Resumo em Português:

RESUMO Este estudo aborda os requisitos agronômicos para uma alta taxa de colheita e uma baixa taxa de quebra na colheita mecânica de folhas de tabaco, utilizando abordagens biomiméticas. Analisou-se os padrões cinemáticos e as características de aplicação de força dos dedos humanos durante a colheita manual. Com base nessa análise, foi proposto um novo mecanismo de colheita mecânica, que apresenta um sistema de roda de corrente com dedos de colheita flexíveis, replicando a ação manual e permitindo uma colheita eficiente e com baixo dano às folhas. Utilizando a teoria da conexão caule-folha em plantas de tabaco e um modelo de força de contato entre os dedos de colheita e a nervura principal da folha, foram realizados experimentos de simulação para verificar a viabilidade do mecanismo e analisar a influência dos parâmetros operacionais na taxa de colheita e na taxa de quebra. Identificaram-se parâmetros ótimos, com velocidade de alimentação entre 0,5 e 0,7 m s-1 e ângulo de instalação entre 30 e 40º. Os testes de campo, realizados com esses parâmetros otimizados, resultaram em uma taxa de colheita de 96,72% e uma taxa de quebra de 13,63%. Esses resultados aumentam significativamente a taxa de colheita e reduzem a taxa de quebra, atendendo aos requisitos agronômicos para a colheita mecânica de folhas de tabaco, e fornecem uma base fundamental para os componentes de da maquinaria de colheita de tabaco.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Addressing the agronomic requirements of a high harvesting rate and a low breakage rate in mechanical tobacco-leaf harvesting, this study, rooted in biomimetic approaches, analyzed the kinematic patterns and force application characteristics of human fingers during the manual harvesting process. Based on this analysis, a novel mechanical harvesting mechanism was proposed, featuring a chain-wheel system equipped with flexible harvesting fingers. The mechanism fundamentally replicates the manual harvesting action, thereby achieving efficient and low-damage mechanical harvesting of tobacco leaves. Then, based on the theory of stem-leaf connection in tobacco plants and the contact force model between the harvesting fingers and the main vein of the tobacco leaf, a series of simulation experiments were designed to ascertain the viability of the proposed harvesting mechanism and to analyze the influence of operational parameters on the harvesting rate and breakage rate of tobacco leaves. The optimal operational parameters were identified, with the feeding speed ranging from 0.5 to 0.7 m s-1 and the installation angle between 30° and 40°. Finally, the field trials, conducted in accordance with these optimized parameters, yielded a tobacco leaf harvesting rate of 96.72% and a breakage rate of 13.63%. These outcomes not only significantly enhance the harvesting rate but also substantially reduce the breakage rate of tobacco leaves, thereby fulfilling the agronomic requirements for mechanical tobacco-leaf harvesting. This study has thus provided a fundamental basis for the key harvesting components of tobacco-leaf harvesting machinery.

Resumo em Português:

