Ciência e Natura

Eficiência do uso da água e desempenho agronômico da soja em função da suplementação de água e luz

2025-07-12T09:30:55-03:00

A melhoria da eficiência das plantas pode ser um processo utilizado para aumentar de forma sustentável o potencial da produção agrícola. Assim, o presente estudo tem como objetivo analisar parâmetros morfológicos das plantas de soja, os componentes de rendimento, a produtividade e o teor de proteína de grãos e, a eficiência do uso da água, em um cultivo experimental com suplementação luminosa (com diferentes espectros) e hídrica, na safra 2023/24, em Cachoeira do Sul – RS. Um experimento de campo foi conduzido na área experimental da UFSM-CS, para a coleta de todas as informações referentes ao cultivo da soja, necessárias para atingir os objetivos propostos. A suplementação hídrica e luminosa incrementou o índice de área foliar, a altura de plantas e todos os componentes de rendimento da soja, sobretudo, o número de vagens planta^-1 e o peso de mil grãos. Com isso, a produtividade da soja foi máxima de 8.475,7 kg ha^-1, quando se utilizou a suplementação luminosa nos espectros do vermelho (FarRed) e do violeta (Red+Blue), associado a irrigação de 121 mm (6 irrigações ao longo do ciclo). Estes manejos aumentaram a eficiência do uso da água, que foi de 11 kg mm^-1e o teor de proteína dos grãos da soja, que foi de até 41%. Portanto, a suplementação hídrica e luminosa (espectro do vermelho e do violeta) contribuiu para o aumento da produtividade da soja, para o aumento da eficiência do uso da água e para a melhoria da qualidade (proteína) dos grãos produzidos.

Análise de um Desumidificador Termoelétrico

2025-07-02T22:18:35-03:00

O presente estudo tem como objetivo realizar a análise de um desumidificador de ar termoelétrico. Para isso, foram utilizados conhecimentos sobre os fenômenos de transporte, combinados com a realização de medições experimentais de temperatura nos dissipadores de calor e vazão mássica de extração de água. Desse modo, um modelo matemático baseado em um desumidificador de ar equipado com uma pastilha Peltier foi desenvolvido, apresentando uma divergência de 16,3% em relação à produção de água determinada experimentalmente. Através do modelo desenvolvido, é possível inferir que o dispositivo utilizado não possui uma vazão volumétrica de ar adequada para sua máxima eficiência. Ressalta-se a necessidade de realização de trabalhos futuros em que as melhorias elencadas sejam implementadas e o dispositivo reavaliado.

Eficiência do uso da água e produtividade da soja irrigada utilizando dos observados para o cálculo do balanço hídrico

2025-08-12T09:35:22-03:00

O objetivo deste estudo é (i) analisar recomendação da necessidade de irrigação para a cultura da soja pela metodologia do cálculo do balanço hídrico aferido com monitoramento da umidade do solo pelo sensor TDR, (ii) verificar os impactos da irrigação efetuada na produtividade da soja e na eficiência do uso da água. Bem como, (iii) comprar está recomendação de irrigação com as geradas pelo cálculo e pela simulação balanço hídrico seguindo a metodologia da FAO - sem utilizar os parâmetros de umidade do solo obtidos pelo TDR, para a safra 2022/2023 em Cachoeira do Sul/RS. Dessa forma, o estudo foi dividido em uma etapa de campo e uma de simulação/cálculo. A suplementação hídrica de 295,6 mm via irrigação, contribuiu para o incremento de todos os componentes de produtividade e na produtividade final da soja que foi de 4.370,8 kg ha-1 (irrigada) e 2.473,6 kg ha-1 (sequeiro). Por outro lado, a eficiência do uso da água foi maior na condição de menor disponibilidade hídrica de 16,4 kg mm-1 (sequeiro) e de 9,8 kg mm-1 (irrigada). O cálculo e a simulação do balanço hídrico realizados a partir dos dados obtidos à campo, pela metodologia do boletim FAO – 56, recomendaram maiores números de irrigações, totalizando em maior lâmina acumulada para o ciclo de 420,0 mm (calculado) e 405,0 mm (simulado Cropwat), ressaltando a importância de haver o monitoramento da umidade do solo nas metodologias para recomendação da necessidade de irrigação.

