Engenharia Agrícola
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Resultados da Pesquisa
Item Ozone application in microalgae cultivation effluent to recycle water and nutrients(Universidade Federal de Viçosa, 2019-02-27) Santos, Raquel Rodrigues; Martins, Marcio Arêdes; http://lattes.cnpq.br/8698969875118133Microalgae are microorganisms with high photosynthetic efficiency and capacity of production of oil and biomass far superior to any vascular plant. The production of biodiesel from microalgae still presents limitations to become an economically viable process, such as the high consumption of water and nutrients. Alternatively, ozone gas can be used, as a disinfection agent, which can make possible the reuse of water and nutrients of crops. Ozone has a high potential for oxidation, so it has been used in water and effluent treatment processes. Its high oxidative potential allows the conversion of some organic compounds, non-assimilable by microalgae or even toxic, into nutrients, such as organic acids and amino acids. The objective of this research was to investigate if the treatment with the ozone gas is able to make possible the reuse of water and also nutrients of the crops. For such, a review was first made on the reaction mechanisms of the ozone gas and the culture medium of microalgae. Afterwards, treatments with the following microalgae lineages were carried out: Chlorella sp. BR001, Scenedesmus sp. BR003 and Chlamydomonas sp. CC503, in which the culture supernatant was ozonized, with and without the presence of defatted biomass, to evaluate its effect on water, nutrients and organic compounds. The ozonation was able to discolor the supernatant, which indicates the possibility of its reuse since it improves the penetration of the light for the autotrophic cultures. The analysis of the nutrients showed that there was a significant increase in phosphorus and nitrogen, with the defatted biomass. Variations in carbohydrate and total soluble amino acid concentrations demonstrated that there was a significant increase for both ozone treatments, whether or not the free lipid biomass was added, suggesting that the ozone generated carbohydrates and soluble amino acids from stored carbohydrates and proteins of the cell. To verify the observed results, a new experiment was performed, in which the microalgae were grown in the culture supernatant, treated with ozone. The following culture treatments were carried out: control treatment, in which the lineages were cultivated in culture medium; treatments T1 and T2 in the culture supernatant; treatments T3 and T4 in the culture supernatant, after treatment with O 3 , without and with addition of nutrients; T5 and T6 treatments in the culture supernatant added with the lipid-free biomass and after treatment with O 3 , without and with addition of xinutrients; and T7 treatment in the culture supernatant, treated with activated charcoal and with added nutrients. Concentrations, in dry mass, of the cultures and the concentrations of carbohydrates, proteins and total soluble amino acids were determined. It was concluded that there was no inhibition of the cultivation in any of the treatments and that the ozone treatment of the supernatant, added with residual lipid-free biomass, presented higher dry mass concentration in the Chlorella sp. BR001 and Chlamydomonas sp. CC503. The treatments of the supernatant with ozone, added or not of defatted biomass and, added or not of nutrients, of the lineages Scenedesmus sp. BR003 and Chlamydomonas sp. CC503, presented the highest mean carbohydrate concentration. Ozone treatment of the supernatant in the three tested lineages presented the highest mean protein concentration. The treatments of the ozonated supernatant with defatted biomass, added or not of nutrients, of the lineages Scenedesmus sp. BR003 and Chlamydomonas sp. CC503, showed the highest averages of amino acid concentration. The results obtained suggest that the ozonated supernatant with lipid-free biomass and nutrient addition (T6-SOBN) presented the best averages in all analyzes, especially in the Chlamydomonas sp CC503 lineage. New studies should be conducted in order to find the best growth medium, reusing water and all compounds of interest, to optimize the cultivation of microalgae aiming at the production of biofuels.Item Influência das precipitações e do uso e cobertura da terra no regime de vazões da bacia hidrográfica do rio Santo Antônio(Universidade Federal de Viçosa, 2019-07-29) Ferreira, Fernanda Laurinda Valadares; Rodrigues, Lineu Neiva; http://lattes.cnpq.br/7270193117371906A água é elemento essencial para existência da vida no planeta, dessa forma é necessário que se tenha conhecimento a respeito dos elementos que alteram a sua dinâmica, destacadamente a sua qualidade e quantidade. Em diversas regiões do Brasil, o quadro de escassez hídrica