[pt] O surgimento e evolução de erosões têm sido objeto de diversos estudos, com os mecanismos envolvidos ainda não sendo totalmente compreendidos. Esta dissertação apresenta uma revisão bibliográfica abordando uma conceituação básica do fenômeno, os agentes causadores do processo e os fatores que o condicionam. Além desta aborda-se também, sucintamente, os principais aspectos da área na qual há ocorrência dos solos estudados, com uma descrição de sua localização, geologia, geomorfologia, clima, vegetação, etc. Faz-se ainda uma outra revisão, sobre os principais métodos de avaliação de erodibilidade descritos na literatura. A partir de visitas de campo, foram escolhidos três solos a serem estudados, tomando-se como critério de seleção e avaliação as feições erosivas que os mesmos apresentavam in loco. Definido como objeto principal do estudo, os solos da Formação Macacu são analisados por meio de ensaios de caracterização convencional, análises mineralógicas, análises químicas, caracterização MCT, determinação de curva característica, ensaios de resistência à tração, ensaios de desagregação e ensaios de penetração de cone (modificado). As observações de campo, associadas aos resultados dos trabalhos de laboratório, permitem o reconhecimento e avaliação dos solos mais susceptíveis à erosão, podendo-se assim buscar a identificação e definição de correlações entre as características próprias dos solos e suas erodibilidades. / [en] The process of erosion has been the objective of many studies, being the mechanics involved not completelly understood. This work presents a literature review on the basics concepts involved on the process, the causes and the conditionants aspects of the phenomena. Futhermore, it mentions the main characteristics of the studied area, with a description of its localization, geology, geomorphology, climate, etc. It also presents the main methods used on erodibility analysis. Three soils from Macacu formation were choosen to be studied, based on erosive characteristics observed on site. These materials were submitted to conventional characterization tests, mineralogical analysis, chemical analysis, MCT characterization, determination of characteristics curves, tensile strength tests, desagregation tests and cone tests (modified). The main objective is to correlate experimental data obtained on this work to field observations, in order to recognize soils that are more susceptible to erosion. It should permit an identification and definition of correlations between the characteristics of the soil and its erodibility. / [es] El surgimiento y evolución de erosiones ha sido objeto de diversos estudios aunque los mecanismos involucrados todavía no han sido totalmente comprendidos. Esta disertación presenta una revisión bibliográfica que aborda un concepto básico del fenómeno, los agentes que causan el proceso y los factores que lo condicionan. Además, se abordan sucintamente los principales aspectos del área en la cual existen los suelos estudiados, con una descripción de su localización, geología, geomorfología, clima, vegetación, etc. Se realiza otra revisión, sobre los principales métodos de evaluación de erodibilidad descritos en la literatura. A partir de visitas de campo, se escogieron tres suelos para estudio, tomando como critério de seleción y evaluación las fallas erosivas que los suelos presentavan in loco. Definiedo como objeto principal del estudio, los suelos de la Formación Macacu se analizan por medio de ensayos de caracterización convencional, análisis minerológicas, análisis químicas, caracterización MCT, determinación de curva característica, ensayos de resistencia a la tracción, ensayos de desagregación y ensayos de penetración de cono(modificado). Las observaciones de campo, asociadas a los resultados de los trabajos de laboratorio, permiten el reconocimiento y evaluación de los suelos más susceptibles a erosión, permitiendo la identificación y definición de correlaciones entre las características proprias de los suelos y sus erodibilidades.

