Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-03-30T18:26:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE DOUTORADO 2015.pdf: 3908748 bytes, checksum: 8a2a87bfded468f094cef82a4194b28a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-30T18:26:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE DOUTORADO 2015.pdf: 3908748 bytes, checksum: 8a2a87bfded468f094cef82a4194b28a (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / FACEPE / Um dos maiores desafios da Engenharia Geotécnica é a identificação de um sistema de cobertura final para aterro de resíduos sólidos urbanos (RSU) com a utilização de materiais de baixo custo, que minimize a infiltração de água e que possa reduzir as emissões de gases de efeito estufa (GEE). Esta pesquisa tem o objetivo de avaliar o comportamento hidromecânico de um solo e da sua mistura com composto orgânico. Amostras do solo da Formação Barreiras e do composto orgânico utilizado na camada de cobertura da célula experimental do Aterro da Muribeca, Pernambuco, foram coletadas. Os ensaios foram realizados em amostras compactadas em campo e em laboratório no solo natural e nas misturas solo-composto nas proporções, em volume, de 3:1 e 1:1. Em campo, foram avaliados o grau de compactação e a resistência de ponta com uso do penetrômetro dinâmico DPL (Dynamic Petermeter Light). Em laboratório, foram realizados ensaios de caracterização física e química. Nas amostras compactadas, em laboratório, na umidade ótima e peso específico aparente seco máximo foram obtidas as curvas de retenção de água no ramo de secagem e de umedecimento (histerese) e realizadas avaliação de velocidade da perda de umidade em relação à sucção, avaliação da resistência ao cisalhamento e da resistência de ponta. As camadas de cobertura de campo foram simuladas em lisímetros com as mesmas espessuras de campo e compactadas nas condições ótimas de laboratório e avaliada a resistência de ponta com uso dos penetrômetros dinâmico (DPL) e estático CPT (Cone Penetration Test). As curvas experimentais de retenção de água foram ajustadas utilizando o modelo de van Genuchten (1980). O solo natural e as misturas solos-composto apresentam granulometria similares constituída de silte de baixa compressibilidade. O acréscimo do composto ao solo natural provocou uma diminuição no peso específico aparente seco, um aumento na umidade ótima, um acréscimo na capacidade de retenção de umidade até a sucção de 1000 kPa, não apresentando diferenças significativas para sucções superiores. O aumento do composto ao solo elevou a saturação de base para valores acima de 50%, tornando as misturas eutróficas (férteis) propícias para o desenvolvimento de vegetais, aumento da histerese e redução da resistência ao cisalhamento e de ponta do solo. A condutividade hidráulica saturada do solo e das misturas solo-composto é da ordem de 10-8 m/s. O perfil formado por uma camada de 0,30 m de solo natural sobreposta por uma camada de 0,30 m de solo-composto na proporção de 3:1 foi o que apresentou melhor capacidade de retenção de água, maior resistência de ponta e ao cisalhamento. / Um dos maiores desafios da Engenharia Geotécnica é a identificação de um sistema de cobertura final para aterro de resíduos sólidos urbanos (RSU) com a utilização de materiais de baixo custo, que minimize a infiltração de água e que possa reduzir as emissões de gases de efeito estufa (GEE). Esta pesquisa tem o objetivo de avaliar o comportamento hidromecânico de um solo e da sua mistura com composto orgânico. Amostras do solo da Formação Barreiras e do composto orgânico utilizado na camada de cobertura da célula experimental do Aterro da Muribeca, Pernambuco, foram coletadas. Os ensaios foram realizados em amostras compactadas em campo e em laboratório no solo natural e nas misturas solo-composto nas proporções, em volume, de 3:1 e 1:1. Em campo, foram avaliados o grau de compactação e a resistência de ponta com uso do penetrômetro dinâmico DPL (Dynamic Petermeter Light). Em laboratório, foram realizados ensaios de caracterização física e química. Nas amostras compactadas, em laboratório, na umidade ótima e peso específico aparente seco máximo foram obtidas as curvas de retenção de água no ramo de secagem e de umedecimento (histerese) e realizadas avaliação de velocidade da perda de umidade em relação à sucção, avaliação da resistência ao cisalhamento e da resistência de ponta. As camadas de cobertura de campo foram simuladas em lisímetros com as mesmas espessuras de campo e compactadas nas condições ótimas de laboratório e avaliada a resistência de ponta com uso dos penetrômetros dinâmico (DPL) e estático CPT (Cone Penetration Test). As curvas experimentais de retenção de água foram ajustadas utilizando o modelo de van Genuchten (1980). O solo natural e as misturas solos-composto apresentam granulometria similares constituída de silte de baixa compressibilidade. O acréscimo do composto ao solo natural provocou uma diminuição no peso específico aparente seco, um aumento na umidade ótima, um acréscimo na capacidade de retenção de umidade até a sucção de 1000 kPa, não apresentando diferenças significativas para sucções superiores. O aumento do composto ao solo elevou a saturação de base para valores acima de 50%, tornando as misturas eutróficas (férteis) propícias para o desenvolvimento de vegetais, aumento da histerese e redução da resistência ao cisalhamento e de ponta do solo. A condutividade hidráulica saturada do solo e das misturas solo-composto é da ordem de 10-8 m/s. O perfil formado por uma camada de 0,30 m de solo natural sobreposta por uma camada de 0,30 m de solo-composto na proporção de 3:1 foi o que apresentou melhor capacidade de retenção de água, maior resistência de ponta e ao cisalhamento.

