Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-02-22T18:20:05Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 826585 bytes, checksum: 3724f9d33c7d0253426d44dc0a59b8fc (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-22T18:20:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 826585 bytes, checksum: 3724f9d33c7d0253426d44dc0a59b8fc (MD5) Previous issue date: 2017-12-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A presente tese teve como objetivo introduzir o método de reamostragem com reposição ou Bootstrap na Conjoint Analysis. Apresenta-se no texto uma revisão conceitual (Revisão de Literatura) sobre a referida metodologia (Conjoint Analysis) e também sobre o método proposto (Bootstrap). Adicionalmente, no Capítulo I e II, define-se a parte teórica e metodológica da Conjoint Analysis e do método Bootstrap, ilustrando o funcionamento conjunto dessas abordagens via aplicação real, com dados da área de tecnologia de alimentos. Inferências adicionais que até então não eram fornecidas no contexto clássico ou frequentista podem agora ser obtidas via análise das distribuições empíricas dos estimadores das Importâncias Relativas (abordagem por notas) e das Probabilidades e Razão de Escolhas (abordagem por escolhas). De forma geral, os resultados demonstraram que o método Bootstrap forneceu estimativas pontuais mais precisas e tornou ambas as abordagens da Conjoint Analysis mais informativas, uma vez que medidas de erro padrão e, principalmente, intervalos de confiança puderam ser facilmente obtidos para certas quantidades de interesse, possibilitando a realização de testes ou comparações estatísticas sobre as mesmas. / The aim of this thesis was introduce the Booststrap resampling method in Conjoint Analysis. We present in the text a conceptual review (Literature Review) about this methodology (Conjoint Analysis) and also about the proposed method (Bootstrap). In addition, in Chapter I and II, the theoretical and methodological aspects of Conjoint Analysis and the Bootstrap method are defined, illustrating the joint operation of these approaches via real application, with data from the food technology area.. Additional inferences have not been provided in the classic or frequentist context can now be obtained by analyzing the empirical distributions of Relative Importance (ratings based approach) and Probability and Choice Ratio (choice based approach) estimators. Overall, the results demonstrated that the Bootstrap method provided more accurate point estimates and made both Conjoint Analysis approaches more informative, since standard error measures, and mainly confidence intervals, could be easily obtained for certain quantities of interest, making it possible to perform statistical tests or comparisons on them.

Na coexistência de fases, os campos termodinâmicos são grandezas constantes ao longo da coexistência. Quando o estudo desses sistemas é feito através de simulação de Monte Carlo, no entanto, os resultados obtidos para os campos podem apresentar laços, a depender do ensemble. Na literatura, os laços de potencial químico são conhecidos há bastante tempo e são atribuídos à interface mas não há trabalhos que discutam a restauração da convexidade. No caso do laço da temperatura, há trabalhos mais recentes, que apresentam dados para um buraco convexo na entropia em modelos de rede. Neste trabalho, retomamos o argumento heurístico de Terrell Hill da década de 60 e demonstramos numericamente a equivalência entre os ensemble canônico e grande canônico, bem como entre o microcanônico e o canônico. Além disso, pudemos restaurar a convexidade do potencial químico, reinterpretando a relação entre a energia livre termodinâmica e a energia livre estatística com a inclusão da contribuição da energia livre da interface. Nossa interpretação dos dados de simulação permitiu estabelecer um método muito simples para o cálculo da tensão superficial da interface. Na literatura, não temos métodos bem estabelecidos e gerais para o cálculo da pressão de equilíbrio em modelos de rede no ensemble canônico para mistura. O método