As condições climáticas de uma região são um dos fatores de maior influência para o sucesso da atividade agrícola. Os objetivos deste estudo foram identificar o efeito das mudanças climáticas no padrão de precipitação, evapotranspiração, nos componentes do Balanço Hidrico Climatológico (BHC), necessidade hídrica e no manejo e irrigação das principais culturas de quatro polos de irrigação do Brasil. Foi utilizado a média das variáveis climáticas de dois modelos climáticos regionais (RCM), Eta-HadGEM2-ES e Eta-MIROC5, considerando dois cenários de mudanças climáticas, intermediário (RCP 4.5) e pessimista (RCP 8.5) para determinar a tendência da precipitação e evapotranspiração de referência (ETo), BHC anual e sequencial, manejo de irrigação e necessidade hídrica das culturas. Nos três polos que estão dentro do bioma do cerrado, Vale do Araguaia (AA), Oeste da Bahia (OB) e Planalto Central (PC), foi observado um aumento de ETo nos dados históricos e nos dados futuros, para ambos os cenários. Para a precipitação, os testes estatísticos identificaram uma tendencia de redução da variável no tempo, porém essa redução não foi significativa, tanto nos dados observados quanto nos dados futuros, com exceção do cenário mais pessimista para o polo OB. Nesses polos, o déficit hídrico (DEF) será predominante em todos os meses do ano, para ambos os cenários climáticos. No BHC sequencial, para os dados históricos, apenas os polos OB e PC mostraram tendências de aumento de DEF. Para os dados futuros simulados, é observado predominância e tendência de crescimento do DEF até 2098. Em ambas as situações, o cenário pessimista apresentou aumentos mais críticos. Para o polo de Santa Maria (SM), no bioma dos pampas, para os dados históricos é indicado uma tendencia de aumento da precipitação e redução da ETo nos dados históricos, mesmo que não significativos. Para os dados futuros, é observado uma tendência de aumento significativo de ambas as variáveis para os dois cenários, com exceção da ETo no cenário intermediário, em que o aumento não é significativo. A projeção para os períodos futuros (2021 a 2098) sugere que haverá um aumento na demanda de água para irrigação, especialmente no cenário mais pessimistas e nas culturas que normalmente são cultivadas nos períodos de chuva (outubro a março). Neste polo, o período de excedente hídrico (EXC) se iniciará de 2 a 3 meses após o que foi observado no período histórico, alterando os meses úmidos e secos na região. Não foi identificado tendencias no DEF e EXC para o período histórico e futuro no BHC sequencial. As culturas de verão serão as mais afetadas pelas mudanças climáticas. A redução da precipitação e aumento da evapotranspiração nesses meses aumentaram a lâmina irrigada. Os demais cultivos, sofrerão alterações pequenas em relação ao período histórico. Palavras-chave: Modelos climáticos; Polos de irrigação; Manejo de Irrigação; Déficit hídrico; Excedente hídrico. | The climatic conditions of a region is one of the most influential factors for the success of agricultural activity. The aim of this study were to identify the effect of climate change on precipitation pattern, evapotranspiration, CWB components, water requirement and on the management and irrigation of the main crops of four irrigation poles in Brazil. The mean of the climatic variables of two regional climate models (RCM), Eta-HadGEM2-ES and Eta-MIROC5, was used, considering two climate change scenarios, intermediate (RCP 4.5) and pessimistic (RCP 8.5) to determine the trend of precipitation and reference evapotranspiration (ETo), annual and sequential CWB, irrigation management and water requirement of crops. In the three poles that are within the Cerrado biome, Vale do Araguaia (AA), Oeste da Bahia (OB) and Planalto Central (PC), an increase in ETo was observed in historical data and in future data, for both scenarios. For precipitation, the statistical tests identified a trend of reduction of the variable over time, but this reduction was not significant, both in the observed data and in the future data, with the exception of the most pessimistic scenario for the OB pole. In these poles, the water deficit (DEF) will be predominant in all months of the year, for both climate scenarios. In the sequential CWB, for the historical data, only the OB and PC poles showed trends of increase in DEF. For the simulated future data, a predominance and growth trend of the DEF until 2098 is observed. In both situations, the pessimistic scenario showed more critical increases. For the Santa Maria (SM) pole, in the pampas biome, for historical data, a trend of increased precipitation and reduction of ETo in historical data is indicated, even if not significant. For future data, a significant upward trend is observed in both variables for both scenarios, except for ETo in the intermediate