tem aumento em virtude do uso excessivo desse recurso, da ineficiência dos programas de gestão e das variações no ciclo hídrico. As alterações climáticas e a intensificação das atividades antrópicas nas bacias hidrográficas tem alterado de forma considerável o regime de vazões, o que se configura como um problema para os gestores dos recursos hídricos, pois estes são planejados considerando a hipótese de estacionariedade, ou seja, não consideram a ocorrência de mudanças significativas dos dados das séries hidrológicas ao longo do tempo. Neste cenário, os objetivos deste estudo foi modelar o comportamento da vazão em função da precipitação e do uso e cobertura da terra e analisar a relação entre as mudanças ocorridas nas precipitações pluviométricas e no uso e cobertura da terra no regime de vazões da bacia hidrográfica do rio Santo Antônio, MG. A análise do uso e cobertura da terra, no período de 1985 a 2014, foi realizado a partir da elaboração de mapas das classes de uso e cobertura da terra, utilizando informações fornecidas pelo Projeto de Mapeamento Anual da Cobertura e Uso do Solo do Brasil – MapBiomas, sendo o seu processamento realizado na plataforma Google Earth Engine (GEE). Para avaliar a relação da dinâmica da cobertura da terra com o regime de vazões, foram considerados cinco classes: Floresta Natural ou Formação Natural; Floresta Plantada; Formação Natural não Florestal; Agropecuária; e Área não Vegetada. Para caracterização do comportamento hidrológico foram utilizados dados de seis estações fluviométricas e 24 estações pluviométricas que apresentaram influência na área de estudo. Para verificação da hipótese de estacionariedade nos dados hidrológicos foram aplicados testes estatísticos de Run, Mann Kendall e Pettitt, ao nível de significância de 5%. Foram ajustados modelos de regressão múltipla para estimativa das vazões utilizando como variáveis explicativas a precipitação (β 1 ), e o uso e cobertura da terra (β 2 ). Em relação à dinâmica do uso e cobertura da terra, constatou-se que em todas às áreas de xiidrenagem as áreas de agropecuária já estavam em processo de expansão, com redução das áreas de floresta natural, e em quatro áreas de drenagem houve aumento considerável das áreas de floresta plantada. Verificou-se, também, que das seis estações fluviométricas localizadas na área de estudo, apenas uma apresentou os dados com comportamento não estacionário para o regime de vazão mínima (Q 7 ) anual, com tendência de redução, e para as vazões mensais foram contatados para as vazões médias (Q med ) e máximas (Q max ) tendência de redução para os meses de julho a setembro. Em relação aos dados pluviométricos, das estações utilizadas, 12 delas apresentaram comportamento não estacionário, em sua maioria com tendência de redução. Dos modelos de regressão múltipla, a estação fluviométrica 56825000, obteve os melhores ajustes dos dados para Q med , considerando as variáveis explicativas Precipitação Total Anuais (P a ); Precipitação do Semestre Chuvoso (P sc ), e Precipitação do Trimestre Chuvoso (P tc ), , Floresta Natural, Formação Natural não Florestal, Agropecuária e Área não Vegetada, com os valores do Coeficiente de Determinação Ajustado (𝑅 𝑎 2 ) superiores a 0,66. De maneira geral, foram obtidos ajustes satisfatórios em grande parte das estações fluviométricas, sendo que os valores de 𝑅 𝑎 2 variaram de 0,49 a 0,75. Analisando de maneira isolada a relação da precipitação e do uso e cobertura da terra no regime de vazões, constatou-se que os regimes de vazões que possuem relação significativa com as precipitações foram: P a , P sc e P tc , já a relação dos regimes de vazões com as classes de uso e cobertura da terra não foram significativas para nenhuma das áreas de drenagem. Os resultados obtidos confirmam a importância do estudo do regime de vazões na bacia em estudo, visando a adequação dos sistemas de gestão de recursos hídricos à variabilidade do comportamento ao longo do tempo.Item Deriva em túnel de vento em função das condições ambientais durante a pulverização agrícola(Universidade Federal de Viçosa, 2019-07-05) Dias, Gustavo Luís Sant’Ana; Teixeira, Mauri Martins; http://lattes.cnpq.br/9781843793312995A deriva é um dos efeitos colaterais da aplicação de agrotóxicos. Ela está diretamente condicionada à velocidade do vento, porém condições meteorológicas desfavoráveis para pulverização também acentuam esse tipo de fenômeno. Neste estudo, objetivou-se avaliar a interferência das condições ambientais na pulverização hidráulica, utilizando uma ferramenta capaz de registrar espectros de gotas pulverizadas, ou seja, um analisador de partículas a laser. O método que utiliza esse equipamento seguiu os protocolos para coleta dos dados, levando-se em conta a distância alcançada pelas gotas pulverizadas até o alvo e a combinação de diferentes déficits de pressão de vapor e velocidades. Para