PHYSICAL-MATHEMATICAL MODELS IN THE CONTEXT OF INTEGRATING TEACHING, RESEARCH AND EXTENSION IN THE AGRICULTURAL SCIENCES

A obra Physical-Mathematical Models in Agricultural Sciences: In the Context of Integration between Teaching, Research and Extension – Precipitation, Runoff and Evapotranspiration, de autoria de Nelson Mario Victoria Bariani e Cassiane Jrayj de Melo, constitui um livro técnico-científico de elevada densidade teórica e aplicada, voltado à compreensão, modelagem e aplicação de processos hidrológicos fundamentais no contexto das ciências agrárias e ambientais. A publicação apresenta uma abordagem estruturada sobre modelos físico-matemáticos amplamente consolidados na literatura científica, com ênfase na sua utilização para o manejo de recursos hídricos, conservação do solo e apoio à tomada de decisão em sistemas produtivos agrícolas .

A obra é resultado direto de dedicados projetos de pesquisa, ensino e extensão coordenados pela Profª Drª Cassiane Jrayj de Melo, no âmbito do UNIGAIA – Grupo de Ações Interdisciplinares Aplicadas da Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA), grupo de pesquisa certificado pela instituição e cadastrado no Diretório dos Grupos de Pesquisa do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), o que atesta sua inserção no sistema nacional de ciência e tecnologia, sua produção científica qualificada e sua atuação contínua na formação de recursos humanos e no desenvolvimento de soluções interdisciplinares aplicadas.

O contexto de produção da obra está intrinsecamente relacionado à integração efetiva entre ensino, pesquisa e extensão, sendo construída a partir de atividades desenvolvidas em disciplinas de graduação e pós-graduação, como Física, Hidrologia, Sensoriamento Remoto, Estatística e Laboratórios Interdisciplinares, no âmbito da UNIPAMPA. Conforme descrito na introdução, a obra resulta de um processo estruturado de curricularização da pesquisa e da extensão, desenvolvido ao longo de vários anos no Laboratório Interdisciplinar Integrado (LABii) e no UNIGAIA, envolvendo estudantes de diferentes níveis acadêmicos e promovendo a construção coletiva do conhecimento científico.

A estrutura da obra reflete esse processo formativo e científico, sendo organizada de modo a apresentar, de forma progressiva e aprofundada, os principais componentes do modelo hidrológico SWAT (Soil and Water Assessment Tool), incluindo precipitação, escoamento superficial (runoff), evapotranspiração, radiação solar, temperatura e variáveis climáticas associadas. O livro detalha não apenas os conceitos teóricos, mas também as relações matemáticas entre as variáveis, a interpretação física dos fenômenos e a implementação computacional dos modelos.

O tema central da obra consiste na modelagem físico-matemática de processos hidrológicos em bacias hidrográficas, com foco na compreensão das interações entre atmosfera, solo e água, e sua aplicação em contextos agrícolas e ambientais. A obra aborda problemas científicos e técnicos relacionados à quantificação da precipitação, à geração de escoamento, ao balanço hídrico e à estimativa da evapotranspiração, elementos essenciais para o planejamento agrícola, dimensionamento de sistemas de irrigação, controle de erosão e gestão de recursos naturais.

Do ponto de vista metodológico, a obra fundamenta-se na análise detalhada do modelo SWAT, amplamente reconhecido internacionalmente, e na implementação de seus algoritmos no ambiente de programação matemática Scilab. A abordagem inclui a decomposição de modelos complexos em componentes menores, permitindo que estudantes e pesquisadores compreendam as equações, as variáveis envolvidas e suas inter-relações. São exploradas técnicas como modelagem de precipitação por funções exponenciais, uso de cadeias de Markov para simulação de eventos climáticos, cálculo de escoamento por métodos como Curve Number (SCS) e estimativas de evapotranspiração por diferentes modelos, como Priestley-Taylor, Hargreaves e Penman-Monteith.

Um dos diferenciais da obra reside na sua abordagem pedagógica inovadora, baseada na divisão de conteúdos complexos em partes distribuídas entre estudantes, que analisam, interpretam, programam e apresentam resultados de forma colaborativa. Esse modelo, denominado abordagem paralela, utiliza ambientes virtuais de aprendizagem, como Moodle e Google Classroom, e incentiva a produção de relatórios, algoritmos e simulações computacionais, promovendo o desenvolvimento de competências em programação científica, modelagem matemática e análise crítica.

A relevância científica, técnica e aplicada da obra é expressiva, uma vez que contribui para a compreensão aprofundada de modelos hidrológicos complexos e sua aplicação em situações reais. Ao integrar teoria, modelagem e implementação computacional, o livro fornece subsídios robustos para pesquisadores e profissionais que atuam em áreas como agricultura de precisão, hidrologia, engenharia ambiental e planejamento territorial.

No âmbito formativo, a obra evidencia de forma exemplar a integração entre ensino, pesquisa e extensão, promovendo a formação de recursos humanos altamente qualificados. A participação ativa de estudantes na construção dos conteúdos, sob orientação docente, reforça o desenvolvimento de habilidades essenciais, como interpretação de modelos científicos, programação, análise de dados e comunicação acadêmica.

A publicação está vinculada ao grupo editorial internacional OmniScriptum S.R.L., que conta com editores, equipe técnica e especialistas responsáveis pelos processos editoriais, atuando por meio de diferentes selos internacionais, como Our Knowledge Publishing, Novas Edições Acadêmicas, Ediciones Nuestro Conocimiento, Sciencia Script, Editions Notre Savoir, Edizioni Sapienza e Wydawnictwo Nasza Wiedza. Trata-se de uma editora com sede em Str. Armeneasca 28/1, office 1, Chisinau, MD-2012, Republic of Moldova, reforçando a internacionalização da produção científica. Mais informações podem ser acessadas em: https://www.nea-edicoes.com/#team

Em síntese, a obra configura-se como uma produção acadêmica de elevada complexidade e relevância estratégica, evidenciando liderança acadêmica, coordenação de projetos de pesquisa, inserção no sistema nacional de ciência e tecnologia por meio de grupo certificado no CNPq, internacionalização e formação qualificada de recursos humanos. Ao articular rigor teórico, inovação metodológica e aplicabilidade prática, o livro contribui significativamente para o avanço das geotecnologias, da modelagem hidrológica e das ciências agrárias no contexto contemporâneo.