scenario, in which the increase is not significant. The projection for future periods (2021 to 2098) for suggests that there will be an increase in the demand water for irrigation, especially in the most pessimistic scenarios and in crops that are normally grown in the rainy periods (October to March). In this pole, the period of water surplus (EXC) will begin 2 to 3 months after what was observed in the historical period, changing the wet and dry months in the region. No trends were identified in the DEF and EXC for the historical and future period in the sequential CWB. Summer crops will be the most affected by climate change. The reduction in precipitation and increase in evapotranspiration in these months increased the irrigated depth. The other crops will undergo small changes in relation to the historical period. Keywords: Climate models; Irrigation poles; Irrigation Management; Water deficit; Water surplus. | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)

Drinking water storage tanks allow to store water in the supply systems and help managing water demand variations. However, the tanks’ configuration and operation modes can also affect the quality of the supplied water. This paper presents a characterization of water storage tanks in Portugal, focusing on the physical and operational characteristics that affect their performance regarding mixing and water renewal. For the first time, water mixing in Portuguese storage tanks was assessed by determining the volume of renewal fractions needed to ensure the mixing of water entering each filling cycle with the existing one. The results show that mixing is guaranteed in about 74% of the circular cells and that the level variation required for this in a filling cycle is, on average, of 51%. | Os reservatórios de água para consumo humano permitem garantir reservas de água nos sistemas de abastecimento e gerir variações do consumo. Contudo, a sua configuração e os modos de operação podem ter implicações na qualidade da água distribuída. Este trabalho apresenta uma caracterização dos reservatórios de água em Portugal, incidindo nas características físicas e operacionais que condicionam o seu desempenho do ponto de vista da mistura e renovação da água. Foi pela primeira vez avaliada a mistura da água nos reservatórios portugueses, pela determinação das frações de volumes de renovação necessárias para garantir a mistura da água que entra em cada ciclo de enchimento com a já existente. Os resultados mostram que a mistura é garantida em cerca de 74% das células circulares e que a variação de nível necessária para tal num ciclo de enchimento é, em média, de 51%.

La adopción de un enfoque de economía circular para la gestión de aguas superficiales y/o subterráneas permite a los sectores y agentes mundiales encargados del agua lograr suministros seguros, sostenibles y de calidad para el futuro. La economía circular ha surgido como una herramienta y un marco que alinea los resultados económicos y ambientales. Dado esto, el presente estudio busca comprender la reutilización del agua bajo el prisma de la economía circular e investiga las oportunidades y los riesgos en el desempeño durante esa transición. Es un análisis cuyo método utilizado en la fase de investigación es el inductivo; en la fase de procesamiento de datos, el cartesiano, y en el informe, se emplea el método deductivo-inductivo. El argumento económico para adoptar enfoques circulares en la gestión de aguas subterráneas queda demostrado por el beneficio potencial de sus principios rectores, que retienen más valor en productos, componentes y materiales, manteniéndolos en uso por más tiempo y proyectando el tratamiento de los desechos desde el principio. La economía circular acontece, por tanto, como herramienta para alcanzar la sostenibilidad. | Adopting a circular economy approach to surface and/or groundwater management enables the global water sector to achieve safe, sustainable and quality water supplies for the future. Circular economics has emerged as a tool and framework that aligns economic and environmental outcomes. Given this, the present study seeks to understand the form of water reuse from a circular economy perspective and investigates opportunities and risks for water reuse with the transition to this economy. It is a research whose method used in the investigation phase is the inductive; in the data processing phase, the Cartesian, and in the report, that is, the deductive-inductive method is employed. The economic argument for circular groundwater approaches has been demonstrated by the potential benefit of its governing principles, which retain more value in products, components and materials, keeping them in use longer and planning waste from the start. Circular economy emerges, therefore, as a tool to reach sustainability.