realização dos ensaios, um túnel de vento foi montado, constituído por: ponta hidráulica (XR-VP 100-02), pulverizador pressurizado com cilindro de CO 2, sistema de aquecimento a gás, sistema de ventilação dotado de ventilador axial de oito hélices e sensores de temperatura e umidade relativa. As condições ambientais durante os ensaios foram: déficits de pressão de vapor (DPV) de 0,5; 0,7; 1,0; 1,5; 2,5 kPa e velocidades do ar de 3,0; 7,0; e 10,0 km h–1. As análises dos dados obtidos foram realizadas empregando-se uma regressão múltipla, e os resultados foram relacionados usando-se uma metodologia de superfície de resposta. Constatou-se que a velocidade do vento associada ao DPV provocou alta deriva das gotas pulverizadas, no entanto a velocidade do vento foi o principal fator de influência na deriva. Comparando o comportamento da ponta hidráulica em diferentes déficits de pressão de vapor, distâncias e velocidades de vento de 3,0 a 10,0 km h –1, na menor velocidade do ar, constatou-se que a variável Dv 50 sofreu um acréscimo de 76,14 µm em seu valor médio; que para a variável 100 µm > V% o diâmetro médio dessa classe de gotas aumentou em 9,12 µm; que a variável 100 µm < V% < 200 µm teve um aumento de 20,99 µm em sua média; e que os valores coletados de SPAN não ultrapassaram 1,5, garantindo, assim, boa homogeneidade durante a pulverização.Item Desenvolvimento de um revolvedor mecânico de grãos para secador de camada estacionária(Universidade Federal de Viçosa, 2019-07-05) Rodrigues, Pedro Henrique de Moura; Teixeira, Mauri Martins; http://lattes.cnpq.br/7829816216236005O café é uma das bebidas mais populares do mundo e de grande importância econômica e social. Em meio a isso, o Brasil destaca-se como o líder em produção de café no mundo. Em relação às etapas de produção do café, a secagem é uma das etapas de pós-colheita de maior relevância e o uso de secadores mecânicos tem se tornado cada vez mais comum entre os produtores a fim de atender a demanda de produção e garantir a qualidade do produto final. Um dos tipos de secadores mais utilizados é o de camada estacionária, estes podem ter ou não movimentação dos grãos por revolvedores mecânicos. Apesar dos avanços em sistemas de revolvimento, ainda existe uma lacuna de mercado no que se refere ao custo destes revolvedores, além das limitações de capacidade e de forma. Os revolvedores normalmente são projetados para tipos específicos de secadores, e são difíceis de serem adaptados em secadores de camada estacionária com geometria variada. Diante desse problema, esse trabalho objetivou-se no desenvolvimento de um revolvedor de camada estacionária de baixo custo e na sua avaliação. Foram seguidas as etapas de projeto informacional, conceitual, preliminar e detalhado. Para auxiliar nessas etapas foi utilizado software de CAD (desenho assistido por computador) na definição de geometria e FEA (análise por elemento finito) na simulação dos esforços e tensões exercidas nos principais elementos do equipamento. O revolvedor foi construído no Laboratório de Mecanização Agrícola e montado no município de Teixeiras para realização das avaliações. Foram realizadas avaliações mecânicas de eficiência de transporte para camada de um metro, força de arrasto e demanda de potência para as alturas de camada de 0; 0,4; 0,6; 0,8 e 1,0 m. Foram realizadas avaliações do revolvedor em relação a homogeneização e danos mecânicos em duas secagens distintas. O revolvedor apresentou capacidade de transporte de 27,6 m3 h -1 , eficiência de transporte de 22,34%, ganho de 39,10 N de força de arrasto e 366 W de potência ativa por metro de helicoide. O revolvedor foi capaz de homogeneizar a massa de grãos e o índice de danos mecânicos não apresentou diferença significativa após a utilização do revolvedor.Palavras-chave: Café. Secagem estacionária. Revolvedor mecânicoItem Modelagem e validação do crescimento e produção de milho(Universidade Federal de Viçosa, 2019-07-25) Silva, Adelaide Cristielle Barbosa da; Oliveira, Rubens Alves de; http://lattes.cnpq.br/8939025130506214O planejamento é fundamental para o sucesso da atividade agrícola. Atualmente, diversos softwares são utilizados pelos agricultores em vários países para esta finalidade. O STELLA é uma ferramenta computacional utilizada para simulação de uma infinidade de sistemas dinâmicos, podendo ser empregado na modelagem de culturas. Entretanto, para que os modelos representem adequadamente a realidade que ocorre em um sistema físico é imprescindível a validação dos mesmos nas condições ambientais que estão sendo modelados. Partindo dessa premissa, o objetivo neste estudo foi avaliar o uso do software STELLA na modelagem da cultura do milho híbrido DKB 390 PRO3, cultivado na Zona da Mata Mineira. Os dados de entrada referentes às condições climáticas foram obtidos junto ao Instituto Nacional de Meteorologia. O experimento foi realizado