Acionador automático para irrigar plantas

Despite the massive demand of water for plant irrigation, there are few devices being used in the automation of this process in agriculture. This work evaluates a simple controller to water plants automatically that can be set up with low cost commercial materials, which are large-scale produced. This controller is composed by a ceramic capsule used in common domestic water filters; a plastic tube around 1.5 m long, and a pressostate used in domestic washing machines. The capsule and the pressostate are connected through the tube so that all parts are filled with water. The ceramic capsule is the sensor of the controller and has to be placed into the plant substrate. The pressostate has to be placed below the sensor and the lower it is, the higher is the water tension to start the irrigation, since the lower is the pressostate the higher is the water column above it and, therefore, the higher is the tension inside the ceramic cup to pull up the water column. The controller was evaluated in the control of drip irrigation for small containers filled with commercial organic substrate or soil. Linear regressions explained the relationship between the position of pressostate and the maximum water tension in the commercial substrate (p < 0.0054) and soil (p < 0.0001). Among the positions of the pressostate from 0.30 to 0.90 m below the sensor, the water tension changed from 1 to 8 kPa for commercial substrate and 4 to 13 kPa for the soil. This simple controller can be useful to grow plants, applying water automatically in function of the water tension of the plant substrate.A despeito da enorme demanda por água na irrigação de plantas, existem poucos aparelhos para automação deste processo sendo usados na agricultura. Avaliou-se um acionador automático para irrigação, o qual pode ser confeccionado com materiais comerciais de baixo custo, pois são produzidos em larga escala. Este acionador é composto por uma cápsula cerâmica usada em filtros de água domésticos; um tubo plástico com cerca de um metro e meio de comprimento e um pressostato de máquinas de lavar roupas domésticas. A cápsula e o pressostato são conectados pelo tubo de forma que todo o espaço interno seja preenchido com água. A cápsula é o sensor do acionador e deve ser posicionada dentro do substrato das plantas. O pressostato deve ser posicionado abaixo do sensor e quanto mais baixo ele estiver, maior é a tensão da água que aciona a irrigação, pois quanto mais baixo estiver o pressostato, maior é a coluna de água acima do mesmo e, portanto, maior é a tensão na cápsula cerâmica para puxar para cima a coluna de água. O acionador foi avaliado no controle da irrigação por gotejamento em pequenos potes preenchidos com substrato orgânico comercial ou solo. Regressões lineares explicaram a relação entre a posição do pressostato e a tensão máxima no substrato comercial (p < 0,0054) e no solo (p < 0,0001). Entre as posições do pressostato de 0,30 a 0,90 m abaixo do sensor, a tensão da água variou de 1 a 8 kPa para o substrato comercial e de 4 a 13 kPa para o solo. Este simples acionador pode ser útil para cultivar plantas, aplicando água automaticamente em função da tensão da água no substrato das plantas

Automatic controller to water plants

Despite the massive demand of water for plant irrigation, there are few devices being used in the automation of this process in agriculture. This work evaluates a simple controller to water plants automatically that can be set up with low cost commercial materials, which are large-scale produced. This controller is composed by a ceramic capsule used in common domestic water filters; a plastic tube around 1.5 m long, and a pressostate used in domestic washing machines. The capsule and the pressostate are connected through the tube so that all parts are filled with water. The ceramic capsule is the sensor of the controller and has to be placed into the plant substrate. The pressostate has to be placed below the sensor and the lower it is, the higher is the water tension to start the irrigation, since the lower is the pressostate the higher is the water column above it and, therefore, the higher is the tension inside the ceramic cup to pull up the water column. The controller was evaluated in the control of drip irrigation for small containers filled with commercial organic substrate or soil. Linear regressions explained the relationship between the position of pressostate and the maximum water tension in the commercial substrate (p < 0.0054) and soil (p < 0.0001). Among the positions of the pressostate from 0.30 to 0.90 m below the sensor, the water tension changed from 1 to 8 kPa for commercial substrate and 4 to 13 kPa for the soil. This simple controller can be useful to grow plants, applying water automatically in function of the water tension of the plant substrate.A despeito da enorme demanda por água na irrigação de plantas, existem poucos aparelhos para automação deste processo sendo usados na agricultura. Avaliou-se um acionador automático para irrigação, o qual pode ser confeccionado com materiais comerciais de baixo custo, pois são produzidos em larga escala. Este acionador é composto por uma cápsula cerâmica usada em filtros de água domésticos; um tubo plástico com cerca de um metro e meio de comprimento e um pressostato de máquinas de lavar roupas domésticas. A cápsula e o pressostato são conectados pelo tubo de forma que todo o espaço interno seja preenchido com água. A cápsula é o sensor do acionador e deve ser posicionada dentro do substrato das plantas. O pressostato deve ser posicionado abaixo do sensor e quanto mais baixo ele estiver, maior é a tensão da água que aciona a irrigação, pois quanto mais baixo estiver o pressostato, maior é a coluna de água acima do mesmo e, portanto, maior é a tensão na cápsula cerâmica para puxar para cima a coluna de água. O acionador foi avaliado no controle da irrigação por gotejamento em pequenos potes preenchidos com substrato orgânico comercial ou solo. Regressões lineares explicaram a relação entre a posição do pressostato e a tensão máxima no substrato comercial (p < 0,0054) e no solo (p < 0,0001). Entre as posições do pressostato de 0,30 a 0,90 m abaixo do sensor, a tensão da água variou de 1 a 8 kPa para o substrato comercial e de 4 a 13 kPa para o solo. Este simples acionador pode ser útil para cultivar plantas, aplicando água automaticamente em função da tensão da água no substrato das plantas