RESUMO O segmento de biofertilizantes estabilizado em biodigestores anaeróbios oferece uma solução promissora para reduzir a dependência de produtos importados. Um dos principais desafios para o desenvolvimento desse setor é a logística, o custo e a viabilidade do tratamento, transporte e distribuição desses fertilizantes orgânicos. Para contribuir com a redução dessas dificuldades, esta pesquisa propôs um estudo termoeconômico abrangente de quatro cenários aplicados em uma usina de microgeração rural, localizada em Toledo, Paraná, Brasil. Portanto, ao considerar esses cenários, o objetivo foi obter o custo dos principais produtos. Isso incluiu identificar se o sistema atingiu a autossuficiência energética e se essa implementação foi economicamente viável, contribuindo para a amortização dos custos associados à instalação e operação desta tecnologia, ao passo que agrega maior valor aos seus subprodutos. Na análise termodinâmica, foi avaliado o potencial de geração de eletricidade a partir de resíduos suínos. A análise econômica foi determinada utilizando o valor presente líquido, a taxa interna de retorno, o período de retorno, bem como o custo nivelado de energia e biofertilizante. O consumo de energia necessário para fertirrigar 1 m3 de esterco suíno, quando comparado ao potencial de geração de eletricidade deste esterco, poderá permitir que o sistema alcance autossuficiência energética. Os indicadores econômicos dos cenários considerados revelaram que são economicamente viáveis devido à venda de toda a energia elétrica, serviços de transporte e vendas de biofertilizantes.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The biofertilizer segment stabilized in anaerobic digesters offers a promising solution for reducing reliance on imported products. However, the development of this sector is largely constrained by logistical challenges, as well as the cost and feasibility of processing, transporting, and distributing organic fertilizers. To address these issues, this research presents a comprehensive thermoeconomic study of four scenarios applied in a rural microgeneration power plant in Toledo, Paraná state, Brazil. The main objectives were to determine the cost of the primary products, evaluate the system’s potential for energy self-sufficiency, and assess its economic viability. These findings would help amortize the costs associated with installing and operating the technology while adding greater value to its by-products. In the thermodynamic analysis, the potential for electricity generation from swine residues was evaluated. The economic analysis used the net present value, internal rate of return, payback period, and levelized costs of both energy and biofertilizer. By comparing the energy consumption required to fertigate 1 m³ of swine manure with its electricity generation potential, the system could achieve energy self-sufficiency. Moreover, the economic indicators of the scenarios demonstrate their viability, driven by the sale of electricity, transportation services, and biofertilizers.

Resumo em Português:

RESUMO Mudas micropropagadas de bananeira necessitam da aclimatização para redução dos estresses ocasionados pela mudança de ambiente in vitro para ex vitro. O objetivo desse estudo foi avaliar a influência do estresse térmico na aclimatização de mudas micropropagadas de bananeira cultivar Prata Catarina, suplementadas com rizobactéria promotora de crescimento. Foram realizadas quatro aplicações da cepa LPPC159, pertencente ao gênero Bacillus, a cada 15 dias. As mudas inoculadas não apresentaram diferenças nas variáveis biométricas comparando-se as mudas adubadas. As mudas aclimatizadas por sete dias em condições controladas, sete dias em túnel e 46 dias em telado apresentaram maior diâmetro do pseudocaule, massas frescas e secas, e, maiores acúmulos de N, P, K, Ca, Mg, S, Na, B e Cu. Não foram observadas diferenças significativas entre mudas inoculadas e não inoculadas. Apenas para os acúmulos de N e Cu, as inoculações tiveram efeitos positivos e negativos, respectivamente. Os menores índices térmicos foram observados para as mudas dos tratamentos T5 (7 dias em ambiente controlado + 7 dias em túnel de sombrite + 46 dias em casa de vegetação) e T1 (14 dias em túnel de sombrite + 46 dias em casa de vegetação) proporcionando melhor conforto térmico para as mudas desses tratamentos. O uso de sombreamento na fase de aclimatização aliado ao uso de bactérias promotoras de crescimento proporcionou ganhos no diâmetro do pseudocaule, massa fresca, massa seca e acúmulo de nutrientes nas mudas. Estas condições também possibilitaram reduções no estresse térmico na fase da aclimatização das mudas micropropagadas de bananeira cultivar Prata Catarina.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Micropropagated banana plantlets need acclimatization to reduce the stresses caused by the change from in vitro to ex vitro environment. The objective of this study was to evaluate the influence of thermal stress on the acclimatization of micropropagated plantlets of banana cultivar ‘Prata Catarina’, supplemented with plant growth-promoting rhizobacteria. Four applications of the LPPC159 strain, belonging to the genus Bacillus were performed every 15 days. Inoculated plantlets did not show differences in the biometric variables compared to fertilized plantlets. Plantlets acclimatized for seven days under controlled conditions, seven days in tunnel and 46 days in greenhouse showed greater pseudostem diameter, fresh and dry mass, and higher accumulations of N, P, K, Ca, Mg, S, Na, B, and Cu. No significant differences were observed between inoculated and non-inoculated plantlets. Inoculations had positive and negative effects only on the accumulations of N and Cu, respectively. The lowest thermal indices were observed for plantlets of T5 (7 days in a controlled environment + 7 days in a tunnel + 46 days in a greenhouse) and T1 (14 days in a shade tunnel + 46 days in a greenhouse), promoting better thermal comfort for plantlets of these treatments. Using shade in the acclimatization phase combined with plant growth-promoting rhizobacteria promoted gains in pseudostem diameter, fresh mass, dry mass, and nutrient accumulation in the plantlets. These conditions also allowed reductions in thermal stress in the acclimatization phase of micropropagated plantlets of banana cultivar ‘Prata Catarina’.