na Universidade Federal de Viçosa, com semeadura no dia 15 de outubro de 2019, seguindo o delineamento inteiramente casualizado, cujos tratamentos foram as dez avaliações realizadas durante o ciclo da cultura, com 40 repetições, nas quais foram analisadas a biomassa seca dos constituintes da planta, o índice de área foliar e a fotossíntese líquida. Os dados simulados e observados foram comparados por meio do teste “t” e do índice d, para verificar a igualdade e concordância entre os modelos. O rendimento dos grãos foi determinado para 13% de umidade. Os valores modelados pelo STELLA foram estatisticamente iguais aos valores mensurados e houve concordância entre as técnicas estudadas. Para as características massa seca de grãos, massa seca de raízes e índice de área foliar foram obtidos os melhores índices de concordância. A produtividade obtida foi alta, com valor de 13.236 kg ha -1 , sendo esta semelhante à produtividade simulada de 12.012 kg ha -1 . A modelagem da cultura do milho utilizando o software STELLA foi eficiente na simulação das características da planta. O modelo desenvolvido por meio do software STELLA mostrou-se uma tecnologia adequada para previsão do crescimento e da produtividade do milho, cultivado na Zona da Mata Mineira.Item Determinação da faixa de conforto térmico de galinhas poedeiras em pico de postura submetidas a distintas dietas e diferentes níveis de estresse cíclico por calor(Universidade Federal de Viçosa, 2019-07-19) Oliveira, Kelle Pardim de; Tinôco, Ilda de Fátima Ferreira; http://lattes.cnpq.br/5739340255565238O estresse gerado em aves expostas à altas temperaturas, especialmente quando estas encontram-se associadas à altos valores de umidade relativa do ar ambiente, podem resultar, dependendo da intensidade e duração da condição estressante, em redução no desempenho produtivo e nível de bem-estar animal, principalmente devido à cobertura de penas e falta de glândulas sudoríparas destes animais, o que dificulta a sua dissipação de calor. Como consequência detrimental em galinhas poedeiras, o estresse por calor pode causar, por exemplo, a redução na quantidade e tamanho do ovo produzido, visto que, nessa condição, as aves consomem menos ração, o que está diretamente relacionado aos parâmetros supracitados. Neste aspecto, uma das maneiras de se amenizar a queda geral de produtividade causada pelo estresse por calor é por meio da manipulação nutricional da ração fornecida, tornando-se necessário estabelecer um nível ótimo de energia metabolizável na dieta que possa levar a melhor desempenho de aves submetidas a cada distinta condição ambiental desfavorável. Considerando-se que a avicultura foi pautada nas modificações genéticas ao longo das últimas décadas, o que impõe modificações também na exigência dos animais, torna-se fundamental atualizar as faixas térmicas ambientais consideradas ótimas para melhor desempenho produtivo de galinhas poedeiras criadas sob as condições climáticas do Brasil, em cada uma de suas distintas fases de vida, de maneira a se estabelecer o melhor manejo nutricional, bem como dos sistemas de aclimatização ambiente. Objetivou-se determinara faixa de temperatura ideal para galinhas na fase de pico de postura (24ª à 31ª semanas de idade), bem como o nível ideal de energia metabolizável na dieta, quando estas aves são submetidas a diferentes níveis de estresse cíclico por calor, tendo como base as respostas fisiológicas, dosagem de hormônio (T3 e T4) e desempenho produtivo das mesmas. Avaliou-se o desempenho de galinhas poedeiras submetidas a quatro condições térmicas ambientais cíclicas e distintas, sendo 12 horas de exposição a cada temperatura indicada: (20°/20°C), (25°/20°C), (30°/20°C) e (35°/20°C). Para cada condição térmica estudada, as aves foram alimentadas com quatro níveis de energia metabolizável na ração (2700, 2800, 2900 e 3000 kcal.kg -1 ). Foram avaliados os parâmetros de qualidade de ovo (peso do ovo, espessura e peso da casca, peso do albúmen, peso da gema, índice e porcentagem de gema, porcentagem de albúmen, porcentagem de casca, volume e área do ovo, unidade Haugh e gravidade específica); respostas fisiológicas (temperatura média corporal e de cloaca); peso e tamanho dos órgãos reprodutores (ovário e oviduto); dosagem de hormônio (T3 e T4) e desempenho produtivo (consumo de ração, conversão alimentar por dúzia de ovo, conversão alimentar por massa de ovos, peso corporal, viabilidade e porcentagem de ovos). Para a maioria dos parâmetros analisados, aves expostas a condição térmica de 25/20°C obtiveram ovos de melhor qualidade, quando comparadas àquelas alojadas em condição térmica de 20°/20°C, considerada pela literatura como sendo de conforto. Condição térmica de 30°/20°C e 35°/20°C afetaram negativamente a qualidade dos ovos, temperatura média corporal de galinhas na fase de pico de postura. Resultados semelhantes foram