Desempenho do tensiômetro, TDR e sonda de nêutrons na determinação da umidade e condutividade hidráulica do solo

Técnicas que envolvem a utilização da instrumentação agronômica com vistas em determinar o conteúdo de água no solo são de grande importância para a pesquisa científica. Independentemente da técnica utilizada, é importante que, na determinação da função K(teta), por exemplo, a umidade volumétrica seja determinada de forma precisa e, de preferência, que haja facilidade na sua obtenção. Com o objetivo de comparar a performance da sonda de nêutrons e do TDR com o tensiômetro, buscando verificar a sensibilidade destes equipamentos na obtenção da umidade do solo e da função condutividade hidráulica K(teta), a partir dos dados da curva de retenção de água no solo, foi instalado um experimento no município de Piracicaba (SP), em um Nitossolo Vermelho distrófico latossólico. Para tanto, foram instalados numa área de 7,07 m², 30 tensiômetros, três tubos de acesso para sonda de nêutrons e 15 sensores de TDR. Foi utilizado o procedimento do perfil instantâneo, analisando as profundidades de 0,70 e 1,00 m e considerando, no presente estudo, o tensiômetro como equipamento-padrão. Os resultados de umidade e de condutividade hidráulica não saturada obtidos na profundidade de 0,70 m mostraram que o TDR apresentou um comportamento mais próximo ao obtido pelo tensiômetro, quando comparado à sonda de nêutrons e, na profundidade de 1,00 m, a sonda de nêutrons mostrou-se mais eficiente na determinação da umidade e da condutividade hidráulica não saturada.

Desempenho do tensiômetro com diferentes sistemas de leitura

O tensiômetro é o instrumento mais utilizado no campo para medida do potencial mátrico da água, pelo que a avaliação dos seus diferentes sistemas de leitura é muito importante. Este trabalho objetivou avaliar diferentes sistemas de leitura do tensiômetro tradicional em campo e justifica-se porque vai indicar a situação na qual cada sistema deve ou não ser utilizado. Foi realizado um experimento em delineamento inteiramente aleatório e em esquema fatorial 3 x 2 x 2 x 11, ou seja, três sistemas de leitura do tensiômetro (manômetro de mercúrio, vacuômetro de Bourdon e tensímetro digital com transdutor de pressão), duas profundidades de instalação (0,2 e 1,0 m), dois horários de leitura (manhã e tarde) e 11 leituras, com quatro repetições. Os dados foram submetidos à análise de variância pelo teste F, e as médias foram contrastadas pelo teste de Tukey, a 5 %. Os sistemas também foram analisados com base nos indicadores estatísticos índice de concordância de Willmott, erro máximo, erro absoluto médio, raiz quadrada do erro médio normalizado, coeficiente de determinação, coeficiente de massa residual e eficiência, adotando-se o tensiômetro com manômetro de mercúrio como referência. Concluiu-se que: (a) o vacuômetro de Bourdon é mais exato e eficiente que o tensímetro digital e, na ausência do manômetro de mercúrio, deve ser preferido para a medida do potencial mátrico da água no solo; (b) sempre que o vacuômetro de Bourdon for instalado ao longo do comprimento do tensiômetro sob determinada carga hidráulica, esta deve ser considerada no cálculo do potencial mátrico; e (c) o tensímetro digital superestimou os valores de potencial mátrico em comparação ao manômetro de mercúrio e vacuômetro de Bourdon.

Avaliação do tensiômetro eletrônico no monitoramento do potencial matricial de água no solo

O presente trabalho apresenta o monitoramento do potencial de água no solo obtido por meio do uso de um tensiômetro eletrônico. Os testes foram conduzidos no Laboratório de Mecânica e Eletrônica do Departamento de Engenharia Agrícola da UFC, tendo sido utilizados nove exemplares de tensiômetro eletrônico e três exemplares de tensiômetro convencional de mercúrio. Durante o período de um mês, os dados foram armazenados a uma freqüência de 2 Hz, sendo possível obter detalhes quanto ao monitoramento do potencial da água do solo, o efeito das flutuações de temperatura nas leituras do tensiômetro e a realização de testes de tempo de resposta e de sensibilidade. O efeito das flutuações de temperatura acentuou-se à medida que o potencial matricial diminuiu, sendo o uso de sensores de temperatura em transdutores de pressão de fundamental importância para corrigir o erro de leitura, principalmente para leituras coletadas em horário em que ocorrem as maiores temperaturas do dia. O tempo de resposta do equipamento aumenta à medida que o potencial matricial diminui. Os dispositivos testados apresentaram sensibilidades, em média, de 42,833 mV (kPa)-1 e precisão média de 0,02334 kPa ou 0,2380 cm c H2O.