Estimating reference evapotranspiration with limited meteorological data

O objetivo deste trabalho foi avaliar a estimativa da evapotranspiração de referência (ETo), para a região Sudeste do Brasil, a partir de dados meteorológicos limitados. O método de Penman‑Monteith FAO 56 (PMp) foi tomado como referência. Três cenários com dados meteorológicos limitados, obtidos de rede de estações automáticas, foram utilizados para estimação da ETo: método padrão (PMp) com uso da radiação solar estimada pelo balanço entre ondas curtas e longas (PMKrs); método padrão com uso da pressão de vapor estimada pelas temperaturas máxima e mínima, e pela umidade relativa do ar (PMea); e método padrão com uso da velocidade de vento constante (2 m s‑1; PMu2). A ETo também foi estimada pelos métodos de Hargreaves‑Samani (HS) e de Turc. Os modelos foram analisados por meio de indicadores estatísticos de desvio absoluto médio (MBE), erro relativo (ER), raiz quadrada do erro quadrático médio (RMSE) e índice de Willmott (d). O método PMea é a melhor alternativa para estimar a ETo, seguido pelos métodos PMu2, para Espírito Santo e Rio de Janeiro, e PMKrs, para São Paulo e Minas Gerais. Os maiores erros são obtidos com o método de Hargreaves‑Samani, que superestimou a ETo em comparação ao PMp, para a maioria das estações avaliadas.The objective of this work was to evaluate the estimate of reference evapotranspiration (ETo) for the Southeast Region of Brazil using limited meteorological data. The FAO 56 Penman‑Monteith method (PMp) was used as reference. Three scenarios of limited meteorological data, obtained from automatic network stations, were used for estimating ETo: standard method (PMp), with solar radiation estimated from the balance between short and wide wavelengths (PMKrs); standard method using vapor pressure estimated from minimum and maximum temperatures, and from air relative humidity (PMea); and standard method using constant wind speed (2 m s‑1; PMu2). ETo was also estimated by the Hargreaves‑Samani (HS) and Turc methods. The models were analyzed by statistical indicators of mean absolute deviation (MBE), relative error (RE), root mean square error (RMSE), and Willmott index (d). The PMea method is the best alternative to estimate ETo, followed by PMu2, for the states of Espírito Santo and Rio de Janeiro, and PMKrs, for the states of São Paulo and Minas Gerais. The largest errors are obtained with the Hargreaves‑Samani method, which overestimated ETo compared with PMp, for most of the evaluated stations

Estimativas da evapotranspiração de referência em diferentes condições de nebulosidade