verificados para os valores de temperatura de cloaca. Efeito contrário foi observado para os valores de peso do ovário e concentração de T3, que reduziram, respectivamente, em 18% e 43,8% com o aumento da temperatura de 20°/20°C para 35°/20°C. Com base na forma em que esta investigação foi realizada, pode-se concluir que, nas condições térmicas ambientais de 30°/20°C e 35°/20°C, as aves apresentam redução no metabolismo e perdas que afetam seu desempenho reprodutivo. As condições térmicas ambientais influenciaram o consumo de ração, conversão alimentar, peso corporal, viabilidade e porcentagem de ovos postos, observando redução desses valores com o aumento das condições térmicas de 20°/20°C para 35°/20°C. Os níveis de energia metabolizável na ração influenciaram somente os valores de altura de gema, peso de oviduto, peso corporal e concentração de T3, que foram maiores para o nível de 3000 kcal.kg -1 . Além disso, observou-se que quanto maior o nível de energia metabolizável na ração ingerida pela ave, mais esta fica preparada para expressar seu potencial produtivo. Os diferentes níveis de energia metabolizável na ração não influenciaram na maioria dos parâmetros e performance produtiva estudados. Nesse sentido, pode-se concluir que galinhas poedeiras em fase de pico de postura, expostas a 12 horas continuadas em ambientes a temperaturas superiores a 30°C, apresentam redução no metabolismo e perdas que afetam negativamente o seu desempenho produtivo, independentemente do nível de energia da dieta a que foram submetidas. Diante do apresentado no presente estudo, fica evidente que, tanto a condição térmica de 20°/20°C considerada de conforto pela literatura, quanto a de 25°/20°C, são adequadas para criação de galinhas na fase de pico de postura, considerando-se que, nestas faixas térmicas, ocorreram interferências positivas, tanto no desempenho produtivo, quanto nos parâmetros de qualidade dos ovos. Sendo assim, sugere-se a realização de estudos complementares que considerem outros níveis de energia na dieta associados a ambientes térmicos ainda mais estressantes, visando uma estimativa mais acertada nesse aspecto e, consequentemente mais viáveis economicamente. Palavras-chave: Ambiência. Avicultura de postura. Bem-estar animal. Estresse cíclico. Nutrição.Item Vinhaça como fonte de nutrientes para cultivo de microalgas do filo Chlorophyta(Universidade Federal de Viçosa, 2019-02-25) Falconí Heredia, Javier Hernán; Martins, Marcio Arêdes; http://lattes.cnpq.br/8327731443586584Estima-se que a população mundial chegue a 11,2 bilhões de habitantes até 2100, este crescente aumento populacional está diretamente relacionado como o aumento na demanda por alimentos, água e energia. Assim, preocupações crescentes em relação às mudanças climáticas e à dependência excessiva em combustíveis fósseis têm direcionado os investimentos e o interesse público para biocombustíveis sustentáveis e renováveis. As microalgas destacam-se com uma fonte promissora para a produção de biocombustíveis porque apresentam altas produtividades de lipídios e carboidratos, excedendo em muito as de culturas convencionais como a soja e a cana-de-açúcar, respectivamente. Entretanto, para a produção de biocombustíveis a partir de microalgas é necessário reduzir os custos de cultivo e produção, a viabilidade comercial pode ser obtida através do cultivo de microalgas em efluentes industriais. Dentre os resíduos agroindustriais produzidos no Brasil, a vinhaça de cana-de- açúcar (VCA) e água residuária de produção de etanol (ARE) destacam-se em função do grande volume gerado, 13 L por 1 L de bioetanol. A VCA e ARE apresentam altas concentrações de macronutrientes que podem ser utilizados pelas microalgas. O presente estudo teve por objetivo avaliar o uso da VCA, ARE, vinhaça de cana-de-açucar ozonizada (VCA-O 3 ) e água residuária de produção de etanol (ARE-O3) de como fonte de nutrientes para cultivo de 10 microalgas do filo Chlorophyta visando reduzir o potencial poluidor destes efluentes. Membros da família Scenedesmaceae: Scenedesmus bajacalifornicus BR024, Desmodesmus communis BR007 e Chlorella sp. BR054 apresentaram as maiores taxas específicas de crescimento ao serem cultivadas em VCA e ARE com pH ajustado em 7. No entanto, o pH ácido da VCA e ARE apresentou um grande efeito sobre o desempenho do crescimento das linhagens de microalgas. Apenas a linhagem Chlorella sorokiniana BR001 apresentou uma elevada taxa de crescimento quando cultivada em meio à base de ARE com pH ácido de 4,22. Por outro lado, a elevada disponibilidade de nutrientes na VCA e ARE vem acompanhada de características menos favoráveis aos cultivos que podem comprometer a produção de biomassa como por exemplo: elevada carga de material orgânica que favorece a proliferação de bactérias e leveduras, presença de compostos fenólicos (relatados como possíveis inibidores de crescimento). Na