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RESUMO A falta de pesquisa sobre parâmetros-chave das máquinas de descascamento de pimenta-do-reino é a principal razão para a baixa eficiência de descascamento e alta taxa de danos desses equipamentos. Para resolver esses problemas, adotou-se o método de planejamento experimental de superfície de resposta Box-Behnken, selecionando como fatores de influência a velocidade do tambor de empuxo isométrico, a velocidade do tambor de impacto dentado e o tempo de operação, tomando como índices de avaliação a taxa de descascamento e a taxa de danos. Os dados experimentais foram coletados e modelos de regressão matemática entre os fatores e os índices de avaliação foram estabelecidos. A análise do impacto dos fatores nos índices revelou que a ordem de influência na taxa de descascamento e danos foi: velocidade do tambor de impacto dentado > tempo de operação > velocidade do tambor de empuxo isométrico. Em seguida, construíram-se modelos multiobjetivo para as taxas de descascamento e danos, otimizando seus parâmetros mediante um algoritmo melhorado de otimização multiobjetivo de gaivotas. As combinações ideais de parâmetros para maximizar a taxa de descascamento foram determinadas como 800 r min-1 para o guincho de golpear os dentes, 204 r min-1 para o guincho de empurrar isométrico e 4,9 min para o tempo de operação, e a taxa de descascamento foi de 94,27% e a taxa de danos foi de 6,03% nessas condições. A validação prática com 10 lotes de operações demonstrou que a combinação otimizada proporcionou efeito superior e atendeu aos requisitos de qualidade para descascamento de pimenta-do-reino.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Lack of research on the key parameters of pepper peeling machines is the main reason for the low peeling efficiency and high damage rate of peppercorn peeling machines. Accordingly, to address the existing problems, the Box-Behnken response surface experimental design method was adopted to select the isometric push winch speed, tooth-type striking winch speed, and operation time as the influencing factors, and the peeling rate and damage rate were used as the evaluation indices to conduct the experiments. The experimental data were then collected, and mathematical regression models of the influencing factors and evaluation indicators were established. An analysis of the impact of the influencing factors on the evaluation indices revealed that the factors affecting the peeling rate and damage rate were in the following order: toothed strike winch speed > operating time > isometric push winch speed. Then, multiobjective models of the peeling rate and damage rate were constructed, and the parameters of the multiobjective model were optimized via the improved multiobjective seagull optimization algorithm. The optimal parameter combinations for maximizing the peeling rate were determined to be 800 r min-1 for the tooth striking winch, 204 r min-1 for the isometric pushing winch, and 4.9 min for the operation time; under these optimal solution conditions, the peeling rate was 94.27% and the damage rate was 6.03%. The parameters were validated by practical tests with 10 batches of peppercorn peeling operations. The results showed that under the optimized parameter combination, the processing effect was superior, and the quality requirement of peppercorn peeling was achieved.

Resumo em Português:

RESUMO A maior parte da cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) no Brasil é produzida em cultivos de sequeiro, mas vários métodos e manejos da irrigação coexistem nas Usinas, configurando diferentes ambientes de produção. O objetivo do trabalho foi avaliar a relação entre a precipitação e o rendimento da cana-de-açúcar, quando cultivado em ambientes com elevado gradiente de suprimento hídrico. Foi utilizada uma base de dados com informações de produtividade física e tecnológica, em uma série histórica de 21 ciclos de cultivo. Os ambientes foram categorizados como: 1) encosta sem irrigação; 2) tabuleiro sem irrigação; 3) tabuleiro com “irrigação de salvamento”; 4) tabuleiro irrigado por sistema lateral móvel; 5) várzea e 6) tabuleiro irrigado por sistema de gotejamento subterrâneo. A precipitação total do ciclo de cultivo da cana-de-açúcar não foi um bom indicador de produtividade. Para os ambientes de sequeiro, a chuva de verão resultou em correlações positivas mais elevadas com a produtividade e um aumento médio de 53,2 kg ha-1 mm-1, valor semelhante ao dos ambientes com irrigação de salvamento e sistema de lateral móvel, com 54 e 57 kg ha-1 mm-1, respectivamente. Nos ambientes com irrigação plena, o incremento de produtividade médio foi de 17,6 kg ha-1 mm-1. Nos ambientes de sequeiro e com irrigação de salvamento destacaram-se as variedades RB92579 e CO997 com os maiores (91,3 kg ha-1 mm-1) e menores (43,6 kg ha-1 mm-1) incrementos médios, respectivamente. Nos ambientes de cultivo de sequeiro, as perdas de rendimento nos verões mais secos alcançam 21% em relação às safras com verões mais úmidos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Most sugarcane (Saccharum officinarum L.) in Brazil is produced through rainfed cropping, but several methods and management irrigation approaches coexist in some mills, creating different cropping environments. This work aimed to analyze the relationship between rainfall and sugarcane yield when cultivated in cropping environments with a high gradient in terms of water supply. A dataset of physical yield and agro-industrial characteristics was analyzed from a time series of 21 crop cycles. The cropping environments were categorized according to relief conditions in the landscape and the level of water supply for sugarcane cultivation: 1) hillside without irrigation; 2) rainfed tableland; 3) tableland with so-called “crop-saving irrigation”; 4) tableland irrigated by a linear moving irrigation system; 5) floodplain; and 6) tableland irrigated by a subsurface drip system. The total precipitation of the sugarcane cropping cycle was not a good yield predictor. For rainfed environments, summer rainfall resulted in the most positive correlations with sugarcane yield and an average increase of 53.2 kg ha-1 mm-1, a value similar to that of the saving irrigated and linear moving irrigated environments, with 54 and 57 kg ha-1 mm-1, respectively. In cropping environments with high frequency irrigation, the average increment was 17.6 kg ha-1 mm-1. In the rainfed and saving irrigated environments, cultivars RB92579 and CO997 stood out with the highest (91.3 kg ha-1 mm-1) and lowest (43.6 kg ha-1 mm-1) average increases, respectively. For rainfed cropping environments and drier summers, sugarcane yield losses could reach 21% compared to crop seasons with wetter summers.

Resumo em Português:

RESUMO A correção da acidez do solo é uma prática fundamental para aumentar a disponibilidade de nutrientes e otimizar a produtividade de culturas. Assim, o objetivo foi avaliar os efeitos do calcário incorporado ao solo em comparação com sua aplicação na superfície do solo sobre o teor de nutrientes nas folhas de bananeira. O estudo foi conduzido em um pomar de banana no município de Cristino Castro, no Estado do Piauí, Brasil. Usando o método estatístico, a área experimental foi delimitada com 42 pontos georeferenciados que representaram as repetições dos dois tratamentos estudados. A área total foi dividida em duas subáreas cada uma com 21 pontos e representando um método de aplicação do calcário (incorporação de calcário no solo e aplicação de calcário na superfície do solo). Amostras de folhas foram coletadas em cada ponto para determinar os teores de fósforo, potássio, cálcio, magnésio, cobre, ferro, manganês e zinco. A variabilidade espacial foi avaliada por meio da estatística descritiva e geoestatística. Os resultados mostraram que a incorporação de calcário aumentou os teores de fósforo, cálcio, magnésio, cobre, manganês e zinco nas folhas, enquanto o teor de potássio foi maior na área com aplicação de calcário na superfície do solo. A análise de componentes principais evidenciou que a incorporação do calcário no solo proporcionou maior homogeneidade na distribuição de nutrientes e redução da variabilidade espacial nas folhas. A incorporação de calcário no solo, melhora a disponibilidade e a uniformidade dos nutrientes nas folhas de bananeira, beneficiando o estado nutricional da bananeira.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Correcting soil acidity is a key practice to enhance nutrient availability and improve crop yield. This study aimed to evaluate the effects of incorporating limestone into the soil compared to surface application on the nutrient content of banana leaves. The research was conducted in a banana orchard in the city of Cristino Castro, Piauí state, Brazil. The experimental area was divided using a statistical approach, with 42 georeferenced sampling points representing the replicates of two treatments. The area was split into two subareas, each one with 21 points, representing either limestone incorporation and surface application. Leaf samples were collected at each point to determine the concentrations of phosphorus, potassium, calcium, magnesium, copper, iron, manganese, and zinc. Spatial variability was assessed through descriptive statistics and geostatistical analysis. Limestone incorporation increased the levels of phosphorus, calcium, magnesium, copper, manganese, and zinc in banana leaves, while potassium content was higher in the area with surface-applied limestone. Principal component analysis indicated that incorporating limestone into the soil led to greater nutrient distribution uniformity and reduced spatial variability in the leaves. This method improves both the availability and uniformity of nutrients in banana leaves, enhancing the nutritional status of the plants.

Resumo em Português:

RESUMO A subsolagem é um método importante no cultivo conservacionista, no entanto, a subsolagem requer muita energia. Para identificar a distribuição de energia da fragmentação do solo induzida pela lavoura, a eficiência de fragmentação do preparo do solo foi proposta para representar a razão entre a energia consumida pela fragmentação do solo e a entrada de energia pela lavoura. Foi usada uma instalação de teste in situ multifuncional de fabricação própria. Para determinação da energia consumida pela fragmentação do solo, multiplicou-se a área total de fragmentação pela energia de contato superficial específica. A área total de fragmentação do solo no campo foi quantificada pela combinação de três técnicas complementares: o método da peneira para agregados pequenos (Ø<64 mm), o método da câmera para agregados grandes (Ø≥64 mm) e o método de vazamento de pó clone. A energia de contato superficial específica foi obtida por meio de um teste de queda de peso. Além disso, um cone-penetrômetro digital foi usado para obter o contorno da resistência à penetração do solo e um perfilômetro do tipo pino foi usado para calcular a área da seção transversal. Os resultados evidenciaram que a força de tração e a tração específica aumentaram proporcionalmente à profundidade de trabalho, atingindo valores máximos a 20 cm de profundidade. A energia de contato da superfície específica aumentou exponencialmente com a profundidade do solo. A área da seção transversal, a área total de fragmentação do solo e o eficiência de fragmentação do preparo do solo mostraram um “aumento primeiro e depois diminuição” com o aumento da profundidade do cultivo, e atingiram um máximo na profundidade do cultivo de 20 cm. A curva de resistência à penetração do solo antes do experimento mostrou que a camada compactada estava localizada a uma profundidade de cerca de 15 cm.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Subsoiling is an important method in conservation tillage, but it requires a lot of energy. In order to explore the energy distribution of tillage-induced soil fragmentation, soil tillage fragmentation efficiency was proposed to represent the ratio between energy consumed by soil fragmentation and energy input by tillage. A self-made multi-functional in situ test rig facility was used. The energy consumed by soil fragmentation was calculated by multiplying total area of soil fragmentation by specific surface contacting energy. The total area of soil fragmentation in the field was quantified by combining three complementary techniques, the sieve method for small aggregates (∅<64 mm), the camera method for large aggregates (∅≥64 mm), and the clone powder pouring method. The specific surface contacting energy was obtained by falling weight test. In addition, a digital cone-penetrometer was used to obtain contour of soil penetration resistance and a pin-type profilometer was used to calculate the cross-sectional area. The results showed that the draft force and specific draft increased with increasing tillage depth, reaching a maximum at a tillage depth of 20 cm. The specific surface contacting energy increased exponentially with soil depth. The cross-sectional area, total area of soil fragmentation and soil tillage fragmentation efficiency showed a trend of first increasing and then decreasing with an increase in the tillage depth, and reached a maximum at a tillage depth of 20 cm. The contour of soil penetration resistance before the experiment showed that the plow pan was located at a depth of about 15 cm.