Desenvolvimento e calibração de um tensiômetro eletrônico de leitura automática

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento e calibração de tensiômetro de leitura automática, sendo o tensiômetro de mercúrio utilizado como padrão de comparação. Os ensaios foram conduzidos no Laboratório de Mecânica e Eletrônica do Departamento de Engenharia Agrícola da UFC. Esse equipamento difere do tensiômetro tradicional por substituir o manômetro de mercúrio por sensor de pressão. Tal dispositivo gera uma saída com valor de até no máximo 4,5 volts. O tensiômetro eletrônico é conectado a uma placa de aquisição de dados (DAQ) contendo um microprocessador, conversor analógico/digital (ADC) e saída serial, sendo tal placa ligada a um microcomputador. A bancada de ensaio constituiu-se de três caixas plásticas preenchidas com solo de textura franco- arenosa. Os dados foram coletados durante um mês e as equações geradas foram do tipo Count = offset + apsim, em que psim representa o potencial matricial fornecido pelo tensiômetro de mercúrio (kPa) e count a saída digial do ADC, com valores adimensionais de 0 a 4.095. Foram obtidos os valores máximo e mínimo de offset de 348,572 e 261,026, e de coeficiente angular de 36,675 kPa-1 e 34,421 kPa-1. Os resultados da regressão linear simples indicaram a existência de regressão a menos de 0,1% de significância e valores de coeficientes de correlação nunca inferiores a 0,9994.

Determinação da tensão interfacial do sistema Água - Tolueno - Acetona

Mestrado em Engenharia Química. Ramo de Optimização Energética na Indústria Química

Respostas hemodinâmicas a um protocolo de treinamento isométrico de preensão manual

FUNDAMENTO: No passado, os exercícios isométricos foram proscritos para cardiopatas. Contudo, evidências recentes sugerem que um protocolo de treinamento isométrico de preensão manual (PTIM) - quatro séries de dois minutos a 30% da força máxima - provoca efeitos favoráveis sobre a modulação autonômica e reduz os níveis de pressão arterial sistólica (PAS) e diastólica (PAD) de repouso. OBJETIVO: Visando obter subsídios para uma ampla aplicabilidade clínica, quantificamos as principais respostas hemodinâmicas durante uma sessão de PTIM em pacientes de um programa de exercício supervisionado. MÉTODOS: Quarenta e um pacientes (36 homens) realizaram o PTIM com medidas da frequência cardíaca (FC) e da PA antes, durante cada uma das duas séries feitas com o braço esquerdo e um minuto após a finalização. As medidas foram colhidas mediante um sinal de eletrocardiograma em um tensiômetro oscilométrico digital Tango+, previamente validado para condições de exercício físico. RESULTADOS: PTIM foi adequadamente realizado e sem a ocorrência de reações clínicas adversas. Observou-se um pequeno aumento dos níveis de PAS e de PAD, respectivamente, 16 e 7 mm Hg (p < 0,05) e um incremento ainda menor da FC - 3 bpm - (p < 0,05), quando compararam-se os dados obtidos aos 80 segundos da última série com os de pré-exercício. Um minuto pós-esforço, os valores de FC, de PAS e PAD já haviam praticamente retornado aos níveis iniciais. CONCLUSÃO: PTIM foi bem tolerado por pacientes em programas de exercício, gerando uma repercussão hemodinâmica transiente e modesta, sem induzir a rápida inativação vagal cardíaca característica dos exercícios dinâmicos e curtos.