[pt] A fertilidade dos solos tem uma enorme importância para o meio ambiente, especialmente na produção de alimentos. Considerando-se isso, o presente trabalho buscou obter benefícios ambientais a partir da aplicação de um resíduo orgânico, rico em lignina, sobre o solo. Por meio dessa ação, buscou-se tornar o solo mais resistente à erosão e mais capaz de armazenar água e nutrientes. É importante citar, ainda, que o emprego de um resíduo orgânico configura um reaproveitamento de rejeito e possibilita o armazenamento de carbono. O procedimento teve início, então, com a obtenção de um composto rico em lignina. Em seguida, foi feita sua oxidação. Subsequentemente, esse material foi caracterizado, por termogravimetria (TG), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de raios x por energia dispersiva (EDS). Então, fez-se a inoculação do composto em um solo, seguida pela determinação dos limites de Atterberg e Capacidade de Troca Catiônica (CTC). Um dos resultados foi a obtenção de um composto rico em lignina a partir de bagaço de cana-de-açúcar, mas com rendimento de cerca de 10 por cento. Dando continuidade, usou-se um resíduo industrial de produção de celulose, cuja funcionalização com ácido acético apresentou o melhor rendimento. De acordo com a microscopia, o resíduo não funcionalizado exibiu notáveis rugosidade e superfície de contato, o que foi ainda otimizado pelo ácido acético. O EDS apontou a presença de carbono, oxigênio e enxofre. O FTIR indicou a existência de grupos oxigenados tanto antes quanto depois das funcionalizações. O limite de liquidez aumentou, bem como a acidez causada pelo íon hídron e a capacidade de troca de sódio, cálcio e potássio. / [en] Soil fertility is of enormous importance to the environment, especially in food production. Considering this, the present work sought to obtain environmental benefits from the application of an organic residue, rich in lignin, in the soil. Through this action, the aim was to make the soil more resistant to erosion and more capable of storing water and nutrients. It is important to mention, also, that the application of an organic residue constitutes a reuse of waste and enables the storage of carbon. The procedure then started with obtaining a lignin-rich compound. After, it s oxidation was made. Subsequently, this material was characterized by thermogravimetry (TG), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and dispersive energy x-ray spectroscopy (EDS). Then, the compound was inoculated into a soil, followed by determination of the Atterberg Limits and Cation Exchange Capacity (CTC). One of the results was to obtain a lignin-rich compound from sugarcane bagasse, but with yield of about 10 per cent. Continuing, an industrial cellulose production residue was used, whose functionalization with acetic acid presented the best yield when compared to with other acids. According to the microscopy, the non-functionalized residue exhibited remarkable roughness and contact surface, which was further optimized by the acetic acid. The EDS pointed to the presence of carbon, oxygen and sulfur. The FTIR indicated the existence of oxygen groups both before and after the functionalizations. The liquidity limit increased, as well as the acidity caused by the hydron and the capacity to exchange sodium, calcium and potassium.

[pt] A ocupação e uso dos solos têm claras implicações nos processos erosivos, porém devemos destacar também um dos atores principais para os processos erosivos, que é a evolução geomorfológica. A bacia do córrego das Palmeiras está inserida em um local com baixas amplitudes de relevo, mas que apresenta um alto potencial de vulnerabilidade a eventos de erosão e movimentos de massa. Destacamos obviamente o grande número de voçorocamentos que atingem determinadas áreas do médio vale do rio Paraíba do Sul, principalmente próximos ao seu eixo principal em um grande alinhamento de direção NE-SW a qual a bacia do córrego das Palmeiras está inserida. O presente estudo tem como objetivo principal descrever a origem e a distribuição dos processos erosivos na bacia do córrego das Palmeiras, na cidade de Barra do Piraí, Rio de Janeiro. Para que o principal objetivo desse trabalho seja alcançado, se torna necessário o cumprimento dos objetivos específicos, os quais são: Descrever a relação da orientação das voçorocas com as estruturas do substrato geológico; Descrever a relação entre processos erosivos e os níveis de base locais e; Descrever a relação entre processos erosivos e uso do solo. Para a realização deste trabalho foram utilizadas técnicas de análise e embasamentos teóricos da ciência geográfica e mais especificamente da área da geomorfologia. Podemos destacar como os principais resultados alcançados as análises referentes à relação entre os condicionantes geológicos/geomorfológicos e a ocorrência e comportamento de processos erosivos, permitindo afirmar que existe uma relação estreita entre a compartimentação geológica, orientação das estruturas, processos de rebaixamento de níveis de base, histórico de uso e ocupação do solo e a presença de processos erosivos. / [en] Land use has clear implications in the erosive processes and their relation with the geomorphological evolution can be seen notoriously. The Palmeiras stream basin is inserted in a place with low amplitudes of relief, but that presents a high potential of vulnerability to events of erosion and mass movements. We highlight obviously the large number of gully erosions that reach certain areas of the middle valley of the Paraíba do Sul river, mainly near its main axis in a great alignment of direction NE-SW to which the basin of the stream of Palmeiras is inserted. This study has as main objective the description of the origin and spatial distribution of the erosive processes in the Córrego dos Palmares basin. In order for the main objective of this work to be achieved, it is necessary to fulfill the specific objectives, which are: Analyze the spatial distribution of erosive processes; analyze the relation of the orientation of the gullies with the lithological structures of the geological substrate; Analyze the relationship between erosive processes and local base levels and; analyze the relationship between erosive processes and land use. For the accomplishment of this work, techniques of analysis and theoretical bases of the geographic science and more specifically of the area of geomorphology were used. We can highlight as the main results of the description the relationship between the geological / geomorphological conditions and the occurrence and behavior of erosive processes, allowing to affirm that there is a close relationship between the geological compartmentation, orientation of the structures. History of land use and occupation and the presence of erosive processes.