Resumo em Português:

RESUMO Em relação ao problema da má qualidade do corte de raízes durante a colheita da acelga chinesa, este estudo teve como objetivo melhorar a qualidade de corte do dispositivo de corte de raízes da colheitadeira da acelga chinesa e fornecer uma referência para a simulação dinâmica do referido dispositivo. Neste estudo, foram medidos parâmetros-chave como diâmetro radicular (valor médio 24,05 mm) e força máxima de cisalhamento (valor médio 241,62 N) da principal variedade de acelga chinesa (cv. Yihe) na região de Shandong. Com base nisso, um dispositivo de corte de raiz de faca de disco duplo de eixo vertical foi projetado, usando faca de disco 65Mn (Φ300 mm), com uma velocidade máxima de 400 rpm. O modelo de corte radicular da faca de disco duplo-raiz da acelga chinesa foi estabelecido com base em Livermore Software Technology Corporation’s Dynamic Analyzer (ANSYS/LS-DYNA), e a simulação dinâmica do processo de corte radicular mostrou que a tensão de corte radicular primeiro aumentou e depois diminuiu. Experimentos de otimização da simulação foram conduzidos com a força máxima de corte como indicador experimental, e a combinação ótima de parâmetros para corte foi obtida como velocidade de caminhada de 0,3 m s-1, velocidade de corte de 300 rpm e diâmetro radicular de 20 mm. Com base nos resultados dos testes de simulação, foram realizados testes de desempenho em campo no dispositivo de corte radicular, com força máxima de corte média de 36,10 N e taxa de qualificação de corte radicular média de 93,90%, verificando-se a efetividade do dispositivo de corte radicular.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In view of the problem of the poor quality of root cutting during the harvesting of Chinese chard, the aim of this study was to improve the cutting quality of a device for harvesting Chinese chard, and to provide a reference for dynamic simulations of a Chinese chard root cutting device. In this study, key parameters such as the root diameter (mean value 24.05 mm) and maximum shear force (mean value 241.62 N) were measured for the predominant variety of Chinese chard (cv. Yihe) in the Shandong region. Based on these values, a root cutting device was designed with a vertical shaft double disc knife, using a 65 Mn disc knife (Φ300 mm) with a maximum speed of 400 rpm. A model of root cutting for Chinese chard with this double disc knife was established based on Livermore Software Technology Corporation’s Dynamic Analyzer (ANSYS/LS-DYNA), and a dynamic simulation of the root cutting process showed that the cutting stress first increased and then decreased. Simulation optimization experiments were then conducted with the maximum cutting force as the experimental indicator, and the optimal parameter combination for cutting was obtained as a traveling speed of 0.3 m s-1, a cutting speed of 300 rpm, and a root diameter of 20 mm. Performance experiments for the root cutting device were conducted in the field based on the results of simulation experiments, with an average maximum root cutting force of 36.10 N and an average root cutting accuracy rate of 93.90%, thus verifying the effectiveness of the proposed root cutting device.