de Gibbs-Duhem é muito simples apenas para sistemas puros. Estamos propondo um método para o cálculo da pressão no ensemble canônico para modelos de rede, que pode ser aplicado a misturas. O método é baseado na discretização da energia livre com relação ao volume, e descreve a variação do volume em termos da retirada de uma coluna vazia ou ocupada por partículas. Para sistemas puros, comparamos nosso método com os métodos de Dickman e de Gibbs-Duhem. Mostramos que nossa proposta leva a resultados que se aproximam dos resultados de Gibbs-Duhem, que pode ser considerado exato, à medida que aumentamos a rede. Verificamos que o método de Dickman não é adaptado para o estudo da coexistência de fases, pois o sistema não apresenta um dos laços que permite estabelecer a densidade da fase de densidade maior. Os resultados para altas densidades são incorretos. Isso ocorre devido ao fato do método não permitir a utilização de condição periódica de contorno, em uma das direções. Nosso trabalho foi realizado para os modelos de fluido de rede, puro e mistura, com interações isotrópicas, e para o modelo de Bell, de um sistema puro, que apresenta interações orientacionais. Os resultados foram obtidos utilizando o algoritmo de Metropolis, o algoritmo Wang-Landau, e uma adaptação do método Multicanônico com o algoritmo de Wang-Landau. O uso dos dois últimos é imprescindível para o estudo da equivalência de ensembles. / The thermodynamic fields are constant quantities along the co-existence isoterms. However, when the study of theses systems is done through Monte Carlo simulation, loops may be present, depending on the ensemble. The chemical potential loops have been known for a long time and have been understood as due to the interface. However, there are no studies which discuss the restoration of convexity, to our knowledge. In the case of loop of temperature, there are more recent works which point to of the a convex dip in entropy. In this research, we recover Hills heuristic argument from the 60s and numerically demonstrate the equivalence between the canonical and grand canonical ensembles, as well as between the microcanonical and canonical ensembles. Furthermore, we could restore the convexity of the chemical potential, reinterpreting the relation between the thermodynamic free energy and statistical free energy, through the inclusion of the contribution of the free energy of the interface. Our interpretation of simulation data made it possible to establish a very simple method to calculate the surface tension of the interface. In the literature, there are no well established or general methods to calculate the equilibrium pressure of lattice models for mixtures in the canonical ensemble. The Gibbs-Duhem method is very simple only for pure systems. We propose a method to calculate the pressure in the canonical ensemble for lattice models, which can be applied to mixtures. The method is based on the discretization of free energy related to volume and describes the variation in terms of the withdrawal of a lattice line, either empty or occupied by particles column. For pure systems, we have compared our method to Dickman\'s and to the Gibbs-Duhem method. We showed that our method reaches results which are close to the results of Gibbs-Duhem method, which can be considered exact, as we increase the lattice. We verified that the Dickman method is not adapted to the study of phase coexistence, since isotherms do not present one of the loops that allows establishes the density of the phase of higher density. Also, the results for high density are wrong. This happens because the method does not alow the of periodic boundary condition in one of the directions. Our investigation was carried out for pure fluids, both for isotropic orientational interactions, and for mixtures, for the case of isotropic interactions. The results were obtained by using the Metropolis algorithm, the Wang-Landau algorithm, and an adaptation of the Multicanonical method with the Wang-Landau algorithm. The two last are mandatory in the study of the equivalence of ensembles.