[pt] O estudo tem como objetivo avaliar a potencialidade dos SAFs na produção da paisagem sustentável a partir da abordagem sistêmica, sendo desenvolvido no Sítio Abaetetuba localizado na sub-bacia do Córrego das Paineiras, Toca da Onça, Lumiar, Nova Friburgo, Rio de Janeiro. Foram comparados diferentes usos cobertura encontrados no Sítio: Floresta, Pasto, Pousio e Sistema Agroflorestal (SAF). A quantificação da erosão foi realizada através de parcelas do tipo Gerlach com uma área de 20m2. Foram instalados três pluviômetros artesanais em área aberta para obtenção da média total de pluviosidade efetiva e três no entorno de cada parcela. Para análise das propriedades físicas e químicas do solo utilizou-se amostras indeformadas e deformadas, cinco em cada profundidade (0 – 5 e 5 – 10 cm), verificando-se a granulometria, a porosidade total, macroporosidade, microporosidade e densidade aparente (DAP), Ph, Soma de Bases e Saturação por Alumínio. A erosão superficial foi baixa, sendo maior na Floresta e Pasto do que no Pousio e SAF. A granulometria apresentou predominância de areia. A porosidade total foi alta, com maiores resultados da microporosidade correlacionada a macroporosidade nos usos e profundidades. O DAP apresentou-se menor para pasto e floresta com aumento da profundidade, no pousio e SAF houve aumento na ampliação da profundidade. O Ph em todos os usos apresentou-se ácido, refletindo uma baixa soma de bases e maior saturação de alumínio. Os manejos de SAF e Pousio apresentaram maior eficiência do que Floresta e Pasto para a manutenção da estabilidade da paisagem e como consequência para sua sustentabilidade. / [en] The study aims to evaluate the potential of agroforestry systems in the production of sustainable landscape from a systemic approach being developed in Abaetetuba Site located in sub-basin of the Painswick Stream, Plays of Oz, Lumiar, Nova Friburgo, Rio de Janeiro. We compared different uses cover found on the Site: Forest Pasture and Fallow Agroforestry System (AFS). The quantification of the erosion was achieved by the type Gerlach plots with an area of 20m2. Rain gauges were installed three craft in open area to obtain the total average effective rainfall and three around each plot. To analyze the physical and chemical properties of the soil was used and undisturbed samples, five at each depth (0 – 5 and 5 - 10 cm), checking the grain size, total porosity, macroporosity, microporosity and bulk density (DAP ), Ph, Sum of Bases and Saturation by Aluminum. The surface erosion was low, being higher in forest and pasture than in fallow and SAF. The particle size distribution showed a predominance of sand. Total porosity was high, with higher microporosity results correlated macroporosity in the uses and depths. The DAP was lower for pasture and forest with increasing depth in fallow and SAF increased to expand the depth. The pH in all uses is presented acid, reflecting a lower amount of base and higher saturation of aluminum. The management of APS and fallow had higher efficiency than Forest and Pasture for maintaining the stability of the landscape and as a consequence to its sustainability.