segunda etapa do estudo, foi avaliado a ozonização como um pretratamento da VCA e ARE prévio ao cultivo das microalgas S.bajacalifornicus BR024 e Chlorella sp. BR054, que se destacaram ao apresentar as maiores taxas de crescimento no estudo prévios. Estas microalgas foram cultivadas VCA, VCA-O 3 , ARE e ARE-O 3 . Os maiores valores de biomassa, carboidratos e proteínas foram obtidos quando S.bajacalifornicus BR024 e Chlorella sp. BR054 quando cultivadas em VCA e VCA-O 3 . Além disso, o cultivo com as microalgas permitiu uma significativa diminuição da carga poluidora de VCA, ARE, VCA-O 3 , ARE-O 3 . Finalmente, o cultivo da microalga em vinhaça mostra-se uma alternativa promissora, possibilitando reduzir os custos de produção da biomassa microalgal e contribuindo para valoração e melhoria da qualidade deste abundante resíduo da indústria sucroalcooleira. Além disso, é importante ressaltar que o aumento de escala do cultivo é um passo essencial para integrar o cultivo de microalgas ao setor de etanol. No entanto, em cultivos em grande aumentar os parâmetros não poderão ser facilmente controlados, o que tornara indispensável o uso de uma linhagem de microalga que não sejam susceptíveis a vários no meio de cultivo e que seja competitiva contra contaminantes. Consequentemente, este é um grande desafio ao se trabalhar com um meio de cultivo com alta carga orgânica (DBO 5 e DQO) que promove o crescimento de contaminantes heterotróficosItem Modelagem hidrológica da bacia do rio Paracatu: avaliação do modelo WEAP como ferramenta de planejamento e gestão de recursos hídricos(Universidade Federal de Viçosa, 2019-01-18) Silva, Felipe Bernardes; Silva, Demetrius David da; http://lattes.cnpq.br/0244633441883158O rápido crescimento populacional assim como outras atividades usuárias de água aliado às mudanças climáticas vem promovendo pressão sobre os recursos naturais em todo o mundo, sobretudo nos recursos hídricos. A demanda por água para suprir a necessidade das culturas pela irrigação é um dos principais tipos de captação de água dos rios, fato que não difere na bacia do Paracatu. Essa bacia se destaca pela intensa atividade agrícola, principalmente da agricultura irrigada e, consequentemente, pelos potenciais conflitos entre os demais usuários da água. Analises da sustentabilidade dos recursos hídricos considerando cenários futuros são fundamentais para antecipar possíveis conflitos e auxiliar no processo de gestão da água, porém ainda são pouco utilizados. Modelos hidrológicos, tais como o o Water Evaluation and Planning System – WEAP, surgiram para viabilizar o planejamento e gestão dos recursos hídricos em nível de bacia hidrográfica e são ferramentas que podem auxiliar a análise de cenários futuros. Desta forma, o objetivo geral do trabalho foi avaliar o modelo hidrológico WEAP como ferramenta de planejamento e gestão de recursos hídricos em um trecho da bacia do rio Paracatu-MG, Brasil. A área de estudo foi subdividida em dez sub-bacias. para utilização do WEAP foram analisadas as mudanças do uso e cobertura da terra de 1985 a 2014, e tendências das vazões máximas, médias e mínimas (Q max , Q med , Q min ) em série histórica anual e mensal de 1980 a 2017. O modelo WEAP foi calibrado (2000-2009) e validado (2010-2014), apresentando coeficiente Nash elevados, entre 0,89-0,91. Com base na modelagem hidrológica com o WEAP, cenários futuros foram projetados para RCP 4.5 e 8.5 (cenários do IPCC), considerando e desconsiderando o aumento da área irrigada até 2030. Indices de sustentabilidade foram gerados para cada sub-bacia em estudo. Para o cenário mais pessimista, RCP 8.5 com o aumento da demanda pela irrigação até 2030, os índices de sustentabilidade para todas as sub-bacias foram reduzidos, principalmente na sub-bacia do ribeirão Entre-Ribeiros. O WEAP comprovou ser uma ferramenta com grande potencial de uso para planejamento e gestão de recursos hídricos em nível de bacia hidrográfica.Item Estimativa de produtividade de café por meio de métodos de machine learning(Universidade Federal de Viçosa, 2019-07-31) Nascimento, Amélia Laisy do; Queiroz, Daniel Marçal de; http://lattes.cnpq.br/6769009933620093A produtividade agrícola representa o resultado de ações tomadas antes da colheita e indica se as práticas agrícolas adotadas causaram aumento ou redução no rendimento e podem ajudar na tomada de decisões futuras. Dessa maneira, a previsão de produtividade é uma ferramenta útil para os agricultores. Existem modelos que estimam a produtividade, porém, a quantidade de variáveis necessárias e a dificuldade em mensurá-las são um problema. Vários pesquisadores têm usado imagens orbitais para realizar estimativas de biomassa e produtividade de culturas. Além disso, alguns pesquisadores vêm combinando métodos de aprendizado de máquina (machine learning), mineração de dados (data mining) ou inteligência artificial (artificial