Na coexistência de fases, os campos termodinâmicos são grandezas constantes ao longo da coexistência. Quando o estudo desses sistemas é feito através de simulação de Monte Carlo, no entanto, os resultados obtidos para os campos podem apresentar laços, a depender do ensemble. Na literatura, os laços de potencial químico são conhecidos há bastante tempo e são atribuídos à interface mas não há trabalhos que discutam a restauração da convexidade. No caso do laço da temperatura, há trabalhos mais recentes, que apresentam dados para um buraco convexo na entropia em modelos de rede. Neste trabalho, retomamos o argumento heurístico de Terrell Hill da década de 60 e demonstramos numericamente a equivalência entre os ensemble canônico e grande canônico, bem como entre o microcanônico e o canônico. Além disso, pudemos restaurar a convexidade do potencial químico, reinterpretando a relação entre a energia livre termodinâmica e a energia livre estatística com a inclusão da contribuição da energia livre da interface. Nossa interpretação dos dados de simulação permitiu estabelecer um método muito simples para o cálculo da tensão superficial da interface. Na literatura, não temos métodos bem estabelecidos e gerais para o cálculo da pressão de equilíbrio em modelos de rede no ensemble canônico para mistura. O método de Gibbs-Duhem é muito simples apenas para sistemas puros. Estamos propondo um método para o cálculo da pressão no ensemble canônico para modelos de rede, que pode ser aplicado a misturas. O método é baseado na discretização da energia livre com relação ao volume, e descreve a variação do volume em termos da retirada de uma coluna vazia ou ocupada por partículas. Para sistemas puros, comparamos nosso método com os métodos de Dickman e de Gibbs-Duhem. Mostramos que nossa proposta leva a resultados que se aproximam dos resultados de Gibbs-Duhem, que pode ser considerado exato, à medida que aumentamos a rede. Verificamos que o método de Dickman não é adaptado para o estudo da coexistência de fases, pois o sistema não apresenta um dos laços que permite estabelecer a densidade da fase de densidade maior. Os resultados para altas densidades são incorretos. Isso ocorre devido ao fato do método não permitir a utilização de condição periódica de contorno, em uma das direções. Nosso trabalho foi realizado para os modelos de fluido de rede, puro e mistura, com interações isotrópicas, e para o modelo de Bell, de um sistema puro, que apresenta interações orientacionais. Os resultados foram obtidos utilizando o algoritmo de Metropolis, o algoritmo Wang-Landau, e uma adaptação do método Multicanônico com o algoritmo de Wang-Landau. O uso dos dois últimos é imprescindível para o estudo da equivalência de ensembles. / The thermodynamic fields are constant quantities along the co-existence isoterms. However, when the study of theses systems is done through Monte Carlo simulation, loops may be present, depending on the ensemble. The chemical potential loops have been known for a long time and have been understood as due to the interface. However, there are no studies which discuss the restoration of convexity, to our knowledge. In the case of loop of temperature, there are more recent works which point to of the a convex dip in entropy. In this research, we recover Hills heuristic argument from the 60s and numerically demonstrate the equivalence between the canonical and grand canonical ensembles, as well as between the microcanonical and canonical ensembles. Furthermore, we could restore the convexity of the chemical potential, reinterpreting the relation between the thermodynamic free energy and statistical free energy, through the inclusion of the contribution of the free energy of the interface. Our interpretation of simulation data made it possible to establish a very simple method to calculate the surface tension of the interface. In the literature, there are no well established or general methods to calculate the equilibrium pressure of lattice models for mixtures in the canonical ensemble. The Gibbs-Duhem method is very simple only for pure systems. We propose a method to calculate the pressure in the canonical ensemble for lattice models, which can be applied to mixtures. The method is based on the discretization of free energy related to volume and describes the variation in terms of the withdrawal of a lattice line, either empty or occupied by particles column. For pure systems, we have compared our method to Dickman\'s and to the Gibbs-Duhem method. We showed that our method reaches results which are close to the results of Gibbs-Duhem method, which can be considered exact, as we increase the lattice. We verified that the Dickman method is not adapted to the study of phase coexistence, since isotherms do not present one of the loops that allows establishes the density of the phase of higher density. Also, the results for high density are wrong. This happens because the method does not alow the of periodic boundary condition in one of the directions. Our investigation was carried out for pure fluids, both for isotropic orientational interactions, and for mixtures, for the case of isotropic interactions. The results were obtained by using the Metropolis algorithm, the Wang-Landau algorithm, and an adaptation of the Multicanonical method with the Wang-Landau algorithm. The two last are mandatory in the study of the equivalence of ensembles.

