Regime de convecção entre dossel e ar em casa de vegetação

O uso de coberturas em ambientes protegidos altera a movimentação de ar próximo do dossel da cultura, comparado com o ambiente externo, modificando os processos de trocas de calor e massa entre dossel e ar. Muitos trabalhos realizados em casas de vegetação têm estimado os fluxos de calor latente e sensível com emprego de números adimensionais caracterizadores do tipo de regime convectivo. O conhecimento do tipo de regime predominante (forçado, livre ou misto) permite simplificações e abordagens mais específicas para estimativa destes fluxos. No presente trabalho, foi determinado o tipo de regime convectivo predominante entre dossel e ar, em uma casa de vegetação em arco, com ventilação natural com a cultura do pimentão amarelo. Na maior parte do tempo (>;70%) houve predominância da convecção forçada. Durante o dia, foi observado um pequeno aumento da convecção mista, sendo interessante para este período o uso de modelos que contemplem tanto a convecção mista quanto a forçada no estudo das trocas de calor e de massa entre dossel e ar.The use of covering materials in protected environments modifies the air movement close to the crop canopy compared to external environment, which changes the heat and mass transfer between canopy and air. Several researches have been made in greenhouses to estimate mass and heat flux using dimensionless numbers to characterize the type of convection (forced, free or mixed). The knowledge of which one is dominant allows simplifications and specific approaches. The dominant convection regime between canopy and air was determined in a naturally ventilated greenhouse cropped with sweet pepper. Forced convection was predominant, representing more than 70% of the time. During daytime, an increase of mixed convection was observed. It is thus appropriated the use of models that include both forced and mixed convection in the studies of mass and heat exchanges in canopy - air interface

COMPARAÇÃO ENTRE METODOLOGIAS PARA ESTIMATIVA DE Q7,10 EM QUATRO ESTAÇÕES FLUVIOMÉTRICAS DE MINAS GERAIS

No Estado de Minas Gerais, a legislação que trata de outorga de uso de recursos hídricos tem como referência a menor vazão média consecutiva de sete dias com retorno de dez anos - Q7,10, sendo fundamental haver confiabilidade em seu cálculo devido à interferência na concessão de direito de uso da água e na manutenção do potencial hídrico do corpo d'água. Diante deste fato, este trabalho teve como objetivo mensurar a discrepância entre os valores de Q7,10 estimados por meio do Atlas Digital das Águas de Minas e do Deflúvios Superficiais de Minas Gerais, com os calculados pelo método de Gumbel para mínimos e log normal a três parâmetros. Para isso, foram utilizados dados de vazão de cinco estações fluviométricas localizadas na Bacia Hidrográfica do Rio Araguari, em Minas Gerais. Como principais resultados, cita-se a alta discrepância entre os valores calculados pela metodologia Gumbel e os estimados por meio do Deflúvios Superficiais de Minas Gerais, com erro relativo de -15,44% a -87,18%. Quando comparado com os valores calculados pelo método log normal a três parâmetros, esse erro variou de -22,26% a -88,62%. A metodologia empregada no Atlas Digital das Águas de Minas apresentou erro relativo médio de +3,10% a -81,84% quando comparado com o resultado obtido pelo método de Gumbel para mínimos e, de -10,13 a -83,88% quando comparado com os dados estimados por log normal a três parâmetros