intelligence) na tentativa de prever a produtividade de culturas agrícolas. Para estimar a produtividade agrícola, é interessante que o banco de dados possua imagens de todo o ciclo produtivo da cultura. Porém, o período de revisita dos satélites e a presença de nuvens sobre a área de estudo podem tornar o banco de dados incompleto. Uma possibilidade é adquirir imagens capturadas por sensores a bordo de distintos satélites. No entanto, cada sensor captura faixas de comprimento de onda diferentes e alguns sensores não capturam todos os comprimentos de onda necessários aos estudos. Uma forma de resolver esse problema é realizar uma predição das imagens faltantes de um satélite utilizando como base imagens oriundas de outro satélite. Dessa forma, consegue-se preencher lacunas na série de dados e garantir um banco de dados com uma série temporal mais representativa. Por fim, é possível utilizar a série temporal de informações derivadas das imagens orbitais para estimar a produtividade de culturas agrícolas. Portanto, o objetivo desta tese foi estimar a produtividade do café por meio de informações espectrais e machine learning. Para isso, o banco de dados foi composto por imagens Sentinel-2 originais, além de imagens Sentinel-2 preditas com base em imagens oriundas do Cbers-4, Landsat-8 e Resourcesat-2. A predição de imagens Sentinel-2 ocorreu por meio de sete métodos de machine learning. Os dados foram separados em conjunto de treinamento, teste e avaliação dos modelos. O desempenho dos modelos foi mensurado pela raiz do erro quadrático médio (rootIV mean square error - RMSE) entre o valor real e o valor predito pelo modelo para o conjunto que ficou de fora do treinamento. O teste t a 5% de significância foi usado para verificar a existência de igualdade ou diferença estatística entre os erros apresentados pelos modelos de predição da reflectância. Os métodos de machine learning mostraram-se eficazes para estimar os valores de reflectância de imagens Sentinel-2 com base em imagens oriundas do Cbers-4, do Landsat-8 e do Resourcesat-2. Os modelos que apresentaram menores RMSE’s na predição da reflectância de imagens orbitais de uma data distinta a data cujos dados foram usados para treinar os modelos foram usados para estimar as imagens Sentinel-2 ausentes do banco de dados usado para estimar a produtividade do café. A partir das imagens orbitais, seis índices de vegetação e reflectância em seis bandas espectrais foram obtidos. A estimativa da produtividade ocorreu por meio de seis métodos de machine learning. Os modelos de estimativa foram implantados em linguagem R no programa computacional R Versão 3.5.1 (R Team, 2018). A raiz do erro quadrático médio (root mean square error - RMSE) e o erro médio absoluto (mean absolute error - MAE) foram usados para avaliar a acurácia dos modelos de estimativa da produtividade. O RMSE e o MAE serviram de entrada para o teste de Scott-Knott que agrupou os modelos semelhantes. Os métodos de machine learning apresentaram erros RMSE e MAE da estimativa da produtividade semelhantes uns aos outros pelo teste de Scott-Knott, com exceção da regressão linear utilizando 14 variáveis preditoras. Foi possível estimar a produtividade por meio de cinco variáveis com erros semelhantes aos erros apresentados pelos modelos com 10 e com 14 variáveis referentes a informações espectrais, topográficas e agronômicas. O erro RMSE mínimo apresentado pelos modelos correspondeu a uma diferença de 11% entre o valor estimado e o valor real da produtividade do café do talhão Pasto Novo 1 no ano de 2017. O erro MAE mínimo correspondeu a uma diferença de 1,7% entre o valor estimado e o valor observado da produtividade do talhão Açude 3 no ano de 2018. A estimativa da produtividade pode ser realizada com até três meses de antecedência.Item Consumo energético e ambiência de galpões avícolas fechados e potencial de implementação de sistema híbrido de acondicionamento térmico(Universidade Federal de Viçosa, 2019-11-25) Teles Junior, Carlos Gutemberg de Souza; Gates, Richard Stephen; http://lattes.cnpq.br/6480758948673612Uma das alternativas para reduzir eventuais efeitos detrimentais do ambiente térmico sobre frangos de corte consiste na climatização do alojamento de criação destes, a qual pode ser feita artificialmente via: a) utilização de equipamentos climatizadores durante todo período de vida das aves; b) utilização de equipamentos climatizadores apenas durante os períodos do dia em que as condições térmicas não são favoráveis às exigências dos animais (denominado sistema híbrido). Neste sentido, o sistema híbrido indica ser a melhor solução para as condições da avicultura industrial do Brasil, já que o país possui clima de baixa amplitude térmica, o que favorece, portanto, a utilização de acondicionamento térmico natural em boa parte do dia e do ano, sempre quando as condições térmicas são