The goal of this research was to determine relationships between nitrogen (N) and water availabilities and growth of lettuce plants. In the first chapter, experiments were conducted in autumn-winter and spring-summer 2013 to determine growth, development and N accumulation in plants of cv. Stella and Veneranda grown under N concentrations of 5.72; 7.72; 9.72; 11.72 and 13.72 mmol L-1. Results showed that the current practice of using high nitrogen fertilization rates to maximize growth of lettuce plants has to be adapted to cultivars and growing periods. The second chapter was composed by two experiments inside a polyethylene greenhouse in 2013 and a third calibration experiment in the field conducted in 2014. In the greenhouse, cv. Stella and Veneranda plants were supplied with nutrient solutions at N concentrations of 5.72; 7.72; 9.72; 11.72 and 13.72 mmol L-1 in two growing periods. Relationships between the nitrogen accumulation and vegetative growth of plants were fitted, in order to adjust nitrogen fertilization to demand by plants. The field calibration experiment used the Stella cultivar and N fertilization estimated by those relationships. A nitrogen fertilization schedule was outlined based on the number of leaves for two growing periods. It was concluded that relationships among growth, development and nitrogen accumulation can be used for splitting nitrogen fertilization during growth of lettuce crops. In the third chapter, experiments were conducted from January 13 to February 4 in summer and from April 24 to June 5, 2015, in autumn, to search for relationships among substrate volume, N concentration and fertigation method on growth of lettuce plants. Treatments were two pot sizes, 1.7 (big) and 0.41 dm3 (small), two methods of fertigation, drip and subirrigation, and two concentrations of N in the nutrient solution, 6.23 and 10.23 mmol L-1. The water distribution in the top, middle and bottom section of big pots differed in both fertigation methods. In summer higher growth of plants was recorded on drip fertigated plants. The N concentration affected root growth in small pots, being lower on plants supplied with the higher N concentration. Results showed that high N concentration in a small volume of rooting medium reduces shoot growth. Its was concluded that the management of nitrogen fertilization should take into account the extraction of the nutrient during the plant growth and development period, suitable volume of root medium and uniform distribution of water and nutrients. | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico | O objetivo deste trabalho foi determinar relações entre a disponibilidade de nitrogênio (N) e água no crescimento de plantas de alface. Foram realizados experimentos em três etapas entre os anos de 2013 e 2015. Na primeira etapa foram realizados experimentos em dois períodos de cultivo, respectivamente no outono-inverno e primavera de 2013, para determinar o crescimento, desenvolvimento e acumulação de N em plantas das cultivares Stella e Veneranda fertirrigadas com concentrações de N na solução nutritiva de 5,72; 7,72; 9,72; 11,72 e 13,72 mmol L-1. Os resultados mostraram que a prática corrente de utilizar altas taxas de fertilizantes nitrogenados para maximizar o crescimento de plantas de alface tem de ser adaptada para as cultivares e épocas de cultivo. A segunda etapa foi constituída por dois experimentos conduzidos no interior de um abrigo em 2013 e no campo em 2014. No abrigo foram comparadas cinco concentrações de N na solução nutritiva (5,72; 7,72; 9,72; 11,72 e 13,72 mmol L-1) e duas cultivares (Stella e Veneranda) em duas épocas de cultivo. No campo foi feito o experimento de calibração com a cultivar Stella e quantidades de N na adubação estimadas por relações entre o crescimento da parte aérea e a acumulação de nitrogênio dos experimentos no abrigo. Determinaram-se relações entre a acumulação de N e o crescimento vegetativo da planta, a fim de ajustar a oferta de nitrogênio pela adubação com a demanda da planta. Foi elaborada uma tabela de parcelamento da adubação nitrogenada com base no número de folhas em duas épocas do ano. Concluiu-se que as relações entre o crescimento, o desenvolvimento e a acumulação de N podem ser empregadas para realizar o manejo parcelado da adubação durante o período de crescimento da alface. Na terceira etapa foram conduzidos dois experimentos, entre 13 de janeiro a quatro de fevereiro, no verão, e de 24 de abril a cinco de junho de 2015, no outono. Determinou-se o efeito do volume de substrato, da concentração de N e do método de fertirrigação no crescimento da alface. Os tratamentos foram dois tamanhos de vasos: 1,7 e 0,41 dm3; dois métodos de fertirrigação: gotejamento e subirrigação; e duas concentrações de N na solução nutritiva: 6,23 e 10,23 mmol L-1. A distribuição de água nas secções superior, central e inferior dos vasos grandes diferiu em ambos os métodos de fertirrigação. No verão um maior crescimento das plantas foi observado nas plantas com gotejamento. A concentração de N afetou o crescimento das raízes nos vasos pequenos, sendo menor o crescimento na concentração maior de N. Os resultados evidenciaram que a alta concentração de N aliada a um volume pequeno de meio radicular reduz o crescimento da parte aérea da planta. Concluiu-se que o manejo da adubação nitrogenada deve levar em conta a extração do nutriente pela planta durante seu crescimento e desenvolvimento, volumes de meio radicular adequados ao crescimento das raízes com distribuição uniforme da água e do nutriente.