Modeling of greenhouse microclimate

O cultivo em casas-de-vegetação é uma atividade que cresceu muito nas últimas décadas e permite uma série de vantagens: aumento de produtividade, produtos de alta qualidade, precocidade, proteção contra intempéries climáticas. Entretanto, na mesma grandeza das vantagens, existem desvantagens como ocorrência de temperaturas elevadas, controle da umidade do ar e penetração inadequada de luz. O entendimento e o manejo do microclima no interior das casas-de-vegetação é imprescindível para um bom desenvolvimento das culturas. Devido à complexidade nas interações entre os elementos de uma casa-de-vegetação, como clima local, cultura e características da construção, a modelagem mostra-se como uma ferramenta de grande utilidade para o estudo deste sistema de produção. Possibilita um maior entendimento dos processos e realização de simulações, auxiliando no dimensionamento e manejo das estruturas no campo, além de aplicações em processos de otimização, indicando estratégias mais adequadas para o manejo da cultura e aumento dos rendimentos. Pelo exposto, o trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um modelo matemático para estimar o comportamento do microclima em casa-de-vegetação a partir dedados meteorológicos externos e sua implementação na forma de um programa de simulação. O modelo foi baseado em equações de balanços de energia e massa dos vários subsistemas, como ar interno, cobertura, cultura e solo, e solucionado numericamente pela implementação em linguagem de programação Delphi 3.0. Por meio de uma interface amigável, o programa possibilita a organização de coeficientes e dados de entrada do modelo, incluindo o uso de arquivos com os elementos meteorológicos externos (radiação solar global, temperatura e umidade relativa do ar, e velocidade do vento). O programa fornece, como resultados, as estimativas de temperatura e umidade relativa do ar no interior da casa-de-vegetação, além da evolução dos fluxos de energia ao longo do tempo. A execução do modelo com dados externos, em duas épocas do ano (inverno e verão) e para duas condições, fechada e aberta durante o dia, mostraram que o comportamento foi condizente com resultados levantados na literatura. Comparações com dados de campo indicaram que o comportamento da temperatura e umidade relativa do ar simuladas, seguem um comportamento similar aos medidos, necessitando de ajustes nos coeficientes do modelo. A análise de sensibilidade revelou que os fatores que mais afetaram a temperatura do ar no interior da casa-de-vegetação foram: temperatura do ar externa, coeficiente de extinção, percentual de abertura de cortinas e transmissividade da cobertura à radiação de onda longa. A umidade relativa do ar interna foi principalmente influenciada pela umidade relativa do ar externa, coeficiente de extinção do dossel, percentual de abertura das cortinas e temperatura do ar externa. A modelagem do microclima se mostrou útil no entendimento da formação do microclima em casas-de-vegetação, além de permitir a visualização da magnitude de cada um dos componentes que influenciam o seu comportamento. Futuros trabalhos ainda são necessários para a validação e melhorias no modelo, ligadas especialmente à ventilação, evapotranspiração e balanço de radiação na cultura em casas-de-vegetaçãoCultivation in greenhouses is an activity that has been increased significantly during the last decades and has several advantages like yield increasing, high quality products, early yields and protection against climatic adversity. However, there are important disadvantages, such as difficulties to decrease high air temperature, deficient control of relative humidity and unsuitable light penetration. A good understanding of the greenhouse microclimate and also its management is crucial for achieving high crop yield. Due to the complex interaction among the components of a greenhouse, mostly local climate, crop and building characteristics, modeling represents a powerful tool for studying this production system. Simulation allows a better understanding of the processes, which is of great importance for designing and managing the structures, and also makes it possible to optimize management and profit. The objective of the present work was to develop a mathematical model, named as ESTUFA, to predict microclimate inside a greenhouse using external meteorological data and its implementation to computer program. The model, named "ESTUFA", was developed, based on energy and mass balance equations, applied to several subsystems, like inside air, cover, crop and soil, and solved numerically by computer language routine (Delphi 3.0). The developed software allowed handling of all coefficients of the model, including the use of input files with external meteorological data (global solar radiation, air temperature, relative humidity and air velocity). The program output predicts air temperature and air relative humidity inside the greenhouse, and the energy flux density of all components of the energy balance. Tests made with external data, from two seasons (summer and winter) and two conditions (closed greenhouse and greenhouse opened during the day), showed an agreement behavior compared to the results from literature. Comparisons with real conditions indicated that simulated air temperature and the air relative humidity when behavior follow the measured ones, denoting the necessity of coefficients calibration. Sensitivity analyses using model ESTUFA showed that the most important factors for simulated inside air temperature were: external air temperature, extinction coefficient of canopy, proportional aperture of windows and long wave transmissivity of cover. The air relative humidity was affected mainly by external air relative humidity, extinction coefficient of canopy, proportional aperture of windows and external air temperature. The model ESTUFA was proved to be useful for understanding the behavior of greenhouses microclimate and allowed the visualization of each component that forms this environment. Future works are necessary to validate and improve the model, especially for ventilation, evapotranspiration and radiation balance of crops, for Brazilian condition