Orientador: Eduardo Garibaldi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-20T22:00:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_JoaoTiagoAssuncao_M.pdf: 1424859 bytes, checksum: 6679c0458ae1350513c30bdc7ea2e699 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Exibir os estados de Gibbs e os estados de equilíbrios para certos sistemas de spins sobre reticulados é um problema de grande interesse para mecânica estatística. Com este intuito, apresentamos para o caso unidimensional dois formalismos existentes para tais sistemas: o formalismo DLR (enfoque mecânico-estatístico) e o formalismo SRB (enfoque dinamicista). Apesar das particularidades próprias aos contextos nos quais cada um dos formalismos se aplica, investigam-se aqui as relações existentes entre estes através da energia livre de Gibbs e da pressão topológica. Discute-se também o comportamento assintótico dos estados de Gibbs/equilíbrio quando levados ao congelamento do sistema. Tal fenômeno nos conduz ao estudo dos estados maximizantes via teoria de otimização ergódica. Ao fim, comparam-se algumas ideias da álgebra max/min-plus e o conceito de subação, as quais serão fundamentais para análise do comportamento assintótico da pressão topológica / Abstract: To exhibit Gibbs states and equilibrium states for certain kind of lattice spin systems is a problem with great interest for statistical mechanics. To that end, we introduce two existing formalisms for one-dimensional systems: DLR formalism (statistical-mechanical approach) and SRB formalism (dynamical-systems approach). In spite of their distinct applications, we analyse the relation between them through the notions of Gibbs free energy and topological pressure. We discuss also the asymptotic behaviour of Gibbs/equilibrium states when the system is frozen. This phenomenon leads us to the study of maximizing states in the context of ergodic optimization. Finally, we compare some ideas of max/min-plus algebra and the notion of sub-action, which will be essential to investigate the asymptotic behaviour of the topological pressure / Mestrado / Matematica / Mestre em Matemática

A análise de modelos de contato na presença de elementos de desordem fixa indica o surgimento de desvios em relação ao comportamento crítico do modelo uniforme subjacente. Nesse trabalho consideramos o efeito da aperiodicidade, que também é capaz de produzir flutuações de natureza geométrica. Utilizamos distri­ buições aperiódicas de probabilidades, definidas através de regras de substituição determinísticas, a fim de analisar o comportamento crítico desses modelos de con­ tato. Realizamos simulações de Monte Carlo para modelos definidos por três regras distintas, caracterizadas por um expoente w, associado à intensidade das flutuações geométricas. Nos modelos A e B, com w = -1 e w = 0, não constatamos qualquer mudança em relação à classe de universalidade crítica da percolação direcionada. Já no Modelo C, com w = 0.6309, as flutuações geométricas alteram a classe de universalidade crítica. / The analysis of contact models in the presence of quenched disorder indicates the onset of deviations with respect to the critical behavior of the underlying uniform system. In the present work, we consider the effects of aperiodicity, which are also known to produce fluctuation of geometric nature. We use aperiodic distributions of probabilities, given by deterministic substitution rules, in order to analyze the critical behavior. We performed Monte Carlo simulations for three different rules, characterized by an exponent w, which gauges the intensity of the geometric fluc­ tuations. For models A and B, with w = -1and w = 0, we have not detected any changes with respect to the universality class of directed percolation. For model C, with w = 0.6309, the geometric fluctuations change the critical universality class.

A análise de modelos de contato na presença de elementos de desordem fixa indica o surgimento de desvios em relação ao comportamento crítico do modelo uniforme subjacente. Nesse trabalho consideramos o efeito da aperiodicidade, que também é capaz de produzir flutuações de natureza geométrica. Utilizamos distri­ buições aperiódicas de probabilidades, definidas através de regras de substituição determinísticas, a fim de analisar o comportamento crítico desses modelos de con­ tato. Realizamos simulações de Monte Carlo para modelos definidos por três regras distintas, caracterizadas por um expoente w, associado à intensidade das flutuações geométricas. Nos modelos A e B, com w = -1 e w = 0, não constatamos qualquer mudança em relação à classe de universalidade crítica da percolação direcionada. Já no Modelo C, com w = 0.6309, as flutuações geométricas alteram a classe de universalidade crítica. / The analysis of contact models in the presence of quenched disorder indicates the onset of deviations with respect to the critical behavior of the underlying uniform system. In the present work, we consider the effects of aperiodicity, which are also known to produce fluctuation of geometric nature. We use aperiodic distributions of probabilities, given by deterministic substitution rules, in order to analyze the critical behavior. We performed Monte Carlo simulations for three different rules, characterized by an exponent w, which gauges the intensity of the geometric fluc­ tuations. For models A and B, with w = -1and w = 0, we have not detected any changes with respect to the universality class of directed percolation. For model C, with w = 0.6309, the geometric fluctuations change the critical universality class.