Concreto sustentável: transformando resíduos em soluções inovadoras

2025-07-02T10:09:43-03:00

O concreto aerado (CA) é um material cimentício leve, cuja estrutura porosa é obtida por meio da adição controlada de agentes expansores ou geradores de gás à mistura, proporcionando baixa densidade e propriedades térmicas e acústicas vantajosas. Este trabalho propõe o uso de cinza da casca de arroz (RCCA) como substituição parcial ao agregado miúdo convencional, visando reduzir o impacto ambiental da extração de areia e do descarte inadequado de resíduos agroindustriais. A produção de RCCA, embora vantajosa como fonte de energia renovável, gera grandes volumes de resíduos ainda sem destinação adequada. Diante disso, a incorporação da RCCA em concretos leves se apresenta como alternativa técnica e ambientalmente viável. Foram moldados blocos de concreto celular utilizando diferentes agentes expansores — peróxido de hidrogênio (H2O2) e alumínio de alta pureza (Al) — a fim de comparar o comportamento na formação e distribuição das bolhas de ar. Os resultados visam contribuir para o desenvolvimento de soluções construtivas mais sustentáveis, aproveitando resíduos abundantes e minimizando a exploração de recursos naturais.

Promovendo a autonomia e melhorando a qualidade de vida de usuários de cadeira de rodas com IoT

2025-07-14T14:55:23-03:00

A qualidade de vida de pessoas cadeirantes pode ser significativamente impactada por fatores como a falta de acessibilidade, independência e práticas regulares de atividade física. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um sistema baseado em Internet das Coisas (IoT) capaz de quantificar o desempenho físico de cadeirantes por meio de um dinamômetro inercial acoplado a sensores conectados a um microcontrolador ESP32. O sistema utiliza medições de aceleração e torque para calcular a potência gerada durante os exercícios e compartilha os dados automaticamente com o Google Planilhas, facilitando o acesso remoto por profissionais da saúde. A metodologia adotada foi baseada em modelos previamente validados na literatura, com adaptações para ampliar sua portabilidade e aplicabilidade em ambientes domiciliares. Os resultados mostram a viabilidade do sistema tanto para monitoramento quanto para uso como ferramenta de treinamento. A partir dos ensaios realizados verificou-se que é possível construir um produto para atender cadeirantes em academias para treinamento físico, escolas para prática de educação física, em hospitais e clínicas para avaliação cardiorespiratória e também para treino de alto rendimento de atletas, o que promove maior autonomia e qualidade de vida para os usuários.

Controle de estabilizaçao do pˆendulo invertido em um carro de autoequil´ıbrio

2025-08-01T15:45:00-03:00

O pêndulo invertido representa um dos sistemas mais desafiadores da teoria de controle, servindo como um modelo-chave para aplicações reais que exigem equilíbrio dinâmico, como robôs bípedes, veículos autônomos e sistemas aeroespaciais. Sua natureza altamente não linear, instável e subatuada impõe desafios significativos, exigindo estratégias de controle avançadas. Este trabalho adota o sistema de pêndulo invertido sobre um carrinho de autoequilíbrio como objeto de estudo, realizando uma análise dinâmica baseada na mecânica lagrangiana para a obtenção das equações de movimento, posteriormente reescritas na forma de espaço de estados. Para a fase de estabilização, empregou-se o Regulador Linear Quadrático (LQR), que oferece vantagens como feedback de estado completo, esforço de controle mínimo, tempo de assentamento rápido e resposta suave do sistema, obtidas através da minimização de uma função de custo atribuída a cada variável de estado e de controle. Por meio deste estudo, propõe-se uma metodologia eficaz para modelagem, linearização e controle de sistemas dinâmicos não lineares, aplicado a um pêndulo invertido montado em um carro de autoequilíbrio, visando aplicações em sistemas autônomos, robótica, engenharia elétrica, engenharia mecânica e engenharia aeroespacial.