Modeling of greenhouse microclimate

O cultivo em casas-de-vegetação é uma atividade que cresceu muito nas últimas décadas e permite uma série de vantagens: aumento de produtividade, produtos de alta qualidade, precocidade, proteção contra intempéries climáticas. Entretanto, na mesma grandeza das vantagens, existem desvantagens como ocorrência de temperaturas elevadas, controle da umidade do ar e penetração inadequada de luz. O entendimento e o manejo do microclima no interior das casas-de-vegetação é imprescindível para um bom desenvolvimento das culturas. Devido à complexidade nas interações entre os elementos de uma casa-de-vegetação, como clima local, cultura e características da construção, a modelagem mostra-se como uma ferramenta de grande utilidade para o estudo deste sistema de produção. Possibilita um maior entendimento dos processos e realização de simulações, auxiliando no dimensionamento e manejo das estruturas no campo, além de aplicações em processos de otimização, indicando estratégias mais adequadas para o manejo da cultura e aumento dos rendimentos. Pelo exposto, o trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um modelo matemático para estimar o comportamento do microclima em casa-de-vegetação a partir dedados meteorológicos externos e sua implementação na forma de um programa de simulação. O modelo foi baseado em equações de balanços de energia e massa dos vários subsistemas, como ar interno, cobertura, cultura e solo, e solucionado numericamente pela implementação em linguagem de programação Delphi 3.0. Por meio de uma interface amigável, o programa possibilita a organização de coeficientes e dados de entrada do modelo, incluindo o uso de arquivos com os elementos meteorológicos externos (radiação solar global, temperatura e umidade relativa do ar, e velocidade do vento). O programa fornece, como resultados, as estimativas de temperatura e umidade relativa do ar no interior da casa-de-vegetação, além da evolução dos fluxos de energia ao longo do tempo. A execução do modelo com dados externos, em duas épocas do ano (inverno e verão) e para duas condições, fechada e aberta durante o dia, mostraram que o comportamento foi condizente com resultados levantados na literatura. Comparações com dados de campo indicaram que o comportamento da temperatura e umidade relativa do ar simuladas, seguem um comportamento similar aos medidos, necessitando de ajustes nos coeficientes do modelo. A análise de sensibilidade revelou que os fatores que mais afetaram a temperatura do ar no interior da casa-de-vegetação foram: temperatura do ar externa, coeficiente de extinção, percentual de abertura de cortinas e transmissividade da cobertura à radiação de onda longa. A umidade relativa do ar interna foi principalmente influenciada pela umidade relativa do ar externa, coeficiente de extinção do dossel, percentual de abertura das cortinas e temperatura do ar externa. A modelagem do microclima se mostrou útil no entendimento da formação do microclima em casas-de-vegetação, além de permitir a visualização da magnitude de cada um dos componentes que influenciam o seu comportamento. Futuros trabalhos ainda são necessários para a validação e melhorias no modelo, ligadas especialmente à ventilação, evapotranspiração e balanço de radiação na cultura em casas-de-vegetaçãoCultivation in greenhouses is an activity that has been increased significantly during the last decades and has several advantages like yield increasing, high quality products, early yields and protection against climatic adversity. However, there are important disadvantages, such as difficulties to decrease high air temperature, deficient control of relative humidity and unsuitable light penetration. A good understanding of the greenhouse microclimate and also its management is crucial for achieving high crop yield. Due to the complex interaction among the components of a greenhouse, mostly local climate, crop and building characteristics, modeling represents a powerful tool for studying this production system. Simulation allows a better understanding of the processes, which is of great importance for designing and managing the structures, and also makes it possible to optimize management and profit. The objective of the present work was to develop a mathematical model, named as ESTUFA, to predict microclimate inside a greenhouse using external meteorological data and its implementation to computer program. The model, named "ESTUFA", was developed, based on energy and mass balance equations, applied to several subsystems, like inside air, cover, crop and soil, and solved numerically by computer language routine (Delphi 3.0). The developed software allowed handling of all coefficients of the model, including the use of input files with external meteorological data (global solar radiation, air temperature, relative humidity and air velocity). The program output predicts air temperature and air relative humidity inside the greenhouse, and the energy flux density of all components of the energy balance. Tests made with external data, from two seasons (summer and winter) and two conditions (closed greenhouse and greenhouse opened during the day), showed an agreement behavior compared to the results from literature. Comparisons with real conditions indicated that simulated air temperature and the air relative humidity when behavior follow the measured ones, denoting the necessity of coefficients calibration. Sensitivity analyses using model ESTUFA showed that the most important factors for simulated inside air temperature were: external air temperature, extinction coefficient of canopy, proportional aperture of windows and long wave transmissivity of cover. The air relative humidity was affected mainly by external air relative humidity, extinction coefficient of canopy, proportional aperture of windows and external air temperature. The model ESTUFA was proved to be useful for understanding the behavior of greenhouses microclimate and allowed the visualization of each component that forms this environment. Future works are necessary to validate and improve the model, especially for ventilation, evapotranspiration and radiation balance of crops, for Brazilian condition