Fluxo de massa e difusão de enxofre para raízes de milho em solos ácidos de Minas Gerais

Com o objetivo de avaliar a contribuição do fluxo de massa e da difusão no transporte de enxofre à superfície das raízes de milho, desenvolveu-se um ensaio em casa de vegetação, entre dezembro de 1991 e janeiro de 1992, utilizando-se amostras superficiais (0-20 cm) de três solos ácidos dos municípios mineiros de Viçosa, Paracatu e Lassance. Essas amostras apresentavam, respectivamente, 5,0, 1,2 e 1,4 mg dm-3 de S disponível, obtidos pelo extrator Ca(H2PO4)2, 500 mg L-1 de P em HOAc 2 mol L-1. O experimento correspondeu a um fatorial 3 x 5, sendo três solos e cinco doses de enxofre (0, 20, 40, 80 e 160 mg dm-3), estando os tratamentos dispostos em blocos casualizados, com quatro repetições. A umidade, controlada pelo uso de um tensiômetro por vaso, foi mantida próxima a -10 kPa durante todo o ensaio. Colhido o experimento, determinaram-se as concentrações de enxofre na planta e na solução do solo. A contribuição do fluxo de massa foi determinada, multiplicando-se a concentração de enxofre no extrato da pasta de saturação pelo volume de água transpirada pela planta. O enxofre transportado por difusão foi calculado, subtraindo-se do enxofre total acumulado na planta o valor correspondente ao enxofre transportado por fluxo de massa. O fluxo de massa foi o principal mecanismo de transporte de enxofre para a superfície radicular do milho. Quando a concentração de enxofre na solução do solo foi alta, esse mecanismo supriu quantidades de enxofre superiores às absorvidas pela planta. A contribuição da difusão para o suprimento de enxofre ocorreu, apenas, em baixa concentração desse nutriente na solução do solo.

Variabilidade do potencial mátrico e do conteúdo de água no solo em experimento de manejo de irrigação

Desenvolveu-se um experimento de manejo de irrigação de milho (Zea mays L.), cultivado em Latossolo Roxo, de julho a dezembro de 1994, em Guaíra (SP). Os tratamentos, com 4 repetições, foram: tr000 - aplicação de metade da lâmina de água recomendada durante todo o ciclo da cultura; tr0I0 - aplicação da lâmina recomendada somente na fase intermediária da cultura, e metade dessa lâmina na fase inicial e final; e trIII - aplicação da lâmina recomendada durante todo o ciclo da cultura. Utilizando tensiômetros, mediu-se o potencial mátrico de 0,10 a 1,00 m de profundidade, de 0,10 em 0,10 m e, a partir dos valores obtidos, analisaram-se a variabilidade e a propagação desta para o conteúdo de água no solo. Os resultados mostraram que: (1) eventualmente, nas primeiras leituras realizadas após irrigação ou precipitação pluvial, o potencial mátrico e o conteúdo de água no solo mostraram acréscimos em suas variabilidades, pelo fato de, em alguma repetição, a frente de molhamento não ter atingido a cápsula porosa do tensiômetro; (2) o valor do potencial mátrico aumentou em profundidade, tendência que foi acompanhada de um aumento da estabilidade temporal e de uma redução da variabilidade espacial; (3) o potencial mátrico apresentou variabilidade elevada e heterogeneidade de variância; (4) a variabilidade do conteúdo de água no solo foi menos acentuada que a do potencial mátrico, para toda a faixa estudada. Mediante tais resultados, foi possível concluir que a irrigação pode ser manejada com alto nível de confiança estatística quando os resultados de potencial mátrico são transformados para conteúdo de água no solo, transformação esta que minimiza os problemas de variabilidade.

Evapotranspiração real de uma cultura de laranja em produção num Latossolo Vermelho-Amarelo