El proceso de karstificación sobre las rocas carbonatadas y sus morfologías resultantes son aspectos que suelen abordarse desde un enfoque generalmente descriptivo. Habitualmente se parte de unos fundamentos elementales del proceso químico, para pasar directamente a la descripción del modelado del paisaje kárstico. En el presente trabajo se proponen diversas actividades cuyo objetivo conjunto es lograr una visión integral y algo más tangible del proceso de karstificación. Con un enfoque transversal con otras disciplinas, como son la química o la biología, se han planteado diferentes actividades de clase, campo y/o laboratorio, basadas en las transformaciones químicas que experimenta el agua al estar en contacto con los materiales karstificables. Las actividades se plantean para que cada docente pueda adaptarlas a su entorno más próximo, de forma que el alumnado entienda que se trata de un proceso activo y cercano. | The karstification of carbonates and the resulting geomorphological landscapes are frequently studied from a general descriptive point of view. We tend to use basic chemical concepts and then proceed right away to describing the karstic landscapes. In the present paper, we propose different activities in order to achieve a whole, real vision of the karstification process, based on the geochemical interaction between water and soluble carbonates. The proposed field, lab and class tasks present a transversal approach with other subjects such as chemistry and biology. These activities can be carried out both individually and in groups, and the teacher can adapt them to their immediate environment, so that the students understand that karstification is an active process happening in their vicinity.

Yacon roots contain inulin, which has prebiotic properties and it may be used as sucrose or fat substitutes. However, inulin is very soluble in water. The loss of this important nutrient during blanching is caused mainly by diffusion or leaching, which might be diminished if blanching temperature - time conditions are correctly employed. The aim of this study was to determine the leaching of the sugars inulin, glucose and fructose, present in yacon roots, during hot water blanching under different time/temperature conditions. The samples were cleaned and peeled and cut into geometric forms of 1.75 ± 0.35 mm thick disks. A complete factorial experimental design was used, and the treatments of the samples were compared using the Tukey test. The results indicated that the time and temperature were significant in the dissolution of the sugars. The lowest inulin losses occurred at temperatures and times lower than 60 ºC and 3 minutes. For all temperatures, the lowest glucose and fructose losses were obtained at time lower than 3 and 5 minutes, respectively. | As raízes de yacon contém inulina, o qual possui propriedade prebiótica e pode ser usado como substituto de sacarose ou gordura. Entretanto, a inulina é solúvel em água. As perdas desse nutriente durante o branqueamento são causadas, principalmente, por difusão ou lixiviação, o qual pode ser diminuído se as condições de tempo e temperatura são corretamente empregadas. Objetivou-se neste trabalho, foi estudar a lixiviação, durante o branqueamento em água quente em diferentes condições de tempo e temperatura, dos açúcares inulina, glicose e frutose presentes na raiz do yacon. As amostras foram previamente limpas, descascadas e cortadas na forma geométrica de disco de 1,75 ± 0,35 milímetros de espessura. Os resultados indicaram que o tempo e a temperatura foram significativos na dissolução dos açúcares. As menores perdas de inulina ocorreram à temperaturas e tempos menores que 60 ºC e 3 minutos, respectivamente, enquanto que as menores perdas de glicose e frutose, para todas as temperaturas, foram obtidas para tempos menores que 3 e 5 minutos, respectivamente.