Canopy energy balance modeling of sweet pepper cultivated in greenhouse.

Dentre os elementos em um sistema de produção em casa de vegetação, o dossel da cultura é o que mais afeta o microclima interno, sendo de grande importância o entendimento dos seus processos de troca de energia. Dada à complexidade da interação entre os vários elementos, a modelagem mostra-se como uma importante ferramenta para a pesquisa em ambientes protegidos, porém muito pouco utilizado no Brasil. O objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento de um modelo de simulação para estimativa dos componentes do balanço de energia do dossel da cultura do pimentão em casa de vegetação e sua calibração e teste com dados de um experimento de campo. Foi desenvolvido um modelo em equilíbrio dinâmico composto de quatro submodelos: fluxo de calor latente (λE), fluxo de calor sensível (H), balanço de ondas curtas (BOC) e balanço de ondas longas (BOL). Os submodelos para λE e H foram baseados em teorias de transferência de massa e calor por convecção mista associada a uma equação de estimativa da resistência estomática a partir de medidas climáticas. Os submodelos de BOC e BOL levaram em consideração a disposição em linhas da cultura, a cobertura parcial do dossel e o Índice de Área Foliar (IAF). O modelo foi implementado em planilha eletrônica MICROSOFT EXCEL 2000 e resolvido numericamente através de uma rotina escrita em linguagem VBA (Visual Basic para Aplicativos). O modelo foi calibrado e testado com experimento em casa de vegetação em arco com 17,5 x 6,4m, pé-direito de 3m e altura de arco de 1,2m, localizada no município de Piracicaba - SP, no Campus da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"/USP, cultivada com pimentão amarelo, em linha simples no espaçamento de 1,2m x 0,5m. Foram feitas medidas de ranspiração com lisímetro com células de carga, radiação global, difusa e fotossinteticamente ativa, velocidade do vento, temperatura e pressão atual de vapor e temperatura do dossel. Também se tomaram medidas da cultura como IAF, altura e diâmetro de copa. A partir dos levantamentos, o modelo foi calibrado e testado. O modelo não estimou de forma precisa os componentes do balanço de energia, mas foi capaz de acompanhar a variação dos valores reais levantados em experimento, ainda que em magnitudes diferentes, indicando a necessidade de uma calibração mais adequada, em especial dos coeficientes de extinção do dossel para radiação difusa e direta. A modelagem permitiu verificar a limitação de algumas abordagens encontradas em literatura e utilizadas neste trabalho, como na determinação das resistências aerodinâmica e estomática.In a greenhouse production system, the canopy of culture is the main element that modifies the internal microclimate. Its comprehension is very important to understand the energy exchange process. Due to the complexity interaction among several elements, the modeling represents an important tool for research in protected environments, but little used in Brazil. The aim of the present work was to develop a simulation model for estimating the components of canopy energy balance of sweet pepper crop cultivated in greenhouse and its calibration and test with experimental data. It was developed a steady-state model divided in four submodels: latent heat flux (λE), sensible heat flux (H), short wave balance (BOC) and long wave balance (BOL). The λE and H submodels were based on the mixed convection mass and heat transfer theory, associated with equation to leaf stomatal resistance estimation using climatic data. The BOC and BOL submodels considered the row orientation of crop, partial cover of soil and leaf area index (IAF). The model was implemented in a Microsoft EXCEL 2000 and solved numerically with routine developed in VBA language (Visual Basic for Application) The model was calibrated and tested with experimental data from a greenhouse 17,5m long by 6,4m width, 3,0m height, localized in Piracicaba City, São Paulo, Brazil, in experimental area of "LUIZ DE QUEIROZ" College Of Agriculture - São Paulo University (USP), cultivated with sweet pepper crop, in single row, spaced in 1,2m x 0,5m. It was taken measurements of transpiration from load cells weighting lysimeter, global, diffuse and PAR radiation, wind velocity, temperature and actual vapor pressure and canopy temperature. Also was taken measurements of leaf area index, height and diameter of plant. The model was test after calibration with experimental data. The model didnt estimate precisely the components of energy balance, but it was capable to follow the variation of measured data in different proportion and indicating the necessity of better calibration, especially concerned with extinction coefficients of the canopy. The modeling allowed verifying approach limitations founded in literature and used in present model, like the determination of aerodynamic and stomatal resistances