A cana-de-açúcar e uma das principais atividades econômicas do Brasil, tanto em termos de balança comercial, como de geração de empregos. O álcool (etanol) obtido da cana-de-açúcar e um combustível menos poluente, pois, contem oxigênio na sua composição e utilizado nos veículos movidos a etanol, na composição da gasolina automotiva e nos veículos ex. A queima do etanol produz 25% menos monóxido de carbono e 35% menos oxido de nitrogênio que a gasolina. Desta forma, as nações preocupadas em diminuir seus nesses de poluição atmosférica têm considerado como uma importante solução viável, a adoção do etanol como combustível automotivo . O objetivo deste trabalho foi apresentar propostas para a melhoria da qualidade e produtividade do setor, focado no desempenho dos processos e produtos, atraves de métodos estatísticos. Foi utilizada a metodologia \"Lean Seis Sigma\" aplicada no processo produtivo do etanol, em uma usina de açúcar e de álcool, visando acelerar a velocidade do processo, através da redução do desperdício e da variabilidade. A aplicação da metodologia \"Lean Seis Sigma\" foi realizada com o uso do modelo DMAIC (Dene, Measure, Analyze, Improve, Control). A ferramenta utilizada para descrever a relação entre as variáveis de saída (Y) e as variáveis de entrada (X) foi a regressão linear múltipla, fazendo uso dos métodos de seleção de variáveis. O mapeamento do processo produtivo do etanol possibilitou a identificação das etapas que agregam e não agregam valor ao processo. Os resultados mostraram uma redução significativa no \\Lead Time\" (tempo do processo) e a identificação das principais variáveis envolvidas no processo produtivo do etanol / The sugarcane is one of the most important economic businesses in Brazil, in both terms of trade balance and job opportunity. Alcohol (ethanol), obtained from sugarcane, is a fuel cleaner, because it contains oxygen in its composition and is used in vehicles powered by ethanol, on the composition of automotive gasoline and ex-fuel vehicles. Ethanol burning produces 25% less carbon monoxide and 35% less nitrogen oxide than gasoline. Thus, the nations that concern on reducing their levels of air pollution consider it as an important and available solution to be adopted as an automotive fuel. So, this trial aimed at making some proposals for improving quality and productivity of this sector, focused on the performance of processes and products, according to some statistical methods. The studied methodology was Lean Six Sigma, applied in the production process of ethanol, in a sugar and alcohol Plant in order to speed up its process by reducing waste and variability. The Lean Six Sigma methodology was carried out using the DMAIC model (Dene, Measure, Analyze, Improve and Control). The multiple linear regression tool described the relationship among the output variables (Y) and the input variables (X), associated to the methods of variable selection. The mapping of ethanol production process enabled the identication of steps that add, and does not add value to the process. The results showed a signicant reduction in the Lead Time as well as to identify the main variables involved in the production process of ethanol.

