Paralelização de métodos computacionais aplicados à análise das variações do teor de umidade de solos saturados e não saturados

O estudo do comportamento da água no solo é de grande interesse para as pesquisas em sistemas agroflorestais e agrícolas, já que o movimento dos nutrientes depende do movimento da água no solo. Nos projetos de irrigação, principalmente por gotejamento, a descrição de como a água se desloca é fundamental para saber a quantidade de água disponível para as plantas em cada profundidade do solo. A equação de Richards relaciona o teor de umidade do solo com o potencial total (soma dos potenciais matriciais, gravitacional, pressão e osmótico). Neste trabalho esta equação foi resolvida numericamente em duas dimensões, em coordenadas cilíndricas. Foi simulada a irrigação na fronteira superior, considerando um fluxo de entrada de água durante um tempo inicial e suspensão da irrigação nos instantes posteriores. Utilizou-se o método das diferenças finitas com diferenças centrais, com esquema explícito, devido à característica difusiva do fenômeno. Como a equação de Richards envolve o potencial total, o teor de umidade foi calculado com base na curva característica do solo, determinada experimentalmente. Foram realizados experimentos de irrigação de volumes cilíndricos de solo, nos quais foram feitas medidas do teor de umidade. Os resultados obtidos com a resolução seqüencial do problema descrevem a tendência do deslocamento da água do solo indicada pelos dados experimentais. Para obtenção de tais resultados demandaram-se grandes tempos de processamento mesmo utilizando-se matrizes de pequena ordem. Nesse sentido, tais implementações foram paralelizadas e executadas num aglomerado de computadores, onde se conseguiu aumentar a ordem do sistema e melhorar a precisão dos resultados.