The objective of this work was to evaluate the performance of reference evapotranspiration (ETo) estimation methods, in different cloudiness conditions, in Seropédica, RJ, Brazil. The ETo estimates were compared with daily measurements made on weighing lysimeter, between 6/1/2006 and 7/31/2007, by pooling the data or discretizing them according to the variance of daily clearness index (KT), in four classes: KT≤0.35, cloudy sky (Clo); 0.350.65, open sky (Op). The mean absolute error (MBE), the square root of the mean square error (RMSE) and indexes of adjustment and performance were used as quality indicators of the different methods. In the pooled data, Penman‑Monteith FAO (PMF) and Hargreaves‑Samani (HS) methods had 84.05 and 79.52% performance indexes, respectively, while Jensen & Haise, Linacre and Makking methods had performances below 60%. Changes in the cloudiness conditions affected the performance of ETo estimation methods. The best results were obtained with the solar radiation (86.1%) and Camargo (81.8%) methods, under the Op and Clo conditions. The PMF and HS methods can be employed in a complementary way, since their performance were 78.4% (Clo and PCDi) and 77.6% (PCOp and Op), respectively.O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de métodos de estimativa da evapotranspiração de referência (ETo), em diferentes condições de nebulosidade, no Município de Seropédica, RJ. As estimativas de ETo, entre 1/6/2006 e 31/7/2007, foram comparadas com medidas diárias realizadas em lisímetro de pesagem, com agrupamento total dos dados e com a discretização pela variação do índice de claridade diário KT em quatro classes: KT≤0,35, nublado (Nub); 0,350,65, céu aberto (Ab). Para avaliação da qualidade das estimativas realizadas pelos diferentes métodos, foram empregados o erro absoluto médio (MBE), a raiz quadrada do quadrado médio do erro (RMSE), e índices de ajustamento e de desempenho. No agrupamento total dos dados, os métodos Penman‑Monteith FAO (PMF) e Hargreaves‑Samani (HS) apresentaram coeficientes de desempenho de 84,05 e 79,52%, respectivamente, enquanto os métodos Jensen & Haise, Linacre e Makking apresentaram desempenho inferior a 60%. A variação das condições de nebulosidade influenciaram o desempenho dos métodos de estimativa de ETo. Os melhores resultados foram obtidos pelos métodos da radiação solar (86,1%) e de Camargo (81,8%), nas condições Ab e Nub. Os métodos PMF e HS podem ser empregados de forma complementar, pois apresentaram desempenhos de 78,4% (Nub e PNAd) e de 77,6% (PNAb e Ab), respectivamente.Termos para indexação: Hargreaves-Samani, lisímetro, manejo da irrigação, Penman-

Updated cardiovascular prevention guideline of the Brazilian Society of Cardiology: 2019

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Statistical quality control applied to irrigation materials testing

Os ensaios laboratoriais para avaliação técnica ou estudo de material de irrigação envolvem a medição de diversas grandezas, bem como o monitoramento e controle das condições de ensaio. Qualquer sistema de medição e controle naturalmente apresenta instabilidades que podem afetar a qualidade dos resultados de ensaio, implicando em aumento da incerteza no processo de medição. A implementação do Controle Estatístico de Qualidade pode ser promissora para detecção de causas externas de variação, avaliação da variação máxima permitida aos dados de um processo e discriminação das principais componentes de variabilidade de um sistema de medição. Nesse sentido, considerando a hipótese de possibilidade de aprimoramento da qualidade dos resultados de ensaios, a presente pesquisa teve por objetivo utilizar técnicas de controle estatístico de qualidade e análise de sistemas de medição para avaliar o grau de adequação de bancadas de ensaio de emissores de microirrigação, aperfeiçoar os sistemas de medição e controle adotados nas bancadas e diagnosticar a porcentagem de contribuição dos fatores inerentes aos sistemas de medição e controle na variabilidade total das medidas de vazão em ensaios de uniformidade. A pesquisa foi conduzida no Laboratório de Ensaios de Material de Irrigação (LEMI/INCTEI/ ESALQ/USP). Foram elaborados gráficos de controle de Shewhart, média móvel exponencialmente ponderada (MMEP), além de índices de capacidade para o processo de medição da pressão de ensaio, monitoramento de temperatura da água e vazão, consideradas como as variáveis características da qualidade para ensaios de determinação das curvas de vazão em função da pressão de entrada e uniformidade de vazão de emissores de microaspersão e gotejamento. Além disso, realizou-se estudo de repetitividade e reprodutibilidade (Gage RR) do sistema de medição da vazão, para o qual foram utilizadas 10 repetições, sob três turnos de trabalho (manhã, tarde e noite), com 13 emissores na bancada de microaspersão e 25 emissores na bancada de gotejamento. Não houve influência do turno de trabalho nas medidas de vazão obtidas e o aprimoramento do processo de ajuste da pressão de ensaio pela implantação de um controlador proporcional integrativo-derivativo (PID) ao ensaio de microaspersores foi suficientemente detectado pela aplicação dos gráficos de controle. A pressão e temperatura da água se mantiveram estáveis durante cada ensaio, e não foram identificadas causas não aleatórias de variabilidade na rotina de ensaios. O processo de controle e medição da pressão, para as duas bancadas, foi classificado como\"excelente\" quanto ao desempenho e capacidade de se manter entre os limites de especificação e centralização em relação ao valor de referência (alvo desejado). Como esperado, a variabilidade entre emissores foi a componente de maior contribuição na variância total da vazão, correspondendo a 95,47% e 96,77% para microaspersão e gotejamento, respectivamente. A repetitividade e reprodutibilidade do sistema de medição de vazão (Gage RR) foi \"aceitável\" para as duas bancadas, com as respectivas contribuições de 4,53% e 3,23%, em relação à variância total, associados às incertezas do Gage RR.Laboratory tests for technical evaluation or irrigation material testing involve the measurement of various greatnesses, as well as monitoring and control of test conditions. Any measurement and control system naturally presents instabilities that can affect the quality of the test results, resulting in increased measurement uncertainty. The implementation of the Statistical Quality Control may be promising for detecting causes of variation non-random, evaluation of the tolerance permitted to data of the process and breakdown of the main variability components of a measuring system. In this sense, considering the hypothesis of possibility of improving the quality of test results, the present study aimed at using statistical quality control techniques and measurement systems analysis to assess the reliability of test benches of microirrigation emitters, improve measurement and control systems adopted in the benches and to diagnose percentage of contribution of the factors inherent in the measurement and control systems in the total variability of flow measurements on uniformity tests. The research was carried in Laboratório de Ensaios de Material de Irrigação (LEMI/INCTEI/ ESALQ/USP). Shewhart control charts were developed, exponentially weighted moving average (EWMA), and capability index for the process of measuring the test pressure, temperature monitoring of water and flow, regarded as the quality variables for determination the flow curves as a function of inlet pressure and uniformity of flow for microsprinkler emitters and drip. In addition, it was made study of repeatability and reproducibility (Gage RR) of flow measurement system for which were used 10 repetitions in three work shifts (morning, afternoon and evening), with 13 emitters in the microsprinkler\'s bench and 25 emitters in the drip bench. There wasn\'t influence of the work shift in the obtained measures for flow and the improvement of the adjustment process of the test pressure for the implementation of the integrative-derivative proportional controller (PID) to microsprinklers test was sufficiently detected by control charts. The pressure and water of temperature remained stable during the tests and weren\'t identified non-random causes of variability in routine tests. The process control and measurement of pressure was classified \"excellent\" to performance and capability to remain in the range of specification and centralization in relation to the reference value (desired target), to the two benches. As expected, the variability between emitters was the greater contribution component in the total variance of flow, corresponding to 95.47% and 96.77% for microsprinkler and drip, respectively. The repeatability and reproducibility for flow measurement system (Gage RR) was \"acceptable\" for the two benches, with the contributions respective of 4.53% and 3.23% relative to the total variance, associated with uncertainties of Gage RR