A cana-de-açúcar e uma das principais atividades econômicas do Brasil, tanto em termos de balança comercial, como de geração de empregos. O álcool (etanol) obtido da cana-de-açúcar e um combustível menos poluente, pois, contem oxigênio na sua composição e utilizado nos veículos movidos a etanol, na composição da gasolina automotiva e nos veículos ex. A queima do etanol produz 25% menos monóxido de carbono e 35% menos oxido de nitrogênio que a gasolina. Desta forma, as nações preocupadas em diminuir seus nesses de poluição atmosférica têm considerado como uma importante solução viável, a adoção do etanol como combustível automotivo . O objetivo deste trabalho foi apresentar propostas para a melhoria da qualidade e produtividade do setor, focado no desempenho dos processos e produtos, atraves de métodos estatísticos. Foi utilizada a metodologia \"Lean Seis Sigma\" aplicada no processo produtivo do etanol, em uma usina de açúcar e de álcool, visando acelerar a velocidade do processo, através da redução do desperdício e da variabilidade. A aplicação da metodologia \"Lean Seis Sigma\" foi realizada com o uso do modelo DMAIC (Dene, Measure, Analyze, Improve, Control). A ferramenta utilizada para descrever a relação entre as variáveis de saída (Y) e as variáveis de entrada (X) foi a regressão linear múltipla, fazendo uso dos métodos de seleção de variáveis. O mapeamento do processo produtivo do etanol possibilitou a identificação das etapas que agregam e não agregam valor ao processo. Os resultados mostraram uma redução significativa no \\Lead Time\" (tempo do processo) e a identificação das principais variáveis envolvidas no processo produtivo do etanol / The sugarcane is one of the most important economic businesses in Brazil, in both terms of trade balance and job opportunity. Alcohol (ethanol), obtained from sugarcane, is a fuel cleaner, because it contains oxygen in its composition and is used in vehicles powered by ethanol, on the composition of automotive gasoline and ex-fuel vehicles. Ethanol burning produces 25% less carbon monoxide and 35% less nitrogen oxide than gasoline. Thus, the nations that concern on reducing their levels of air pollution consider it as an important and available solution to be adopted as an automotive fuel. So, this trial aimed at making some proposals for improving quality and productivity of this sector, focused on the performance of processes and products, according to some statistical methods. The studied methodology was Lean Six Sigma, applied in the production process of ethanol, in a sugar and alcohol Plant in order to speed up its process by reducing waste and variability. The Lean Six Sigma methodology was carried out using the DMAIC model (Dene, Measure, Analyze, Improve and Control). The multiple linear regression tool described the relationship among the output variables (Y) and the input variables (X), associated to the methods of variable selection. The mapping of ethanol production process enabled the identication of steps that add, and does not add value to the process. The results showed a signicant reduction in the Lead Time as well as to identify the main variables involved in the production process of ethanol.

Foram desenvolvidas funções de pedotransferência (PTF) para estimar os parâmetros (\'alfa\', n \'teta\'r e \'teta\'s) do modelo de Van Genuchten (1980) utilizado para descrever curvas de retenção de água no solo. Os dados utilizados foram provenientes de diversas fontes, principalmente de estudos realizados na região Nordeste pelas Universidades, Embrapa e Codevasf, totalizando 786 curvas de retenção, as quais foram divididas em dois conjuntos de dados: 85% para desenvolvimento das PTF; e 15% para teste e validação, considerados como dados independentes. Além do desenvolvimento das PTF de caráter generalizado para todos os solos, foram desenvolvidas PTF específicas para as classes Argissolos, Latossolos, Neossolos e Planossolos. As PTF foram desenvolvidas utilizando técnicas de regressão múltipla, utilizando o procedimento stepwise (forward e backward) para selecionar os melhores preditores. Duas PTF foram desenvolvidas: a) incluindo todos os preditores, densidade do solo, teores de areia, silte e argila e de matéria orgânica e b) apenas com os teores de areia, silte e argila. A avaliação estatística das PTF foi feita de acordo o coeficiente de determinação (R2), o índice de Willmott (d) e o índice confiança (IC). Para avaliação da estimativa do teor de água em potenciais matriciais específicos foi utilizado a raiz do erro médio quadrado (RMSE). A avaliação funcional das PTF paramétricas foi realizada examinando o seu desempenho no contexto do modelo SWAP (Soil-Water-Atmosphere-Plant). Os parâmetros s, r, e n desenvolvidos por meio de PTF para o modelo de Van Genuchten foram introduzidos no modelo SWAP para verificar a viabilidade da utilização de funções de pedotransferência para descrever atributos físico-hídricos do