amenas, viabilizando, assim, a economia de energia dispendida nos processos de aquecimento e resfriamento do ambiente das aves. Contudo, estudos comparativos entre as duas formas de manejo dos sistemas climatizados ainda são muito demandados para que se obtenha a melhor solução para as condições do clima do Brasil. Sendo assim, é de fundamental importância atender as exigências de manejo e ambiência animal em consonância com consumo ótimo econômico da energia elétrica que é demandada principalmente para o acionamento dos sistemas de ventilação. Neste sentido, para que o setor avícola brasileiro se mantenha competitivo, com menor custo de produção e nos patamares de sucesso já alcançados, torna-se necessário maior entendimento sobre os sistemas de climatização passíveis de serem adotados nas instalações, visando otimizar o manejo desses e evitando desperdícios de energia durante o processo de acondicionamento ambiental, de forma a se encontrar soluções sustentáveis para o acondicionamento térmico nas condições do clima tropical e subtropical do país. Com base no exposto, objetivou-se com a esta pesquisa: 1) comparar,quanto à eficiência energética e o ambiente térmico, aviários de frangos de corte fechados, munidos de sistema de ventilação por pressão negativa em modo túnel (VPN), manejados com dois diferentes sistemas de resfriamento adiabático evaporativo: a) Sistema com painéis evaporativos, instalados na região de abertura de entrada de ar do galpão (VPNPE); b) Sistema de nebulização interna ao aviário, composto de 16 linhas de com oito nebulizadores, posicionadas no sentido longitudinal do alojamento(VPNN); 2) avaliar o potencial de implantação do sistema híbrido de ventilação na instalação (o qual permite aberturas de cortinas, desligamento dos sistemas de ventilação artificial e uso de ventilação natural , sempre que as condições térmicas externas sejam favoráveis). A avaliação foi por meio da caracterização climática da região, visando reduzir o consumo de energia elétrica demandada pelos sistemas de climatização, porem mantendo condições térmicas ideais para a criação dos animais. O experimento foi conduzido em dois aviários similares, situados lado a lado, em uma mesma granja comercial de frangos de corte localizada no município de Ervália – Minas Gerais, situado na Zona da Mata Mineira, em três lotes, sendo um no inverno, um na primavera e outro no verão, correspondendo ao período mais frio, ao período de transição e mais quente do ano, respectivamente. Os aviários não possuíam isolamento térmico, sendo cobertos por telhas de fibrocimento, fechados lateralmente por cortinas de poliuretano. Um dos aviários foi munido de sistema de ventilação negativa em modo túnel associado a painéis de placas evaporativas instalados na região de abertura de entrada de ar do galpão (VPNPE), sendo o outro aviário também munido de sistema de ventilação negativa em modo túnel, contudo associado a 16 linhas longitudinais de nebulizadores internos (VPNN). Cada ciclo experimental foi realizado durante o período de criação das aves, compreendido da primeira a terceira e da quarta a sexta semana de vida das mesmas (fases de aquecimento e pós aquecimento, respectivamente). Todas as aves foram de mesma linhagem, idade, manejo e originarias de mesmo incubatório. Considerando a faixa de conforto térmico para frangos de corte na fase de aquecimento adotada no presente estudo verificou-se que em grande parte do tempo avaliado, a temperatura média horária registrada na zona de ocupação das aves, esteve acima do limite superior da faixa de valores de conforto para frangos de corte nessa idade, mostrando que é possível oprodutor adaptar o manejo do seu sistema de aquecimento para trabalhar com faixas de temperatura mais amenas visando reduzir os custos de aquecimento. Na fase de pós-aquecimento, verificou-se que nos ciclos experimentais avaliados durante o inverno e a primavera, as temperaturas médias horárias registradas no interior de ambos os aviários estudados, estavam dentro da faixa de conforto, enquanto que no verão, verificou-se a ocorrência de períodos com temperatura acima do limite superior da faixa de valores de conforto em ambos os aviários estudados, especialmente no período onde as condições de temperatura externa estavam mais elevadas (12 a 18 horas). O sistema de ventilação em ambos os aviários estudados demandam uma alta quantidade de eletricidade para o seu funcionamento, independente da época do ano avaliada. Verificou-se durante a fase de pós-aquecimento períodos com temperatura externa abaixo e acima da faixa de valores estabelecidos como possíveis para a utilização da climatização natural da instalação, bem como horas com temperatura externa na faixa de valores considerados como possíveis para a promoção da climatização natural da instalação. Palavras-chave: Avicultura. Acondicionamento térmico. Galpões avícolas.