Protótipo de dinamômetro para avaliação da força muscular em cadeirantes. Primeira parte: revisão da literatura e simulação do modelo dinâmico

2025-08-01T15:41:29-03:00

Este artigo apresenta uma detalhada revisão bibliográfica sobre os principais aspéctos de um modelo experimental de dinamômetro de baixo custo destinado à avaliação da força muscular de usuários de cadeira de rodas. Nesse contexto, a análise da literatura abrange o ciclo de propulsão da cadeira de rodas manual, tipicamente segmentado em fases de contato e recuperação, com estudos biomecânicos investigando as forças aplicadas, os movimentos articulares e a eficiência propulsiva em variadas técnicas e condições. Adicionalmente, a revisão explora o movimento de cadeirantes em ambientes reais, enfatizando a diversidade dos terrenos e as demandas de força muscular em atividades cotidianas, o que sublinha a importância de um dinamômetro que reflita o uso prático da cadeira de rodas. Por fim, discute-se a aplicação do MATLAB/Simulink na simulação de modelos de dinamômetros e sistemas biomecânicos, evidenciando seu potencial para modelar, analisar e otimizar o design do dinamômetro proposto antes de sua implementação física. Em síntese, esta revisão estabelece o fundamento teórico para o desenvolvimento de um dinamômetro acessível, integrando o conhecimento sobre a propulsão, os movimentos reais e as ferramentas de simulação computacional, visando uma avaliação mais pertinente da força muscular de cadeirantes e, consequentemente, contribuindo para sua avaliação física, reabilitação e qualidade de vida.

Aquecimento solar de água em Cachoeira do Sul: uma avaliação de viabilidade e impacto

2025-07-25T22:51:16-03:00

Este projeto tem como objetivo avaliar a viabilidade da implementação de sistemas de aquecimento solar de água para residências em Cachoeira do Sul. Além disso, analisará como essa tecnologia influencia o conforto e o bem-estar dos moradores e sua contribuição para a sustentabilidade ambiental por meio do uso de energia renovável. O estudo detalhará o funcionamento da tecnologia e explorará suas aplicações práticas, destacando os aspectos essenciais. Em última análise, o objetivo é determinar se esse tipo de projeto é viável, eficiente e atende às necessidades dos proprietários em termos de usabilidade e custo-benefício, ao mesmo tempo que promove a sustentabilidade ambiental. Em essência, este projeto avaliará a viabilidade, analisará o impacto no bem-estar residencial e investigará os benefícios sustentáveis da implementação de sistemas de aquecimento solar de água em residências de Cachoeira do Sul.

O polímero condutor fotoresistivo: uma inovação em materiais condutores

2025-07-20T22:09:24-03:00

O desenvolvimento de polímeros funcionais representa uma área altamente promissora, embora ainda pouco explorada. A capacidade de polímeros simples desempenharem funções além de suas características tradicionais abre novas fronteiras na ciência dos materiais. Este estudo apresenta uma abordagem alternativa para a produção de polímeros condutores com propriedades relacionadas à energia, a partir da combinação de materiais acessíveis e ambientalmente seguros. A inovação está no uso de nanopartículas de ferro misturadas a uma matriz polimérica à base de PVA (cola branca), resultando em um composto flexível, semelhante à borracha natural, e com propriedades semicondutoras. Nesta pesquisa, foi realizada a análise do comportamento da resistência elétrica do material frente à incidência de luz infravermelha, revelando um efeito fotoresistivo semelhante ao de dispositivos LDR, com redução da resistência conforme o comprimento de onda da luz aplicada. Tais características tornam o material promissor para aplicações em sensores, dispositivos de armazenamento de energia e componentes eletrônicos flexíveis, com potencial de replicação em escala industrial e baixo custo de produção.