solo e previsão do rendimento agrícola. Essa viabilidade foi avaliada pelo desempenho do modelo comparando suas estimativas da produtividade agrícola com valores observados. Para os parâmetros e n da equação de Van Genuchten, as PTF demonstraram baixa capacidade preditiva, no entanto, para o parâmetro r a predição foi melhor. Em potenciais matriciais específicos (-10, -33 e -1500 kPa), a capacidade preditiva das PTF foi maior, o que possibilita a utilização em modelos de simulação que requerem apenas aproximações da capacidade de campo, ponto de murcha permanente e água disponível. O desempenho das PTF específicas por classes de solo foi similar ao da PTF Geral, evidenciando que o agrupamento de solos para desenvolver as PTF por classe foi pouco vantajoso. O desempenho na estimativa do teor de água no solo foi melhor para as PTF desenvolvidas com teores granulométricos, matéria orgânica e densidade do solo. Os resultados das simulações de rendimento agrícola utilizando PTF não diferem muito daquelas que empregam outros métodos. Além disso, aplicados em séries de dados mais prolongadas, os erros são reduzidos devido à inerente variabilidade espaço-temporal da produtividade. Palavras-chaves: Pedotransferência; Modelo; Simulação; SWAP; Feijão caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.); Milho (Zea mays L.); Sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) / Development of pedotransfer functions and their application in agrohydrological models Pedotransfer functions (PTF) were developed to estimate the parameters (,\'alfa\', n \'teta\'r and \'teta\'s) of the Van Genuchten (1980) soil water retention model. Data for 786 retention curves were obtained from several sources, mainly from studies from the Northeastern region of Brazil performed by universities, Embrapa and Codevasf. The data were divided in two groups: 85% of data for PTF development; and 15%, considered to be independent, for testing and validation. Besides development of general PTFs for all soils, for the classes Ultisols, Ferralsols, Entisols and Planosols specific PTFs were developed. Techniques of multiple regression, specifically the procedure stepwise (forward and backward) were used to select the best predictors. Two PTFs were developed: a) including all predictors (soil density and contents of sand, silt, clay and organic matter) and b) including only the contents of sand, silt and clay. The statistical performance of each PTF was evaluated from the coefficient of determination (R2), the Willmott index (d) and the confidence index (IC). To evaluate the prediction of soil water content at specific pressure heads, the root mean squared error (RMSE) was used. The functional evaluation of parametric PTFs was done examining performance of PTF estimated parameters in the context of the model SWAP (Soil-Water-Atmosphere-Plant). The parameters , n, r and s estimated through PTF were introduced in the model to evaluate, by comparison to observed yields, the performance of the PTF when its predictions were used to estimate agricultural productivity. The PTFs showed a low predictive capacity for parameters and n, however, for parameters r and s the fits were better. At specific pressure heads (-10, -33 and -1500 kPa), the predictive performance of the PTF was better, allowing the use in simulation models that require only values of field capacity, permanent wilting point and available water content. The performance of the specific PTF for soil classes was better than the general PTF, but the difference was small, showing that grouping of soils to develop PTF per class seems to be of little advantage. The results of the simulations of agricultural productivity, using PTF, are similar to those that use more traditional methods. Moreover, when applied in long data series the errors are reduced due to the inherent space-temporary variability of the productivity. Keywords: Pedotransfer; Model; Simulation; SWAP; Corn (Zea mays L.); Cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.); Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench)

Foram desenvolvidas funções de pedotransferência (PTF) para estimar os parâmetros (\'alfa\', n \'teta\'r e \'teta\'s) do modelo de Van Genuchten (1980) utilizado para descrever curvas de retenção de água no solo. Os dados utilizados foram provenientes de diversas fontes, principalmente de estudos realizados na região Nordeste pelas Universidades, Embrapa e Codevasf, totalizando 786 curvas de retenção, as quais foram divididas em dois conjuntos de dados: 85% para desenvolvimento das PTF; e 15% para teste e validação, considerados como dados independentes. Além do desenvolvimento das PTF de caráter generalizado para todos os solos, foram desenvolvidas PTF específicas para as classes Argissolos, Latossolos, Neossolos e Planossolos. As PTF foram desenvolvidas utilizando técnicas de regressão múltipla, utilizando o procedimento stepwise (forward e backward) para