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RESUMO A irrigação por gotejamento destaca-se por sua alta eficiência e baixo consumo de energia, mas seu desempenho depende fortemente da qualidade da água utilizada. A presença de sólidos em suspensão pode causar o entupimento dos emissores, tornando a filtragem um componente essencial para garantir a confiabilidade do sistema. Este estudo teve como objetivo avaliar a eficácia de filtros de disco e de tela, analisando a influência da velocidade de entrada na eficiência da filtração, a perda de carga com e sem o elemento filtrante e as vazões ideais de operação. Foram realizados quatro testes com diferentes faixas de tamanho de partículas (250-212 µm; 212-180 µm; 180-150 µm; 150-125 µm; 125-106 µm) e velocidades de entrada de 0,4; 0,6 e 0,9 m s⁻¹, correspondentes a vazões de 20, 30 e 40 m³ h⁻¹. Considerou-se aceitável uma eficiência de retenção de partículas superior a 85%. Os resultados indicaram que a velocidade de entrada recomendada para uma filtração eficiente é de até 0,6 m s⁻¹. O filtro de disco de 120 mesh apresentou uma faixa operacional mais ampla, tanto em termos de velocidade de entrada quanto na retenção de partículas, em comparação com o filtro de tela. Embora os filtros de disco tenham demonstrado melhor desempenho, geraram maiores perdas de carga. A operação ideal dos filtros de tela ocorreu entre 20 e 30 m³ h⁻¹, com perdas de carga de 34,3 a 35,3 kPa, enquanto os filtros de disco operaram melhor entre 20 e 25 m³ h⁻¹, com perdas de carga variando de 26,5 a 29,4 kPa.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Drip irrigation stands out for its high efficiency and low energy consumption, but its performance is highly dependent on water quality. Suspended solids can cause emitter clogging, making filtration a critical component for system reliability. This study evaluated disc and screen filters to determine filtration effectiveness, assess the influence of inlet velocity on efficiency, evaluate pressure drop with and without the filter element, and identify optimal operating flow rates. Four tests were performed with different particle size ranges (250-212 µm; 212-180 µm; 180-150 µm; 150-125 µm; 125-106 µm) and inlet velocities of 0.4, 0.6, and 0.9 m s⁻¹, corresponding to flow rates of 20, 30, and 40 m³ h⁻¹. An effective particle removal efficiency above 85% was considered acceptable. Results showed that a filter inlet velocity of up to 0.6 m s⁻¹ is recommended for efficient filtration. The 120-mesh disc filter demonstrated a wider operational range regarding both inlet velocity and particle retention than the screen filter. Although disc filters provided better filtration performance, they also generated higher pressure drops. Optimal operation for screen filters occurred between 20 and 30 m³ h⁻¹, with pressure drops from 34.3 to 35.3 kPa, whereas disc filters performed best between 20 and 25 m³ h⁻¹, with pressure drops of 26.5 to 29.4 kPa.

Resumo em Português:

RESUMO A escassez de água em regiões semiáridas se destaca como o principal fator ambiental limitante da produtividade do feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp). Diante disso, a aplicação foliar de rejeito de caulim surge como estratégia mitigadora do estresse hídrico, garantindo o crescimento e a produção de culturas agrícolas. Sendo assim, essa pesquisa tem como objetivo avaliar o efeito do resíduo de caulim aplicado via foliar como atenuador do estresse hídrico da cultivar de feijão-caupi BRS Tapaihum. O experimento foi conduzido em casa de vegetação na Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). Os tratamentos consistiram de quatro lâminas de irrigação (50, 75, 100 e 125% da evapotranspiração real - ETr) sem e com rejeito de caulim (50 g L-1), aplicado via foliar, distribuídos em delineamento inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 4 × 2, com oito repetições. A pulverização foliar de rejeito de caulim associado a lâmina de 75% da ETr, proporcionou o maior valor na altura das plantas de feijão-caupi e, quando associado à lâmina de 50% da ETr, promoveu os maiores valores dos teores de clorofila (a, b e total) e o teor relativo de água. O rejeito de caulim, quando associado à lâmina de irrigação requerida pela cultura (100% da ETr), apesar de proporcionar os maiores valores nas variáveis de comprimento de vagem e número de grãos por vagem, não resultou na maior produção total por planta, obtida no tratamento com a lâmina de 100% da ETr sem a aplicação foliar de rejeito de caulim.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Water scarcity in semi-arid regions stands out as the main environmental factor limiting cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp) yield. Therefore, foliar application of kaolin waste emerges as a strategy to mitigate water stress, ensuring the growth and production of agricultural crops. Therefore, this study aims to evaluate the effect of kaolin waste applied via foliar application as a water stress attenuator on the cowpea cultivar ‘BRS Tapaihum’. The experiment was conducted in a greenhouse at the Federal University of Campina Grande (UFCG). Treatments consisted of four irrigation depths (50, 75, 100, and 125% of real evapotranspiration - ETr), without and with kaolin waste (50 g L-1), applied via foliar application, distributed in a completely randomized design, in a 4 × 2 factorial arrangement, with eight repetitions. Foliar spraying of kaolin waste associated with a level of 75% ETr promoted the highest value of plant height and, when associated with a level of 50% ETr, promoted the highest values ​​of chlorophyll contents (a, b and total) and relative water content. Kaolin waste, when associated with the irrigation depth required by the crop (100% ETr), despite promoting the highest values of pod length and number of grains per pod, did not result in the highest total production per plant, obtained in the treatment with 100% ETr depth without foliar application of kaolin waste.