Projeto de Controle de um Monocóptero Utilizando Arduino Nano

2025-07-01T17:04:24-03:00

Este artigo apresenta o desenvolvimento e a aplicação de uma metodologia de controle eletromecânico utilizando um modelo de ordem reduzida, implementada em um sistema físico real. A planta escolhida para validação foi um monocóptero, controlado por meio de um microcontrolador Arduino Nano executando um controlador PID digital. A metodologia emprega um modelo matemático simplificado da planta, que se mostrou suficiente para projetar e sintonizar um controlador eficaz, mesmo diante de dinâmicas não lineares e da instabilidade inerente ao sistema. Essa abordagem facilitou simulações prévias e ajustes do controlador, otimizando o processo de implementação. O desenvolvimento incluiu uma análise dos sensores e atuadores, e o uso de filtros digitais, como o filtro de média móvel, para mitigar ruídos nos sinais de medição. O sistema demonstrou estabilidade e capacidade de rejeição a distúrbios, validando a eficácia da abordagem proposta. O projeto reforça a viabilidade da aplicação de técnicas clássicas de controle por realimentação em sistemas mecatrônicos, oferecendo uma solução de baixo custo e academicamente acessível com potenciais aplicações em controle autônomo e robótica.

Mini bancada de baixo custo com motores CC e encoder para pr´atica de controle realimentado

2025-07-16T20:38:15-03:00

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e aplicação de uma mini bancada didática de baixo custo, baseado em motores de corrente contínua (DC) com encoders, para o ensino prático de sistemas de controle em engenharia. A proposta visa superar as limitações de recursos em instituições educacionais ao proporcionar uma plataforma acessível, portátil e eficiente para a experimentação de conceitos fundamentais como análise de circuitos, eletrônica, modelagem matemática, instrumentação e controle em malha fechada. A modelagem matemática do motor DC é detalhada, incluindo a derivação das funções de transferência, e o projeto de um controlador digital em tempo discreto é apresentado para o controle da velocidade angular do motor, utilizando ferramentas como MATLAB e Simulink para validação. Os resultados mostram a viabilidade técnica e pedagógica da mini bancada, que permite aos estudantes uma experiência integrada e aplicada, preparando-os para os desafios da engenharia moderna.

Inovação na construção: argamassas com atraso no tempo de pega

2025-07-14T09:11:03-03:00

A argamassa, material essencial em obras de alvenaria e revestimento, possui trabalhabilidade definida pelos tempos de início e fim de pega, que condicionam a coesão interna e a janela de aplicação. Fatores como relação água/cimento, temperatura de cura e aditivos influenciam diretamente esses parâmetros, sendo os retardadores tradicionais eficientes em ambientes de clima tropical. Estudos mostram que a adição de nanopartículas de ferro pode prolongar os intervalos de pega, ajustando a cinética de hidratação e mantendo as características estruturais da matriz cimentícia. Esta pesquisa investiga sistematicamente a incorporação de Fe-NPs em argamassas, empregando ensaios normalizados para quantificar a variação nos tempos de pega e correlacionar a presença do nanomaterial às fases de endurecimento e à estabilidade do compósito. Os resultados indicaram que a incorporação de nanopartículas de ferro amplia a janela de trabalhabilidade em relação ao traço convencional isento de aditivos, ressaltando o potencial dessas partículas como agentes retardadores de pega em condições climáticas tropicais.

Editorial III Feira de Ciências, Tecnologia e Inovação UFSM-CS

2025-09-02T11:01:11-03:00

Editorial da 3ª Feira de Ciências, Tecnologia e Inovação da UFSM-CS.