Internal surface roughness of irrigation pipes

O dimensionamento hidráulico de sistemas de irrigação requer a quantificação da perda distribuída de carga ao longo da tubulação, sendo que este parâmetro depende de características do escoamento e da tubulação. A rugosidade da superfície interna de tubos e um parâmetro importante nas estimativas de perda de carga, entretanto os valores tabelados de rugosidade foram obtidos ha muito tempo e podem não refletir com precisão a rugosidade da parede interna dos tubos comerciais atuais. Alterações no material e nos processos de fabricação dos tubos, associados a ausência de dados atualizados de rugosidade, podem implicar em estimativas incorretas de perda de carga. Supõe-se que a rugosidade média da superfície de tubos comerciais utilizados em irrigação pode ser determinada em laboratório utilizando rugosimetro de bancada, desde que os parâmetros de amplitude das irregularidades da superfície do tubo sejam conhecidos. O presente estudo visou estabelecer os parâmetros e procedimentos para a representação da rugosidade da superfície de tubos plásticos para irrigação mediante utilização de um rugosimetro de bancada. A avaliação consistiu da determinação dos parâmetros de rugosidade Ra, Rc, Rq, Ry, Rt e Pcu em 25 corpos de prova por diâmetro para PVC e 20 corpos de prova por diâmetro de polietileno estudado, com medições feitas na direção longitudinal e transversal do tubo, totalizando 400 medições de perfil. Foram realizadas estimativas de perda de carga pela equação de Darcy-Weisbach, com fator de atrito (f) calculado a partir da equação de Swamee. A rugosidade da superfície interna de tubos de PVC e PEBDL utilizados em irrigação foi determinada satisfatoriamente utilizando rugosimetro de bancada. Evidenciou-se diferença significativa dos parâmetros de rugosidade (Ra, Rq, Rc e Ry) entre os diâmetros nominais dos tubos de PEBDL, e portanto, entende-se que a adoção de valores de rugosidade específicos para cada diâmetro contribui para a qualidade das estimativas de perda de carga. Os parâmetros Rc e Ra destacaram-se como a melhor opção para representar a rugosidade de tubos de PVC e PEBDL, respectivamente. A rugosidade média para tubos de PVC e PEBDL foi de 4,431 ?m e 3,143 ?m, respectivamente.The friction head loss along pipelines is required to the hydraulic design of irrigation systems and that parameter relies on the flow conditions and pipe\'s characteristics. The internal surface roughness of pipes is an essential parameter to estimate head losses. However, the reference values of roughness were obtained long ago and may not represent properly the surface roughness of the current materials. Changes in material and manufacturing processes of pipes combined to outdated data may result in wrong values of head loss. Rugosimeters are measuring instruments that can be used to determine the surface roughness of irrigation pipes, but there is a challenge to select the proper parameter to represent the roughness of each surface. The best choice depends on several aspects and must be studied according to each situation. This study aims to define a protocol for determining the internal surface roughness of polyethylene and PVC pipes based on the use of a rugosimeter. Since several output parameters can be used to represent the roughness, the best parameters to represent the roughness of each material must be specified. The following output parameters were studied Ra, Rc, Rq, Ry, Rt e Pcu. Twenty-five samples of PVC and twenty samples of polyethylene were assessed, both in longitudinal and transversal directions, thus 400 measurements were accomplished. The Darcy-Weisbach equation was employed to estimate friction head loss and the Swamee equation to the friction head loss coefficient (f). The internal surface roughness of PVC and polyethylene pipes was properly determined by the rugosimeter. The rugosimeter\'s output parameters (Ra, Rq, Rc and Ry) varied according to the diameter of polyethylene pipes, hence a single value of roughness should not be used for different diameters of polyethylene pipes. The Rc and Ra were the best parameters to represent the roughness of PVC and polyethylene pipes, respectively. The mean roughness of the PVC and polyethylene pipes were 4.431 and 3.143 ?m, respectively

Estimativa da evapotranspiração de referência a partir de dados meteorológicos limitados

O objetivo deste trabalho foi avaliar a estimativa da evapotranspira&#231;&#227;o de refer&#234;ncia (ETo), para a regi&#227;o Sudeste do Brasil, a partir de dados meteorol&#243;gicos limitados. O m&#233;todo de Penman-Monteith FAO 56 (PMp) foi tomado como refer&#234;ncia. Tr&#234;s cen&#225;rios com dados meteorol&#243;gicos limitados, obtidos de rede de esta&#231;&#245;es autom&#225;ticas, foram utilizados para estima&#231;&#227;o da ETo: m&#233;todo padr&#227;o (PMp) com uso da radia&#231;&#227;o solar estimada pelo balan&#231;o entre ondas curtas e longas (PMKrs); m&#233;todo padr&#227;o com uso da press&#227;o de vapor estimada pelas temperaturas m&#225;xima e m&#237;nima, e pela umidade relativa do ar (PMea); e m&#233;todo padr&#227;o com uso da velocidade de vento constante (2 m s-1; PMu2). A ETo tamb&#233;m foi estimada pelos m&#233;todos de Hargreaves-Samani (HS) e de Turc. Os modelos foram analisados por meio de indicadores estat&#237;sticos de desvio absoluto m&#233;dio (MBE), erro relativo (ER), raiz quadrada do erro quadr&#225;tico m&#233;dio (RMSE) e &#237;ndice de Willmott (d). O m&#233;todo PMea &#233; a melhor alternativa para estimar a ETo, seguido pelos m&#233;todos PMu2, para Esp&#237;rito Santo e Rio de Janeiro, e PMKrs, para S&#227;o Paulo e Minas Gerais. Os maiores erros s&#227;o obtidos com o m&#233;todo de Hargreaves-Samani, que superestimou a ETo em compara&#231;&#227;o ao PMp, para a maioria das esta&#231;&#245;es avaliadas