A disponibilidade de água e de nutrientes no solo em épocas e quantidades apropriadas, associada às condições edáficas e climáticas, é fator de indiscutível relevância à produção das culturas. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a evapotranspiração real de uma cultura de laranja, analisar sua variabilidade e verificar a influência deste processo de saída de água do solo na produtividade da cultura. O experimento foi realizado no município de Piracicaba (SP), num Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico argissólico, e a evapotranspiração real foi avaliada pelo método do balanço de água no solo em 40 pontos correspondentes a 40 plantas de duas linhas adjacentes com 20 plantas cada. A cultura de laranja, plantada num espaçamento de 7 x 4 m (7 m entre linhas por 4 m entre plantas na linha), tinha 11 anos de idade. Em cada ponto, localizado na projeção da copa (2 m do tronco) de cada uma das 40 plantas ao longo da linha, foram instalados um tubo de Al até à profundidade de 1,2 m para acesso de uma sonda de nêutrons e três tensiômetros às profundidades de 1,0, 1,1 e 1,2 m. A variação da armazenagem de água no solo foi determinada a partir de leituras semanais da sonda de nêutrons. A precipitação pluvial, medida por meio de um pluviômetro com aquisição automática de dados, foi considerada normal para o período monitorado. A drenagem interna e a ascensão capilar foram estimadas pela equação de Darcy-Buckingham, a partir de leituras diárias dos três tensiômetros e da condutividade hidráulica determinada na profundidade de controle (1,1 m) em função do potencial mátrico pelo método do perfil instantâneo. A irrigação e os deflúvios foram inexistentes e a evapotranspiração real da cultura foi calculada pela diferença entre a variação de armazenagem e a soma algébrica dos outros processos avaliados. O balanço foi efetuado durante um ciclo anual da cultura de laranja, dividido em 14 períodos. Nesses 14 períodos de monitoramento, a evapotranspiração real foi analisada com base nos métodos da estatística descritiva e exploratória de dados, obtendo-se um coeficiente de variação médio desses 14 períodos de 16 %. Foi de 1.271 mm a evapotranspiração real anual desta comunidade de plantas cujos valores diários variaram de 0,4 a 8,4 mm. A eficiência de utilização da água ou a razão entre a produtividade e a evapotranspiração real por planta durante o período monitorado variou de 1,57 a 4,52 kg m-3; verificou-se que as plantas com maior produção estavam entre aquelas com maior evapotranspiração real.

Componentes do balanço de água no solo com cana-de-açúcar, com e sem adubação nitrogenada

O estudo do balanço de água no solo com cana-de-açúcar, cultivada em larga escala no Brasil, é essencial para o manejo agrícola, visando ao aumento de produtividade e à redução de riscos de poluição. Este estudo objetivou avaliar os componentes da equação do balanço de água em dois Latossolos cultivados com cana-de-açúcar (cana-planta), localizados nos Municípios de Jaboticabal e Pirassununga (São Paulo). Na área experimental de Jaboticabal, o estudo foi realizado entre os dias 30 de setembro de 2005 e 12 de julho de 2006, e constou de dois tratamentos: T1 (sem adubação nitrogenada) e T2 (120 kg ha-1 de N). Em Pirassununga, o estudo foi feito entre os dias 28 de setembro de 2005 e 08 de junho de 2006, mas apenas o tratamento T2. O delineamento experimental foi o de blocos aleatórios, com quatro repetições. O volume de controle utilizado para o balanço de água teve como limite superior a superfície do solo e como limite inferior outra paralela à primeira, localizada em profundidade de 0,90 m. As variações de armazenagem, as entradas (precipitação pluvial e ascensão capilar) e as saídas de água (evapotranspiração real e drenagem interna) nesse volume de solo, nas áreas experimentais de Jaboticabal e Pirassununga, foram determinadas em 13 e 10 períodos, respectivamente. Ambas as áreas estudadas eram planas e não irrigadas. Na área de Jaboticabal, em todo o período, tanto a perda de água por drenagem interna quanto o ganho por ascensão capilar foram maiores no tratamento T2 (-191,69 mm/5,33 mm e -238,37 mm/24,60 mm para T1 e T2, respectivamente); não houve diferença significativa de produtividade (145 e 146 t ha-1 para T1 e T2, respectivamente), nem de evapotranspiração real (1.058 mm para T1 e 1.028 mm para o T2) entre os tratamentos nesse ciclo de cana-planta, fazendo com que as plantas não adubadas apresentassem a mesma eficiência do uso da água (14 kg m-3) que as adubadas. Na área de Pirassununga, a drenagem interna e a ascensão capilar foram de -110,9 e 0,67 mm, respectivamente, e a eficiência de uso da água 13 kg m-3. Portanto, pode-se concluir que (a) nos períodos de alta pluviosidade, a drenagem interna foi significativa, alertando para possíveis problemas no manejo em relação a uma potencial de contaminação do lençol freático, e (b) tanto a evapotranspiração real quanto à eficiência do uso da água foram da mesma ordem de grandeza, independentemente da adubação nitrogenada, e a armazenagem de água no solo foi praticamente a mesma no início e no fim do ciclo estudado.