selecionar os melhores preditores. Duas PTF foram desenvolvidas: a) incluindo todos os preditores, densidade do solo, teores de areia, silte e argila e de matéria orgânica e b) apenas com os teores de areia, silte e argila. A avaliação estatística das PTF foi feita de acordo o coeficiente de determinação (R2), o índice de Willmott (d) e o índice confiança (IC). Para avaliação da estimativa do teor de água em potenciais matriciais específicos foi utilizado a raiz do erro médio quadrado (RMSE). A avaliação funcional das PTF paramétricas foi realizada examinando o seu desempenho no contexto do modelo SWAP (Soil-Water-Atmosphere-Plant). Os parâmetros s, r, e n desenvolvidos por meio de PTF para o modelo de Van Genuchten foram introduzidos no modelo SWAP para verificar a viabilidade da utilização de funções de pedotransferência para descrever atributos físico-hídricos do solo e previsão do rendimento agrícola. Essa viabilidade foi avaliada pelo desempenho do modelo comparando suas estimativas da produtividade agrícola com valores observados. Para os parâmetros e n da equação de Van Genuchten, as PTF demonstraram baixa capacidade preditiva, no entanto, para o parâmetro r a predição foi melhor. Em potenciais matriciais específicos (-10, -33 e -1500 kPa), a capacidade preditiva das PTF foi maior, o que possibilita a utilização em modelos de simulação que requerem apenas aproximações da capacidade de campo, ponto de murcha permanente e água disponível. O desempenho das PTF específicas por classes de solo foi similar ao da PTF Geral, evidenciando que o agrupamento de solos para desenvolver as PTF por classe foi pouco vantajoso. O desempenho na estimativa do teor de água no solo foi melhor para as PTF desenvolvidas com teores granulométricos, matéria orgânica e densidade do solo. Os resultados das simulações de rendimento agrícola utilizando PTF não diferem muito daquelas que empregam outros métodos. Além disso, aplicados em séries de dados mais prolongadas, os erros são reduzidos devido à inerente variabilidade espaço-temporal da produtividade. Palavras-chaves: Pedotransferência; Modelo; Simulação; SWAP; Feijão caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.); Milho (Zea mays L.); Sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) / Development of pedotransfer functions and their application in agrohydrological models Pedotransfer functions (PTF) were developed to estimate the parameters (,\'alfa\', n \'teta\'r and \'teta\'s) of the Van Genuchten (1980) soil water retention model. Data for 786 retention curves were obtained from several sources, mainly from studies from the Northeastern region of Brazil performed by universities, Embrapa and Codevasf. The data were divided in two groups: 85% of data for PTF development; and 15%, considered to be independent, for testing and validation. Besides development of general PTFs for all soils, for the classes Ultisols, Ferralsols, Entisols and Planosols specific PTFs were developed. Techniques of multiple regression, specifically the procedure stepwise (forward and backward) were used to select the best predictors. Two PTFs were developed: a) including all predictors (soil density and contents of sand, silt, clay and organic matter) and b) including only the contents of sand, silt and clay. The statistical performance of each PTF was evaluated from the coefficient of determination (R2), the Willmott index (d) and the confidence index (IC). To evaluate the prediction of soil water content at specific pressure heads, the root mean squared error (RMSE) was used. The functional evaluation of parametric PTFs was done examining performance of PTF estimated parameters in the context of the model SWAP (Soil-Water-Atmosphere-Plant). The parameters , n, r and s estimated through PTF were introduced in the model to evaluate, by comparison to observed yields, the performance of the PTF when its predictions were used to estimate agricultural productivity. The PTFs showed a low predictive capacity for parameters and n, however, for parameters r and s the fits were better. At specific pressure heads (-10, -33 and -1500 kPa), the predictive performance of the PTF was better, allowing the use in simulation models that require only values of field capacity, permanent wilting point and available water content. The performance of the specific PTF for soil classes was better than the general PTF, but the difference was small, showing that grouping of soils to develop PTF per class seems to be of little advantage. The results of the simulations of agricultural productivity, using PTF, are similar to those that use more traditional methods. Moreover, when applied in long data series the errors are reduced due to the inherent space-temporary variability of the productivity. Keywords: Pedotransfer; Model; Simulation; SWAP; Corn (Zea mays L.); Cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.); Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench)