dissertação
Construção, calibração e validação de sensores de dissipação térmica para o fluxo de seiva em meloeiro
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Universidade Federal de Lavras
Faculdade, Instituto ou Escola
Departamento
Departamento de Engenharia
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
A agricultura é o setor produtivo que mais consome água, além disso,
esse recurso natural está cada vez mais escasso. Tendo em vista essa demanda,
sensores precisos de estimativa do consumo de água pelas culturas vêm sendo
desenvolvidos para tornar esse uso eficiente. No entanto, tais equipamentos
carecem de calibrações, especialmente quando sofrem alguma modificação ou
são utilizados em situações diferentes das propostas. Diante do exposto, o
objetivo deste trabalho foi construir, calibrar e validar um sensor de fluxo de
seiva para o meloeiro, usando o método de dissipação térmica (SFDT) como
descrito por Granier (1985). O trabalho foi dividido em duas etapas, sendo a
primeira destinada à construção do sensor, apresentando dimensões menores que
o de Granier (1985), por se tratar da estimativa do fluxo de seiva na cultura do
meloeiro. Os SFDT’s foram construídos com quatro resistências, constituindo-se
nos tratamentos. Com a calibração do SFDT foram determinadas as equações
que relacionam o fluxo de seiva da planta às diferenças de temperatura obtidas
pelo sensor, ao qual foi utilizada uma bomba específica para calibração de
manômetro do tipo Bourdon, em que na saída desta bomba se conectou uma
mangueira flexível transparente a uma secção de caule. A água foi pressurizada
a 10, 20, 30, 40 e 50 kPa na mangueira conectada ao caule e, coletada na outra
extremidade por uma proveta graduada. A segunda etapa constituiu-se de um
experimento em casa de vegetação para validação dos sensores, localizado no
Departamento de Ciências Ambientais e Tecnológicas – DCAT/UFERSA. O
delineamento experimental utilizado foi de blocos inteiramente casualizados,
constituído por quatro tratamentos e três repetições, totalizando 12 parcelas. Os
tratamentos constituíram-se por quatro diferentes tamanhos de fios dissipadores
(12, 15, 18 e 21 cm), que resultaram em quatro diferentes resistências (T1) 13,2;
(T2) 16,5; (T3) 19,8 e (T4) 23,0 ohms, respectivamente. Os dados foram
analisados por análise de variância, utilizando-se o software “R”, as médias
entre os tratamentos foram comparadas pelo teste Tukey a 5% de significância.
Não houve diferença entre os valores de fluxo de seiva fornecidos pelos sensores
com diferentes comprimentos de fios de dissipação. As maiores diferenças de
temperatura foram verificadas com o sensor de resistência mais baixa. Os fluxos
de seiva estimados pelos sensores construídos apresentaram valores próximos da
transpiração da cultura, indicando que os SFDT sejam adequados para a medição
do fluxo de seiva no caule do meloeiro.
Abstract
Agriculture is the productive sector that consumes more water and water
is becoming increasingly scarce. In view of this increased demand, in order to
improve water this use efficiency, accurate sensors for estimating water
consumption by crops have been developed. However, such devices require
calibration, especially when are subjected to modifications or when used in field
conditions different from those in which were originally developed. Due these
facts, the objective of this study was to build, calibrate and validate a sensor for
measuring sap flow on melon plants by using the thermal dissipation method
(SFDT), as described by Granier (1985). The work was divided into two phases.
The first phase was dedicated for the construction and calibration of a sensor,
smaller than the one developed by Granier (1985), to be used on estimates of sap
flow in melon plants. The SFDT's were built with four different resistances, used
as different treatments. Equations relating plant sap to temperature differences
measured by the sensor were developed by using a pump for Bourdon type
pressure gauge calibration that was connected to a transparent flexible hose in
which it was inserted a melon plant stem section. Water was pressurized at 10,
20, 30, 40 and 50 kPa through the hose connected to the stem and collected at
the other end by a graduate cylinder. The second stage consisted of an
experiment for validation of sensors in a greenhouse, located at Department of
Environmental Sciences and Technology – DCAT / UFERSA. A randomized
block experimental design, with four treatments and three replications, was used,
totaling twelve experimental parcels. Treatments were represented by four
different sizes of sinks wires (12, 15, 18 and 21 cm), that resulted in four
different resistances (T1) 13.2, (T2) 16.5, (T3) 19.8 and (T4) 23.0 ohms,
respectively. The "R" software analysis of variance was used for data analyze.
Treatment averages were compared using a 5% significance level Tukey test.
There was no difference among sap flow values provided by sensors with
different lengths of dissipation wires. The greatest temperature differences were
observed with the lower resistance sensor. All built sensors provided similar
values of sap flow that were in the same rage of calculated transpiration rate
values, indicating that the SFDT are adequate for measuring sap flow through
melon plant stem.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
Palavras-chave
ISBN
DOI
Citação
SILVA, N. K. C. Construção, calibração e validação de sensores de dissipação térmica para o fluxo de seiva em meloeiro. 2015. 69 p. Dissertação (Mestrado em Recursos Hídricos)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2015.