[pt] O presente estudo visa a avaliar a efetividade da adição de substâncias húmicas obtidas a partir da destilação de um rejeito de carvão mineral na redução da erodibilidade de um material de desmonte oriundo da mineração de Pedra Miracema. O material de Desmonte empregado no referido estudo é oriundo da extração de rochas ornamentais no município de Santo Antônio de Pádua, situado na região Noroeste do Estado do Rio de Janeiro. O material de desmonte tem textura arenosa e apresenta um teor de argila inferior a 10 por cento e o teor de matéria orgânica praticamente nulo, sendo classificado pelo SUCS como uma areia siltosa, o que lhe confere uma condição de elevada erodibilidade. A fim de reduzir a sua erodibilidade, foram adicionadas diferentes porcentagens de substância húmica proveniente do rejeito de carvão mineral (0 por cento, 0,5 por cento, 1 por cento, 3 por cento, 5 por cento). Adicionalmente, para efeito de comparação se aplicou também 1 por cento de uma substância húmica disponível comercialmente. A erodibilidade da mistura material de desmonte - substâncias húmicas foi avaliada através de um programa de ensaios laboratoriais que incluiu a realização de ensaios de desagregação, ensaios de compressão diametral e ensaios de furo de agulha. Paralelamente, foram realizados com as diferentes misturas ensaios de capacidade de troca catiônica, determinação de teor de matéria orgânica, microscopia ótica e microscopia de eletrônica de varredura a fim de justificar os resultados dos ensaios de avaliação da erodibilidade. Os resultados do programa experimental permitiram sugerir que a incorporação de substâncias húmicas a matriz terrosa do material de desmonte reduz o seu potencial de erodibilidade. Verificou-se ainda que uma maior eficácia do tratamento com o passar do tempo. / [en] This study assessed the effectiveness of humic substances in reducing the erodibility of a quarring waste material from pedra miracema mining. The quarring waste is highly erodible since it possesses a sandy texture, a clay content less than 10 per cent and an organic content close to zero. The humic substance used in the experimental program was obtained from coal waste and it was incorporated to the tailing at the following contents: 0,5 per cent, 1 per cent, 3 per cent and 5 per cent. It was also used a commercial product at 1 per cent content to evaluate the coal was performance. Erodibility was assessed through the use of degradation tests, Brazilian test and pinhole test. Additionally, in order to foster the discussions of the experimental program results, microscopy tests (both optical and electronic), cation exchange capacity and organic matter determinations were performed. The results have shown that the erodibility of the tailing can be reduced by the addition of humic substances. The higher the content the higher the reduction. It was also observed that the performance of humic substances in reducing erodibility increases with time.

[pt] Em geral a segurança das estruturas hidráulicas, em particular das barragens é muitas vezes ameaçada devido à formação de erosão próximo as fundações em conseqüência das altas velocidades dos jatos que partem dos vertedouros atingindo os maciços rochosos a jusante. O fenômeno de erosão envolve uma complexa interação entre processos hidráulicos e mecânicos. Um dos principais problemas no desenvolvimento dos métodos para estudo de erosões em rocha, esta associados ao entendimento dos complexos fenômenos físicos envolvidos no processo, cuja maioria não pode ser descritos e nem testados em escala de laboratório. A observação de fenômenos naturais, a avaliação do desempenho de estruturas hidráulicas, juntamente com a realização de experimentos em nível de laboratório e o desenvolvimento de modelos analíticos e numéricos têm contribuído muito para o entendimento dos mecanismos envolvidos no processo de erosão. Neste contexto, com o apoio da empresa Eletrobrás Furnas, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo físico implantado no laboratório de geotecnia da PUC-Rio, o qual possibilita a compreensão do processo físico de movimentação dos blocos rochosos durante a erosão, além da verificação e calibração de modelos numéricos a serem desenvolvidos. Inicialmente são abordados aspectos básicos sobre o comportamento mecânico e hidráulico dos maciços rochosos fraturados, evidenciando as propriedades das descontinuidades, além da importância destes aspectos no comportamento dos maciços ao efeito erosivo. O segundo capitulo apresenta o objeto de estudo deste trabalho, que é, o entendimento do fenômeno erosivo de maciços rochosos fraturados a jusante de dissipadores do tipo salto esqui, sendo abordado os aspectos hidráulicos e geomecânicos básicos envolvidos e os métodos existentes para a avaliação da erosão. O terceiro capítulo apresenta a proposta da célula cilíndrica desenvolvida, sendo descrito aspectos importantes, tais como a escolha do tipo de material, detalhamento e dimensionamento da célula. O próximo capítulo tem