Transporte de boro no solo e sua absorção por eucalipto

O mecanismo e a magnitude do transporte de B até as raízes das plantas dependem da umidade e do teor do nutriente no solo. As contribuições do fluxo de massa e da difusão para o transporte de B até as raízes de eucalipto foram avaliadas em resposta ao potencial de água do solo e às doses do nutriente. No ensaio, foram utilizados dois potenciais de água do solo (-10 e -40 kPa) e seis doses de B (0, 0,5, 1, 2, 3 e 5 mg dm-3 de B). As plantas foram cultivadas em vasos com capacidade de 2,5 dm³ em casa de vegetação. O controle do potencial da água do solo foi efetuado pelo uso de um tensiômetro por vaso, e o ajuste por acréscimo de água destilada. A máxima produção de matéria seca de raízes foi obtida nas doses correspondentes a 0,98 e 2,38 mg dm-3 de B nos potenciais de água de -10 e -40 kPa, respectivamente. A máxima produção de matéria seca de parte aérea foi obtida nas doses correspondentes a 0,96 e 1,82 mg dm-3 de B nos potenciais de água de -10 e -40 kPa, respectivamente. Foram observadas relações positivas e altamente significativas (p < 0,01) entre as doses de B aplicadas, o B extraível do solo, o B na solução do solo e o conteúdo de B na planta, para ambos os potenciais de água. O fluxo de massa foi o mecanismo predominante no transporte de B, chegando a suprir 100 % das necessidades das plantas nas doses mais elevadas do nutriente. O fluxo difusivo foi o mecanismo complementar de maior importância relativa no solo com baixo teor de B e com déficit hídrico.

Comparação de métodos de determinação da condutividade hidráulica em um latossolo vermelho-amarelo

A determinação da condutividade hidráulica como variável do conteúdo de água volumétrico, K(θ), é essencial para resolver, por exemplo, problemas de drenagem. Todavia, diferentes métodos de determinação podem produzir resultados distintos, dependendo dos pressupostos assumidos. Objetivou-se com este estudo avaliar o desempenho de métodos diretos no campo (perfil instantâneo, métodos do fluxo e da umidade) e indireto no laboratório (a partir da condutividade hidráulica do solo saturado e da curva de retenção) na estimativa da relação K(θ). O experimento foi realizado em Piracicaba, Estado de São Paulo, Brasil, em um Latossolo Vermelho-Amarelo textura argiloarenosa, entre os meses de junho e agosto de 1999, por serem de baixa precipitação pluvial média mensal. A função K(θ) fornecida pelos diferentes métodos foi comparada utilizando-se o erro máximo absoluto e o índice da concordância. Todos os métodos apresentaram limitações na determinação da função K(θ) na tensão próxima à de saturação, sendo os maiores erros identificados nessa faixa de umidade. Os métodos do fluxo, da umidade e indireto no laboratório tiveram concordância de moderada a fraca quando comparados ao método do perfil instantâneo, mostrando que no solo Latossolo Vermelho-Amarelo textura argiloarenosa assumir que o gradiente é unitário resultou em estimativas errôneas dos valores de K(θ), causadas pela falta de homogeneidade no perfil do solo.

Determinação das propriedades hidráulicas do solo utilizando tensiômetros de polímeros em experimentos de evaporação

O tensiômetro de polímeros é um equipamento recentemente desenvolvido que permite medir o potencial matricial da água no solo desde a saturação até condições mais secas do que o ponto de murcha permanente. Nesta nota descreve-se a utilização de tensiômetros de polímeros em experimentos de evaporação de cilindros com solo deformado, para determinar as propriedades hidráulicas do material. Nos experimentos foi utilizada terra da camada superficial de um Nitossolo Vermelho. O uso de tensiômetros de polímeros em experimentos de evaporação com colunas de solo permitiu a determinação das relações entre condutividade hidráulica, teor de água e potencial matricial na faixa de potenciais matriciais entre -1 e -150 m.