PRODUÇÃO DE ALFACE HIDROPÔNICA E MICROCLIMA DE AMBIENTE PROTEGIDO SOB MALHAS TERMO-REFLETORAS

The thermo-reflective and black screens was used for shading for plants and they has private properties that improve the microclimate conditions, it was aimed to evaluate the growth and yields in hydroponic lettuce production (Lactuca sativa L, cv. Olinda), under effect of the thermo-reflective with different percentages of attenuation of the solar radiation. The treatments were and thermo black screens 50% with four different percentages of attenuation of the solar radiation, being meshes 40, 50, 60 and 70%. It was observed significant differences in function of the treatments for all the analyzed characteristics number of leaf, diameter of stem, fresh and dry matter biomass, leaf area and distances of internodes. The meshes thermo-reflective 40 and 50%, it had provided better development for lettuce, in relation to expression of the economical characteristics, being suitable to supply shading in greenhouse conditions at Northeastern semi-arid areas. However, it's improved the most control of the solar radiation, temperature and relative humidity, with micro weather conditions the best for growth and yields of Lettuce

COMPARAÇÃO ENTRE METODOLOGIAS PARA ESTIMATIVA DE Q7,10 EM QUATRO ESTAÇÕES FLUVIOMÉTRICAS DE MINAS GERAIS

No Estado de Minas Gerais, a legislação que trata de outorga de uso de recursos hídricos tem como referência a menor vazão média consecutiva de sete dias com retorno de dez anos - Q7,10, sendo fundamental haver confiabilidade em seu cálculo devido à interferência na concessão de direito de uso da água e na manutenção do potencial hídrico do corpo d'água. Diante deste fato, este trabalho teve como objetivo mensurar a discrepância entre os valores de Q7,10 estimados por meio do Atlas Digital das Águas de Minas e do Deflúvios Superficiais de Minas Gerais, com os calculados pelo método de Gumbel para mínimos e log normal a três parâmetros. Para isso, foram utilizados dados de vazão de cinco estações fluviométricas localizadas na Bacia Hidrográfica do Rio Araguari, em Minas Gerais. Como principais resultados, cita-se a alta discrepância entre os valores calculados pela metodologia Gumbel e os estimados por meio do Deflúvios Superficiais de Minas Gerais, com erro relativo de -15,44% a -87,18%. Quando comparado com os valores calculados pelo método log normal a três parâmetros, esse erro variou de -22,26% a -88,62%. A metodologia empregada no Atlas Digital das Águas de Minas apresentou erro relativo médio de +3,10% a -81,84% quando comparado com o resultado obtido pelo método de Gumbel para mínimos e, de -10,13 a -83,88% quando comparado com os dados estimados por log normal a três parâmetros