como intuito principal apresentar inicialmente os diferentes equipamentos utilizados nos ensaios juntamente com o sistema de aquisição de dados desenvolvido. Sendo também apresentada a metodologia utilizada para execução dos ensaios. O penúltimo capítulo apresenta a descrição dos ensaios realizados, os quais buscaram o melhor entendimento comportamento dos blocos rochosos durante o processo erosivo que ocorre a jusante de vertedouros. Os resultados experimentais obtidos pelo modelo físico desenvolvidos são apresentados, mostrando que é um importante equipamento de análise experimental para a previsão de processos erosivos a jusante de vertedouros, mas que também pode servir como suporte para a verificação e a calibração de modelos numéricos a serem desenvolvidos, os quais poderão servir como medidas de engenharia para mitigação do fenômeno erosivo. / [en] In general the safety of hydraulic structures, particularly dams is often threatened due to the formation of erosion around the foundations as a result of high speeds of the jets leaving the spillways reaching solid rock downstream.The erosion phenomenon involves a complex interaction between processes hydraulic and mechanical. A major problem in developing methods for study of erosion in rock, associated with this understanding of complex physical phenomena involved in the process, most of which can not be described nor tested in scale laboratory.The observation of natural phenomena, the performance evaluation of hydraulic structures, along with performing experiments in laboratory level and the development of analytical models and numbers have contributed greatly to the understanding of the mechanisms involved in the process of erosion.In this context, with the support of the company Eletrobrás Furnas, this paper presents the development of a physical model implemented in geotechnical laboratory at PUC-Rio, which furthers our understanding of physical process of transferring blocks of rocks during erosion, beyond verification and calibration of numerical models to be developed.Initially, it discusses basic aspects of the behavior mechanical and hydraulic fractured rock masses, showing the properties of the discontinuities and the importance of these aspects in behavior of the massive erosive effect.The second chapter presents the object of the present study, that is, the understanding of the phenomenon of erosive fractured rock masses downstream sinks like ski jumping, and discussed aspects basic hydraulic and geomechanical involved and existing methods for the assessment of erosion.The third chapter presents the proposal of the cylindrical cell developed as described important aspects such as choice the type of material, detail and scale of the cell.The next chapter is the primary purpose to present initially different equipment used in the tests with the system developed data acquisition. Is also presented methodology used to perform tests. The penultimate chapter presents a description of the tests, the which sought to better understand the behavior of rock blocks during the erosion process that occurs downstream of spillways. The experimental results obtained by physical model is developed presented, showing that it is an important analytical equipment experimental prediction of erosion downstream spillway, but it can also serve as support for verification and calibration of numerical models to be developed, which can serve as engineering measures to mitigate the erosion phenomenon.

[pt] Modelagem de canais turbidíticos é um tema muito presente nas pesquisas da extração do petróleo. O desafio encontra-se em elaborar formas de extração e identificação desses canais em uma superfície pré-determinada. De outro lado, tem-se a sísmica que pode gerar, no resultado final da captação, listas de probabilidades do acúmulo de hidrocarbonetos desta superfície. Unindo estes assuntos, o objetivo deste trabalho é criar um modelo de extração de canais turbidíticos a partir de superfícies interpretadas pela sísmica, utilizando técnicas computacionais e, em particular, um algoritmo de erosão volumétrica. Além do modelo final proposto nesta pesquisa, uma contribuição foi agregar uma particularidade probabilística do dado 3D, em estudo, no algoritmo de erosão utilizado. / [en] Turbidite channels modeling is a very present theme in oil extraction research. The challenge lies in elaborating ways of extracting and identifying these channels on a predetermined surface. On the other hand, seismic data can generate, in the final result of the capture, lists of probabilities of the accumulation of hydrocarbons on this surface. Bringing these subjects together, the objective of this work is to create a model for the extraction of turbiditic channels from surfaces interpreted by Seismic, using computational techniques and, in particular, a volumetric erosion algorithm. In addition to the proposed model in this research, one contribution was to add a probabilistic particularity of the 3D data in the erosion algorithm used.