Este trabalho teve por objetivos estudar o processo de reaeração de água limpa em canal raso; avaliar os principais fatores intervenientes; e propor equações preditoras, que possibilitassem a estimativa do coeficiente de reaeração (K2), a partir das variáveis hidráulicas e de outras que representassem o processo de transferência de massa do oxigênio do ar para a água, no seu escoamento. Para a execução do experimento, foi necessária a construção de canal hidráulico, nas dimensões de comprimento, largura e altura de 5,00 m x 1,60 m x 0,80 m, e esteira transportadora, que foi posicionada no fundo do canal para movimentar a água em diferentes velocidades e promover turbulência. Para a condução dos testes de reaeração, inicialmente, o oxigênio dissolvido, presente na água da rede de abastecimento, foi removido por meio da adição de sulfito de sódio. A reintrodução do oxigênio na água ocorreu pelo fenômeno físico de transferência de massa, que foi favorecido pela movimentação da água em escoamento. Os testes foram conduzidos submetendo a esteira às velocidades de 0,54; 0,67; 0,74; 0,84; 0,94; 1,14; e 1,35 ms-1, com profundidade das lâminas d águas na faixa de 0,11 a 0,25 m. Essas condições proporcionaram à água, velocidade média na faixa de 0,05 ms-1 a 0,20 ms-1. Aos dados experimentais previamente tratados e transformados em déficit de oxigênio dissolvido ajustou-se o modelo cinético de decaimento de primeira ordem e determinou-se o parâmetro denominado coeficiente de reaeração (K2) da água para os 27 testes conduzidos. Com os dados hidráulicos do canal, calculou-se o valor de K2, utilizando-se várias equações preditoras teóricas, semiempíricas e empíricas disponíveis na literatura. A avaliação da adequabilidade das equações se deu por meio da análise do coeficiente de determinação (R²) e das estatísticas do erro-padrão de estimativa (SE), erro médio normalizado (NME) e erro médio multiplicativo (MME). Valores de K2 estimados utilizandoxv se as equações preditoras foram comparados com os calculados a partir de dados obtidos nos testes (medição da quantidade de oxigênio incorporado), tendo sido verificado que os melhores ajustamentos ocorreram nas equações semiempíricas propostas por Krenkel e Orlob (1962), Cadwallader e McDonnell (1969), Parkhurst e Pomeroy (1972), embora algumas equações empíricas também tenham fornecido bom ajuste. Foram testadas 20 combinações de variáveis para que se obtivesse uma equação preditiva geral, de bom ajuste aos dados experimentais. A equação que envolveu as variáveis fator de forma, declividade e número de Reynolds foi considerada a mais adequada porque além de ter apresentado coeficiente de determinação elevado e parâmetros significativos, as variáveis apresentaram semelhante grau de importância na análise de sensibilidade do modelo matemático. Foi analisado também um modelo co base na teoria da renovação superficial e no fenômeno da turbulência, que indicou que os grandes vórtices foram os agentes principais no transporte de oxigênio do ar para a água. Com isso, foi proposta outra equação, ajustada, utilizando-se dados deste trabalho e do de Moog e Jirka (1999), em que se obteve estimativa do fenômeno físico. | This work aimed to study the reaeration of clean water in shallow channel process, to evaluate the main factors intervening and to propose predictive equations, which could allow the estimation of the reaeration coefficient (K2) from hydraulic and other variables representing the process of mass transfer of oxygen from air to flowing water. To implement the experiment was necessary to build a water channel, with the length, width and height dimensions of 5.00 mx 1.60 mx 0.80 m, and a conveyor belt, which was positioned at the bottom of the channel, whose function was to move the water at different velocities and to promote turbulence. To conduct reaeration tests, initially, the oxygen dissolved, present in the water supply network, was removed by adding sodium sulfite. The reintroduction of oxygen in the water was due to physical phenomenon of mass transfer, which was favored by the water motion. The tests were conducted by subjecting the belt slide at the speeds of 0.54, 0.67, 0.74, 0.84, 0.94, 1.14 and 1.35 ms-1, with of water depths in range 0.11 to 0.25 m. These conditions provided the water an average speed in the range of 0.05 ms-1 to 0.20 ms-1. To the experimental data, previously treated and converted into a deficit of dissolved oxygen, were fitted to first-order kinetics model and determined the parameter named reaeration coefficient (K2) of water for all 27 tests conducted. With the hydraulic channel data, the value of K2 was estimated using various predictive theoretical, empirical and semiempirical equations available in the literature. The suitability of the equations have been evaluated by analyzing the coefficient of determination (R²) and error estimation such as standard error (SE), normal mean error (NME) and mean multiplicative error (MME). Estimated K2 values using predictive equations were compared to those calculated from data obtained in the tests (measurement of absorbed oxygen), having been found that the best adjustments occurred in semiempirical equations proposed by Krenkel and Orlob (1962), Cadwallader and McDonnell (1969), Parkhurst and Pomeroy (1972), although some empirical also have provided good fit. Twenty combinations of variables were tested to obtain a predictive general equation that produce a good fit to experimental data. The equation involving the variables shape factor channel, slope and Reynolds number was considered the most appropriate because it presented a high determination coefficient and significant parameters, and also variables showed a similar degree of importance in the sensitivity analysis of the mathematical model. It was also analyzed a model based on surface renewal theory and the phenomenon of turbulence, which indicated that large vortices were the principal agents in the transport of oxygen from air to water. Therefore, another equation was proposed, adjusted using data obtained in this work and the Moog and Jirka (1999), with which the adequate estimation of physical phenomenon was obtained.

