Simulation numérique d'échangeur de chaleur à plusieurs tubes: analyse d'optimisation

A primeira questão que coloquei foi a que quantidade de bambu equivalia os dois ramos de bambu colocados por animal. No Zoo nunca ninguém tinha medido realmente a quantidade de bambu que os pandas vermelhos comiam. O fornecimento de bambu tinha uma rotina que se iniciava com o departamento de botânica a cortar o bambu de manhã e à tarde o bambu era colocado dentro da instalação pelos tratadores do departamento asiático. Normalmente, eram cortados 6 ramos de bambu e distribuídos por duas estruturas que serviam de suporte para os mesmos e que se encontravam dentro da

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instalação exterior. O bambu usualmente cortado e colocado para os pandas vermelhos era do género Phyllostachys.

Figura 33 - Um dos pandas vermelhos do grupo do Zoo de Roterdão a comer o bambu após a sua colocação na instalação (Fotografia gentilmente autorizada pelo Zoo de Roterdão).

Propus-me então em medir a quantidade de bambu que comiam diariamente durante 5 dias, medindo o bambu antes de ser colocado e depois ao ser retirado no dia seguinte. As medições eram feitas às 12h e era eu que colocava o bambu novo e retirava o velho. De conversas com os tratadores do departamento asiático alguns deles disseram-me que achavam que os pandas vermelhos não ficavam satisfeitos com a quantidade de bambu oferecida, pois notavam que comiam outra vegetação da instalação. Por outro lado, os tratadores do departamento botânico afirmavam que os ramos de bambu que eram retirados da instalação no dia seguinte tinham ainda bastantes folhas.

Sabendo que os pandas vermelhos apresentam um ritmo circadiano de padrão diário bimodal principalmente crepuscular com um pico de atividade noturno (Wei e Zhang, 2011), coloquei a questão de que talvez o horário de colocação do bambu não fosse o mais correto. Além disso, segundo a bibliografia, os pandas vermelhos comem preferencialmente as folhas de bambu fresco (gráfico 7) (Wei e Zhang, 2011). Com a

91 calendarização e a organização entre departamentos que estava a ser feita no Zoo, o mais provável era que o bambu quando colocado na instalação não estivesse fresco como o que era pretendido e não era logo consumido pelos animais, porque era colocado no período em que estavam mais inativos e, quando chegava a hora mais ativa para eles, o bambu já estava seco e não era consumido por essa razão.

Gráfico 7 - Escolha de folhas de bambu por parte dos pandas vermelhos no seu habitat (Adaptado de Wei e Zhang (2011)).

Assim fiz uma calendarização em que durante 15 dias iria colocar o bambu em três horários distintos e iria medir a quantidade de bambu ingerida durante cinco dias em cada horário. Responsabilizei-me também pelo corte dos ramos e, deste modo, os ramos eram cortados e colocados imediatamente na instalação exterior. Além disso, foi também anotada diariamente a temperatura ambiental (°C) e humidade (%). O objetivo era concluir se aumentavam ou não a ingestão de folhas de bambu se se alterasse a hora da colocação do bambu e se o bambu fosse cortado e colocado imediatamente na instalação, ou seja, mais fresco. No anexo IV encontra-se a folha de Excel com as respetivas pesagens e anotações diárias.

54% 36%

10%

Seleção das folhas de bambu pelos pandas vermelhos na

Reserva Natural de Fengtongzhai

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As medições eram feitas em quilogramas (kg) com uma balança dinamométrica (Electro Samson da Salter Brecknell®) em que os ramos de bambu eram suportados por uma fita que se acoplava à balança. Devido às dimensões dos ramos de bambu, aproximadamente de 2 metros, e à minha altura, eu e outro tratador do Zoo arranjamos uma forma de poder suspender a balança, como demonstrado na figura 35, para que os ramos de bambu não tocassem no chão, o que alteraria os valores das pesagens.

Figura 34 - Balança dinamométrica utilizada para a pesagem do bambu (Fotografia gentilmente autorizada pelo Zoo de Roterdão).

Figura 35 – Pesagem do bambu com a balança dinamométrica (Fotografia gentilmente autorizada pelo Zoo de Roterdão).

93 Após a análise de todas as pesagens, pude concluir que não foi observada nenhuma diferença estatisticamente significativa na ingestão de bambu alterando as horas da sua colocação na instalação, como se pode observar no gráfico 8.

Gráfico 8 – Quantidade média de bambu ingerida nos diferentes horários de colocação e desvio padrão correspondente.

No entanto, há um maior consumo quando era colocado às 16h relativamente às 12h. Das observações, da semana em que o bambu foi colocado duas vezes ao dia (10h e 18h) mas a mesma quantidade no total (6 ramos) era notável que consumiam mais folhas de bambu colocado às 18h e recolhido no dia seguinte às 10h, do que do bambu colocado às 10h e recolhido às 18h do mesmo dia, o que foi confirmado com as pesagens.

Não foi observada nenhuma variação entre a quantidade de bambu ingerida e a variação da temperatura ambiental, nos 15 dias de medições (gráfico 9).

0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 12h 16h 10h+18h

Quantidade média de bambu ingerida de acordo com a hora

da colocação na instalação (kg)

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Gráfico 9 - Evolução da quantidade de bambu consumida e da temperatura ambiental nos 15 dias de pesagens.

A quantidade de ramos colocada na instalação por dia, quando comecei a ser eu a cortar o bambu, foi sempre a mesma, ou seja, 6 ramos de bambu. Contudo, era bastante difícil conseguir cortar todos os dias 6 ramos de bambu semelhantes, em relação à quantidade de folhas ou comprimento dos ramos. Desse modo, antes de colocar o bambu na instalação e após fazer as pesagens, podia confirmar que havia uma grande variação em relação ao peso (kg) do bambu colocado diariamente.

No momento em que era recolhido o bambu, por observação, era evidente que eles consumiam mais folhas quando a quantidade de bambu colocada era maior (ramos mais altos e com maior quantidade de folhas) (figura 36, 37 e 38). O que também foi comprovado com as pesagens.

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Evolução da ingestão do bambu e temperatura ambiental

Temperature (ºC) Amount eaten (kg)

Kg °C

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Figura 36 - Bambu novo (4,58 kg) colocado às 16h no dia 19 de maio de 2016 (Fotografia gentilmente autorizada pelo Zoo de Roterdão).

Figura 37 - Bambu velho (3,24 kg) recolhido no dia 20 de maio de 2016 (bambu consumido: 1,36 kg) (Fotografia gentilmente autorizada pelo Zoo de Roterdão).

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Figura 38 - Bambu novo (2,80 kg) colocado às 16h no dia 20 de maio de 2016 (bambu ingerido: 0,48 kg) (Fotografia gentilmente autorizada pelo Zoo de Roterdão).

Para testar esta relação entre a quantidade oferecida e consumida foi feita uma análise estatística no programa JMP® Software versão 10. O modelo que melhor se adaptou aos nossos dados foi o de uma regressão linear polinomial quadrática com um valor de R de 0,81, ou seja, existe uma relação muito forte entre a quantidade de bambu colocado e a quantidade consumida, como se pode observar no gráfico 10.

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Gráfico 10 – Regressão linear polinomial quadrática do bambu consumido (kg) em função do bambu colocado (kg).