[pt] Em uma barragem de terra homogênea responsável pelo abastecimento de água de um empreendimento privado, observou-se um processo inicial de carreamento de partículas finas próximo ao pé do talude de jusante, situação tida como um dos principais modos de falha de barragens. Embora esta anomalia tenha sido devidamente controlada na estrutura em estudo, este trabalho buscou encontrar as causas para a ocorrência detectada, visando aprofundar o conhecimento sobre o assunto. Para isso, investigou-se o histórico da estrutura, coletou-se amostras indeformadas próximo a região de interesse com a função de realizar ensaios de laboratório para caracterizar o solo no local, determinar os parâmetros físicos, aferir coeficientes de permeabilidade sob diferentes tensões efetivas e encontrar a sua curva característica (SWCC) através de ensaios de papelfiltro. Com os resultados dos ensaios, foram elaborados modelos computacionais sob diferentes cenários para investigar o comportamento dos gradientes hidráulicos. Foi empregado o software Plaxis LE para esta função. Avaliou-se se a adoção de parâmetros não saturados ou a consideração de análises tridimensionais promoveria alguma alteração no padrão de fluxo na estrutura em estudo, o que não ocorreu. Também foi considerado se a interação solo-atmosfera poderia gerar gradientes hidráulicos críticos através de ciclos de chuva e evaporação, mas também não houve resultados críticos. Ao variar o coeficiente de permeabilidade no corpo da barragem, observou-se que existe uma relação inversamente proporcional com o gradiente hidráulico. Desta forma, entende-se que a presença de solos orgânicos no pé do talude de jusante pode ter acarretado o processo de carreamento observado. / [en] In a homogeneous earthfill dam responsible for the water supply of a private company, an initial process of internal erosion was observed near the base of the downstream slope, which is listed as one of the main dam failures causes in the world. Although this problem has been correctly solved at the studied structure, this thesis aimed to find the causes for the detected anomaly in order to increase knowledge about this subject. To do so, the history of the structure was investigated, undisturbed samples were collected near the region of interest to carry out laboratory tests to characterize the soil, determine the physical parameters, measure permeability coefficients under different effective stresses and find its characteristic curve (SWCC) through filter paper tests. With the results of the tests, computational models were elaborated under different scenarios to investigate the behavior of hydraulic gradients. The software Plaxis LE was used in this work. It was evaluated whether the adoption of unsaturated parameters or 3D analysis would promote any change in the flow pattern in the studied structure, which did not occur. It was also considered whether the soil-atmosphere interaction could generate critical hydraulic gradients through rainfall and evaporation cycles, but there were no critical results either. Although, permeability seems to have a an inversely proportional relationship with hydraulic gradient. Thus, it is understood that the formation of organic soils at the toe of the downstream slope may have led to the observed internal erosion process.

[pt] Esta dissertação de mestrado tem por objetivo avaliar e determinar a influência da cavitação no fenômeno da erosão de materiais de engenharia à luz das recomendações da norma ASTM G32:2010. O trabalho foi motivado pelo interesse do Programa de Metrologia em participar, no âmbito da cooperação celebrada com o Instituto de Metrologia do Reino Unido, de um novo desafio no campo da metrologia científica relacionado à medição de cavitação. A metodologia utilizada baseou-se em trabalhos experimentais realizados com o medidor de cavitação recentemente desenvolvido pelo Laboratório de Acústica do NPL, que foi pioneiramente utilizado para mapear os níveis de cavitação nos experimentos de erosão de materiais de engenharia para diferentes amplitudes (delta) de pulsação do transdutor e diferentes posicionamentos (lambda) da haste do transdutor em relação ao espécime submetido à erosão. Dentre os resultados destaca-se a perda de massa mensurada para cada um dos três materiais de engenharia submetidos à erosão por cavitação: 101,4 mg no Alumínio; 66,0 mg na Liga Alumínio-Bronze e 6,80 mg no Aço inoxidável 304. Três são as conclusões mais relevantes do trabalho (i) no que concerne a perda de massa (medida da erosão), o parâmetro delta mostrou-se mais crítico que o parâmetro lambda; (ii) os materiais de menor dureza são os mais susceptíveis à erosão por cavitação e (iii) quanto maior a resistência à erosão menor é a uniformidade da cavitação. / [en] The aim of this dissertation is to evaluate and assess the influence of the cavitation on the erosion of engineering materials in line with recommendations of the ASTM G32:2010 standard. The work was motivated by the interest of the postgraduate Metrology Programme to participate, within the framework of the cooperation celebrated with the National Metrology Institute of the United Kingdom (National Physical Laboratory, NPL), in a new metrology challenge related to measurement of cavitation. The methodology used was based on experimental work carried out with the cavitation meter recently developed by the Laboratory of Acoustics of the NPL, which was first used to map the levels of cavitation inducing erosion in engineering materials for different amplitude of the transducer (delta) and displacement (lambda) of the transducer horn relative to the specimen subjected to erosion. Among the results is emphasized the mass loss measured for each of the three engineering materials submitted to cavitation erosion: 101.4 mg for the aluminium; 66.00 mg for the Alloy Aluminium-Bronze and 6.80 mg for the stainless steel 304. Three are the main findings of the work (i) with respect to loss of mass (a measure of erosion), the parameter delta was more critical that the parameter lambda; (ii) the lower the hardness of the engineering material eroded, the most susceptible it becomes to cavitation erosion and (iii) the higher the erosion resistance the lower the uniformity of cavitation.

