanço de água no solo aplicado ao volume de solo explorado pelo sistema radicular de uma planta de citros, considerando cinco profundidades de solo e cinco distâncias horizontais do tronco em duas direções a partir do tronco (uma ao longo e outra perpendicular à linha de plantas) e, então, verificar a contribuição de cada uma das camadas de solo avaliadas à evapotranspiração real da planta. O experimento foi realizado num Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico argissólico em um pomar de citros, no município de Piracicaba (SP), durante dois períodos, um seco (40 dias) e um chuvoso (37 dias). Para atender ao objetivo proposto, um conjunto de 25 tensiômetros (cinco profundidades x cinco distâncias do tronco) foi instalado ao longo da linha e um outro, idêntico, perpendicular à linha, em direção à entrelinha. A armazenagem foi calculada a partir das leituras dos dois conjuntos de 25 tensiômetros cujos potenciais mátricos determinados foram convertidos em umidades volumétricas pelas curvas de retenção da água no solo. A drenagem interna e a ascensão capilar foram estimadas a partir das leituras diárias dos tensiômetros e da função K(fim) (condutividade hidráulica em função do potencial mátrico), por meio da equação de Darcy-Buckingham. Esta função K(fim) para cada profundidade foi determinada pelo método do perfil instantâneo realizado em área adjacente. A precipitação pluvial foi medida por pluviômetro com aquisição automática de dados instalado na área. Os resultados obtidos mostraram que o método do balanço de água proposto foi adequado para avaliar quanto cada camada de solo da zona radicular da planta contribuiu para o consumo total de água (evapotranspiração real) da planta, nos dois períodos estudados. Nesse sentido, a camada de 0,00 a 0,60 m de profundidade mostrou ser a que a planta deva apresentar maior volume de raízes ativas, de acordo com sua maior contribuição ao consumo de água pela planta.

Balanço hídrico em Neossolo regolítico cultivado com braquiária (Brachiaria Decumbens Stapf)

Um dos principais fatores de produção para as culturas é a disponibilidade de água no solo, de forma que a quantificação das entradas e saídas dessa água, por meio do método do balanço hídrico, pode ser um instrumento valioso para melhorar o manejo dado a ela. Desse modo, este trabalho teve como objetivo analisar os componentes do balanço hídrico (variação do armazenamento de água no solo, drenagem, ascensão capilar e evapotranspiração) e o perfil do sistema radicular em Brachiaria decumbens, em nove meses do ano de 2011 (março a novembro). Também foi avaliada a razão entre evapotranspiração (ET) e evapotranspiração de referência (ETo). Esta pesquisa foi realizada na fazenda Riacho do Papagaio, em São João, na mesorregião do Agreste do Estado de Pernambuco, onde foram instalados sensores automatizados para medição da umidade volumétrica do solo nas profundidades de 0,10; 0,20; 0,30; e 0,40 m. A precipitação pluvial foi monitorada por meio de um pluviógrafo automatizado instalado numa torre no centro da área. Para a determinação da drenagem e da ascensão capilar, foram realizados ensaios de infiltração para obtenção da condutividade hidráulica do solo, além da determinação da curva de retenção, em laboratório. A ET foi obtida como termo residual da equação do balanço hídrico e a ETo, pelo método de Penman-Monteith. O volume de controle utilizado para o balanço hídrico teve como limite superior a superfície do solo e como limite inferior a profundidade de 0,30 m. Também foi analisado o perfil do sistema radicular da braquiária, mensalmente. Observou-se que os períodos com elevadas pluviosidades resultaram num maior armazenamento de água no solo, em maiores valores de drenagem e de evapotranspiração. O fluxo de água no limite inferior (z = 0,30 m) do solo ocorreu somente no sentido descendente, sendo perdidos 103,14 mm de água por drenagem, o que representa 24,12 % de toda a água fornecida à cultura. A evapotranspiração total da Brachiaria decumbens Stapf foi de 324,96 mm, com valor médio de 1,2 mm d-1. A pastagem sofreu estresse hídrico, em quase todo período experimental, tendo em vista os valores da relação ET/ETo serem inferiores a 1. Os baixos valores da razão ET/ETo indicaram a necessidade de se realizar irrigação para se diminuir o déficit hídrico. No entanto, em razão dos elevados valores de drenagem, recomendam-se práticas de manejo que aumentem a retenção de água pelo solo.

Aplicaciones del método de elementos finitos a problemas de termofluídos

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Térmica y Fluídos) UANL

Estudo micrometeorológico de um cultivo de cana-de-açúcar em Alagoas

Este estudo foi desenvolvido dentro do projeto de pesquisa “Micrometeorologia da Mata Atlântica alagoana (MICROMA)” do Departamento de Meteorologia da Universidade Federal de Alagoas, que busca avaliar modificações no sistema solo-planta-atmosfera provocadas pela substituição da Mata Atlântica pela cultura da cana-de-açúcar, na Zona da Mata alagoana. O objetivo principal do presente estudo foi o ajuste do modelo de Penman-Monteith para o cálculo da evapotranspiração da cultura da cana-de-açúcar, na zona canavieira de Alagoas, a partir de determinações micrometeorológicas pelo método do balanço de energia, em diferentes estádios de desenvolvimento da cultura e em diferentes condições de demanda evaporativa atmosférica. A evapotranspiração foi estimada pelo método de Penman-Monteith e comparada com valores calculados através do balanço de energia, pela razão de Bowen, considerando este como método padrão. Medições micrometeorológicas foram feitas nos anos agrícolas de 1997/98 e 1998/99, em um área de 12,5ha de cultivo contínuo de cana-deaçúcar, cultivar SP 70-1143, sob condições de lavoura comercial, na Fazenda Vila Nova, município de Pilar, Alagoas (9o36´S, 35o53´W, 107m de altitude). Durante o período experimental, foram tomadas amostras quinzenais para determinar altura do dossel, comprimento de colmo, índice de área foliar e acúmulo de matéria seca (este apenas em 1998/99). Os parâmetros aerodinâmicos da cultura zo (comprimento de rugosidade) e d (deslocamento do plano zero) foram determinados a partir de perfis de vento, em condições de atmosfera neutra, e relacionados com a altura do dossel. Foram ajustados modelos para estimar o índice de área foliar e a altura do dossel da cultura em função do comprimento do colmo. O fracionamento do saldo de radiação no chamado “período potencial”, sem deficiência hídrica e com a cultura cobrindo completamente o solo, foi de 78% para o fluxo de calor latente de evaporação, 21% para o fluxo de calor sensível na atmosfera e aproximadamente 0,1% para o luxo de calor no solo. A estimativas pelo método de Penman-Monteith se ajustaram ao valores calculados pelo método do balanço de energia, tanto para médias qüinqüidiais (r = 0,93) como para valores diários (r = 0,91). Assim, dados confiáveis de evapotranspiração da cultura de cana-de-açúcar podem ser obtidos pelo método de Penman-Monteith ajustado neste trabalho, para a zona canavieira de Alagoas, em períodos sem deficiência hídrica e com cobertura completa do solo. O uso deste método apresenta a vantagem prática de requerer apenas dados meteorológicos, medidos em apenas um nível, em estações meteorológicas convencionais.

Estimativa da evapotranspiração espacial em uma região semiárida utilizando sensoriamento remoto

With the need to deploy management and monitoring systems of natural resources in areas susceptible to environmental degradation, as is the case of semiarid regions, several works have been developed in order to find effective models and technically and economically viable. Therefore, this study aimed to estimate the daily actual evapotranspiration (ETr) through the application of the Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL), from remote sensing products, in a semiarid region, Seridó of the Rio Grande do Norte, and do the validation of these estimates using ETr values obtained by the Penman-Monteith (standard method of the Food and Agriculture Organization-FAO). The SEBAL is based on energy balance method, which allows obtaining the vertical latent heat flux (LE) with orbital images and, consequently, of the evapotranspiration through the difference of flows, also vertical, of heat in the soil (G), sensitive heat (H) and radiation balance (Rn). The study area includes the surrounding areas of the Dourado reservoir, located in the Currais Novos/RN city. For the implementation of the algorithm were used five images TM/Landsat-5. The work was divided in three chapters in order to facilitate a better discussion of each part of the SEBAL processing, distributed as follows: first chapter addressing the spatio-temporal variability of the biophysical variables; second chapter dealing with spatio-temporal distribution of instant and daily radiation balance; and the third chapter discussing the heart of the work, the daily actual evapotranspiration estimation and the validation than to the study area

Caos e controle de microviga em balanço de um microscópio de força atômica, operando em modo intermitente, na ressonância

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Transpiração em espécie de grande porte na Floresta Nacional de Caxiuanã, Pará

Durante o experimento “O Impacto da Seca Prolongada nos Fluxos de Água e Dióxido de Carbono em uma Floresta Tropical Amazônica” (ESECAFLOR) realizou-se este trabalho. Trata-se de um subprojeto do Experimento de Grande escala da Biosfera-Atmosfera da Amazônia (LBA), localizado na Estação Científica Ferreira Pena, dentro da Floresta Nacional de Caxiuanã, Pará (1o 42’ 30’’ S; 51o 31’45’’ W; 62 m altitude). A região tem floresta bem preservada, com dossel médio de 35 m. As espécies predominantes em terra-firme, são: Eschweilera coriacea (Mata-matá branco), Voucapoua americana (Acapu) e Protium pallidum (Breu Branco). Medidas foram realizadas entre 03 a 16 de dezembro de 2000 e 12 a 25 de janeiro de 2003, objetivandose determinar a transpiração de dois exemplares de Eschweilera coriacea, mediante os efeitos da seca provocada. A área do ESECAFLOR compreende duas parcelas, cada uma com 1 ha, parcela A (controle) e parcela B (exclusão da chuva). Para o fluxo de seiva, o método foi o Balanço de Calor no Tronco, com sistema Sap Flow meter, P4.1; entre os períodos analisados, a transpiração média registrou aumento de 56% na árvore A237 (parcela A) e redução de 68% na árvore B381 (parcela B)

Avaliação de métodos climatológicos para estimativa da evapotranspiração

Neste trabalho foi observado o comportamento da fórmula de Penman e da radiação solar como base para estimativa da evapotranspiração de uma cultura de batata (Solanun tuberosum L.) submetida a três regimes de umidade do solo. Concluiu-se que tanto a formula de Penman como os dados de radiação solar mostraram elevada correlação com a evapotranspiração determinada pelo método do balanço de água. No período inicial de crescimento a fórmula de Penman superestimou em 25-30% os valores de evapotranspiração determinados. Porém, no período de maior desenvolvimento vegetativo da cultura, as estimativas aproximaram-se daqueles determinados, exceto para o tratamento onde o potencial matricial da água do solo era perimitido atingir níveis da ordem de -2,0 bares, o que proporcionou uma redução na intensidade de evapotranspiração. As relações entre a evapotranspiração e os dados de radiação solar são apresentados em diferentes períodos do ciclo de crescimento da cultura.

Estimativa da evapotranspiração através de fórmulas relacionadas à temperatura média do ar atmosférico

As fórmulas de Thornthwaite e Blaney-Criddle foram empregadas para estimativa da evapotranspiração de uma cultura de batata (Solanian tuberosum L.) submetida a três regimes de umidade do solo. Os valores de evapotranspiração determinados pelo método do balanço de água mostraram elevada correlação com aqueles obtidos pelos dois métodos climatológicos empíricos, no período de maior crescimento vegetativo. A fórmula de Blaney-Criddle apresentou os coeficientes de correlação mais elevados e forneceu coeficientes de uso consuntivo mensais e estacionais muito próximos daqueles observados em outras regiões. A fórmula de Thornthwaite, por sua vez, subestimou acentuadamente os valores determinados durante todo o ciclo de crescimento, o que não pode ser explicado apenas em termos do atraso térmico. A imprecisão dos resultados observados nas condições do presente trabalho parece envolver a natureza dos parâmetros e constantes que definem a equação. No período inicial de crescimento os coeficientes de correlação foram pouco significativos, principalmente quand era utilizada a fórmula de Thornthwaite.