Durante las campañas comprendidas entre 2005 y 2008 se estudiaron los efectos de cuatro niveles de riego sobre la producción de almendros adultos, Prunus dulcis (Mill.) D.A. Webb, de los cultivares Ferragnés y Ferraduel cultivados en condiciones de alta demanda evaporativa y en un clima semiárido en Albacete (España). En este trabajo se ha evaluado la utilización de cuatro dosis de riego y la eficiencia en el uso del agua de riego (EUAr) en ambos cultivares.

Se realizó un experimento durante tres años (2004/05 a 2006/07) sobre un monte de duraznero recién implantado en el sur de Uruguay. Se aplicaron cinco tratamientos de riego: secano (T1), goteros de 1,6 L h-1 a 0,4 m (T2), goteros de 4 L h-1 a 1 m (T3), microjets de 21 L h-1 a 5 m (T4) y goteros de 2 L h-1 a 1 m, dos líneas por fila (T5), en un diseño experimental en cuadro latino. Las parcelas eran de siete plantas en un marco de plantación de 2,5 x 4,5 m. En todos los tratamientos con riego se aplicó la misma dosis de agua, de forma de cubrir el 100% de la ETc. El porcentaje de volumen de suelo mojado fue de 16, 18, 22 y 44% para los tratamientos T2, T3, T4 y T5 respectivamente. En las variables peso de poda, potencial hídrico foliar y xilemático, conductancia estomática, crecimiento de frutos, rendimiento y tamaño promedio de los frutos, los tratamientos que recibieron riego no se diferenciaron estadísticamente entre sí, pero todos presentaron valores significativamente superiores al secano (p < 0,05). No se evidenció ninguna respuesta entre los tratamientos regados al porcentaje de suelo mojado, para todas las variables analizadas. Se plantea la hipótesis que los efectos de estos tratamientos, en un cultivo perenne, serían acumulativos y se podrían expresar en años sucesivos.<br>An experiment was carried out for three years (2004/05 to 2006/07) on a just implanted peach grove, in the south of Uruguay. Five irrigation treatments were applied: without irrigation (T1), drippers of 1.6 L h-1 at 0.4 m (T2), drippers of 4 L h-1 at 1 m (T3), microjets of 21 L h-1 at 5 m (T4) and drippers of 2 L h-1 at 1 m, two lines by row (T5), following a Latin square experimental design. The experimental plots had seven trees in a plantation frame of 2.5 x 4.5 m. In all treatments with irrigation, the same water dose was applied, in order to fulfill 100% of the ETc. The percentage of wetted soil volume was 16, 18, 22 and 44% for treatments T2, T3, T4 and T5 respectively. Regarding variables, prune weight, foliar and xilematic water potential, stomata conductance, fruit growth, yield and average size of the fruits, the treatments with irrigation were not statistically different, but all of them were significantly different from the treatment without irrigation (p < 0.05). No response to the percentage of wet soil among the irrigated treatments was detected, for all the analyzed variables. The hypothesis that the effects of these treatments, upon a perennial crop would be cumulative, and would possibly show up in the following years, is considered..