Análise espaço-temporal de componentes do balanço hídrico em um Latossolo

O monitoramento das variáveis que constituem a equação do balanço hídrico do solo em campo cultivado é necessário para avaliar com confiabilidade os períodos de déficits hídricos durante o ciclo das culturas, manejar a irrigação e quantificar perdas de nutrientes por lixiviação. Os componentes da equação do balanço hídrico podem variar no espaço e no tempo, e o estudo da estabilidade temporal da variabilidade espacial desses componentes é essencial para determinar quais são os pontos de observação no campo (locais) para monitorar a água do solo com precisão e esforço amostral reduzido. Assim, os objetivos deste trabalho foram avaliar os componentes do balanço da água (especificamente a variação de armazenamento de água do solo, drenagem interna e evapotranspiração real) de plantas de milho em um Latossolo Vermelho-Amarelo e analisar a variabilidade espacial e temporal, por meio da técnica de estabilidade temporal. O estudo foi realizado em uma área do Campus da ESALQ/USP, município de Piracicaba, Estado de São Paulo, Brasil. O relevo da área experimental, que tem 1.500 m², é plano. Nessa área foram instalados 60 tubos de alumínio para acesso de uma sonda de nêutrons e 120 tensiômetros com manômetro de mercúrio (60 na profundidade de 0,75 m e 60 na profundidade de 0,85 m). Isso permitiu estimar a densidade de fluxo de água do solo na profundidade de 0,80 m por meio da equação de Darcy-Buckingham e o armazenamento de água na camada de 0,0-0,80 m, ao longo do ciclo da cultura. A precipitação pluvial foi medida por meio de um pluviômetro instalado no centro da área experimental, e a evaporação real foi considerada como desconhecida da equação do balanço hídrico. A pesquisa foi realizada dividindo o ciclo de cultivo em 13 períodos (P1 a P13). O uso da estatística descritiva foi feito para evidenciar a variação do comportamento dos dados após a remoção dos pontos discrepantes, que representaram entre 0,0 e 3,9 % dos pontos amostrais por período. O uso da estatística descritiva foi útil por ter apresentado a mudança no comportamento dos dados, após a retirada de valores discrepantes e extremos em alguns períodos. A técnica da estabilidade temporal é viável para avaliação do balanço hídrico no espaço e no tempo. Os coeficientes de correlação de Spearman entre os períodos indicaram estabilidade temporal para a armazenagem da água independentemente do teor de umidade do solo, mas não expressaram confiabilidade para a avaliação da drenagem interna e a evapotranspiração real da cultura. A evapotranspiração oscilou ao longo do ciclo da cultura mantendo-se praticamente constante nos períodos P5 a P9, em que houve maior desenvolvimento vegetativo das plantas.

Variação diurno-noturna do potencial mátrico e gradiente de potencial total da água no solo

O potencial mátrico em solos não saturados é um importante componente do potencial total e, portanto, deve ser medido da melhor forma possível. Este trabalho teve por objetivo avaliar a influência da temperatura do solo sobre o potencial mátrico e o gradiente de potencial total, durante a redistribuição da água num Latossolo Vermelho-Amarelo, em Piracicaba, SP, a partir de dados coletados por tensiometria. Em uma parcela circular de 3 m de diâmetro, foram instalados 10 tensiômetros com transdutor de tensão, modelo SWT3 da Delta-T, nas profundidades de 0,10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,35; 0,40; 0,45; 0,50; e 0,55 m, com os quais foram obtidos os potenciais mátricos para essas profundidades e o gradiente de potencial total, (ΔΦm/Δz)+1, para a profundidade de 0,25 m, com Δz de 0,1; 0,2; e 0,3 m, utilizando os tensiômetros instalados nas profundidades de 0,20 e 0,30; 0,15 e 0,35; e 0,10 e 0,40 m para ΔΦm, respectivamente. Na mesma parcela, foram também instalados termopares tipo T na superfície e nas profundidades 0,025; 0,050; e 0,075 m de solo. Ambas as leituras dos tensiômetros e termopares foram armazenadas em um Datalogger, Modelo DL2, da Delta-T, a idênticos intervalos de tempo. As avaliações detectaram oscilações na leitura do potencial mátrico da água no solo ao longo do dia e nos efeitos diferenciados nos tensiômetros instalados em profundidades diferentes, ocasionando oscilações também no gradiente de potencial total da água no solo. Os melhores horários para a realização das leituras dos tensiômetros são nas primeiras sete horas do dia ou após às 18 h.