[pt] Esta dissertação, desenvolvida dentro do contexto do projeto PRONEX do Centro Geotécnico de Meio Ambiente da PUC-Rio e através de um convênio com FURNAS - PUC-Rio, apresenta uma contribuição quanto à identificação e compreensão dos mecanismos envolvidos em processos de erosão, considerando seus aspectos geológico-geotécnicos bem como medidas preventivas de reparo no caso da formação de uma voçoroca específica. A evolução do processo erosivo estudado tem suas origens na remoção mecânica de uma camada com cerca de cinco metros de solo argiloso de uma área explorada na época da construção de uma barragem de terra homogênea pertencente ao complexo Hidrelétrico de Itumbiara. Os principais aspectos da área estudada, tais como sua localização, condições climáticas e tipos de solo e vegetação foram considerados no desenvolvimento do trabalho, além de aspectos geológicos regionais e características geológico-geotécnicas da área afetada pelos processos de erosão. Tomando como base o perfil de intemperismo identificado pela inspeção das paredes da formação da voçoroca, bem como amostras de furos de sondagens SPT (ensaio de penetração normal), quatro tipos de camadas de solo foram tomados como representantes das condições do local. Objetivando-se a identificação, classificação e definição do potencial de erosão de tais materiais, espécies de amostras indeformadas de bloco (bem como as amolgadas) foram submetidas a investigações laboratoriais abrangendo: ensaio convencional de caracterização de solo; ensaio de caracterização MCT (mini-MCV); Crumb Test; ensaio de Desagregação; Pinhole Test; e Inderbitzen; ensaios de permeabilidade (também desenvolvidos em campo); análise química da água intersticial; análise mineralógica (difração de raios - X); ensaio de Resistência a Tração (sob condições de saturações diferentes) e ensaio de papel filtro (para definição das curvas características da umidade). Baseado em testes de laboratório, observações e dados de pesquisas de campo advindos de um monitoramento de poro-pressão (através de piezômetros instalados no local), mecanismos de erosão que possam predominar na área foram definidos como: micro-ravinas, ravinas e voçorocas, dentre outros. Também, ao final do trabalho, são apresentadas sugestões para remediação do local, considerando-se medidas corretivas usadas dentro do contexto da prática geotécnica convencional, e uma metodologia a ser seguida em investigações futuras relacionadas à caracterização do local e desenvolvimento de processos de erosão. / [en] This dissertation, developed within the context of the PRONEX Project of the Environmental Geotechnical Center of PUC-Rio and through a FURNAS-PUC-Rio Convenium, presents a contribution towards the identification and comprehension of mechanisms involved in erosion processes, considering its geological and geotechnical aspects as well as preventive repairing measures in the case of a specific gully formation. The evolution of the studied erosive process has its origin in the mechanical removal of some five meters of a clayey soil layer from a borrow area exploited at the time of the construction of an homogeneous embankment dam belonging to the Itumbiara Hydroelectric Complex. The main aspects of the studied area, such as its location, climatic conditions and soil and vegetation types were considered in the development of the work, besides regional geological aspects and geological-geotechnical features of the area affected by the erosion processes. Taking as a basis the unsaturated weathering profile identified by inspection of the walls of the gully formation, as well as of samples from SPT (standard penetration test) boreholes, four types of soil layers were taken as representative of site conditions. Aiming the identification, classification and definition of the erodibility potential of such materials, specimens from undisturbed block samples (as well as remolded ones) were submitted to laboratory investigations comprising: conventional soil characterization tests; MCT characterization test (mini-MCV); crumb test; desegregation test; pinhole test; Inderbitzen test, permeability tests (also performed in the field); chemical analysis (both soil and voids -water); mineralogical analysis (Xrays diffraction); tensile strength test (under different saturation conditions) and filter paper test (for definition of soil-moisture characteristic curves). Based on the results of the laboratory tests, field observations and data from pore-pressure monitoring (through piezometers installed in the site), erosion mechanisms that may prevail in the area were defined as micro-rills, rill, gully and others. Also, at the end of the work, are presented suggestions for remediation of the site, considering corrective measures used within the context of conventional geotechnical practice, and a methodology to be followed in further investigations related to the characterization of the site and development of erosion processes.