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-04T19:27:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação_Glauber.pdf: 1809648 bytes, checksum: 0b3c2a4d3ebd110bbd12c6e5323d73b8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T19:27:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação_Glauber.pdf: 1809648 bytes, checksum: 0b3c2a4d3ebd110bbd12c6e5323d73b8 (MD5) Previous issue date: 2012-07-18 / CNPq / Como componente básico das paisagens, os solos apresentam funções estruturais enquanto suporte físico dos ecossistemas, tendo diversas funcionalidades ecológicas. Além disso, constituem um importante meio fixador de carbono e depurador de efluentes. As medidas das propriedades hidráulicas dos solos são de fundamental importância na maioria dos estudos relacionados aos processos agrícolas, ambientais e hidrológicos. A gestão ambiental sustentável, mediante visão conjunta de recursos naturais, vem sendo adotada para o monitoramento da sustentabilidade do uso de terras, particularmente aquelas de uso agropecuário. Estudos de compartimentação da paisagem, agregando informações dos solos bem como do uso e cobertura de terras, têm sido realizados, integrando uma visão conjunta do comportamento das condições naturais e das atividades humanas neles desenvolvidas, uma vez que mudanças significativas, em quaisquer dessas unidades, podem gerar alterações no meio ambiente. As Unidades Geoambientais constituem unidades importantes de avaliação de uma região, devido à caracterização dos recursos naturais, associada ao uso e ocupação antrópica. Os estudos relacionados às propriedades hidráulicas de solos nessas unidades são essenciais na modelagem do movimento de água e solutos, e muitas vezes não são fáceis de serem determinadas. Este trabalho teve como objetivo caracterizar as propriedades hidrodinâmicas de solos de três Unidades Geoambientais do Estado de Pernambuco, a partir da determinação dos parâmetros de forma e de normalização das curvas θ(h) e K(θ), utilizando a metodologia Beerkan. A determinação das características hidrodinâmicas, seja em nível de campo ou por análises laboratoriais, geralmente necessita de um grande número de informações, tornando-se demorada e dispendiosa. Porém existem métodos indiretos, teorias e modelos matemáticos, que se baseiam em dados do solo que se encontram disponíveis, e que podem ser utilizados para tais determinações, facilitando e reduzindo os custos dessas operações. O Beerkan é um método semifísico que propõe, a partir de medidas da curva granulométrica e de infiltração, determinar as curvas de retenção θ(h) e de condutividade hidráulica do solo K(θ) descritas respectivamente pelas equações de van Genuchten e Brooks & Corey. Essas equações apresentam dois parâmetros de forma relacionados com a textura e três parâmetros de normalização relacionados com a estrutura do solo. Como resultado, os parâmetros de forma M, N, m, n e  e os de normalização θs, Ks e hg foram encontrados e através destes as curvas de retenção e de condutividade hidráulica da água nos solos estudados foram obtidas. O método Beerkan se manteve apropriado, robusto e inteiramente adaptado para modelar a infiltração tridimensional no campo.

As propriedades hidráulicas do solo de interesse são a curva de retenção da água no solo, a condutividade hidráulica e difusividade hidráulica, ambas em função do conteúdo de água no solo. Estas propriedades dependem do tamanho, forma, distribuição e grau de interconexões dos poros. O método do perfil instantâneo é um dos métodos mais utilizados na determinação da condutividade hidráulica do solo não saturado pela sua simplicidade experimental e matemática. Assim, este projeto visa avaliar a) a condutividade hidráulica em função do conteúdo de água em dois solos bem distintos estruturalmente pelo método do perfil instantâneo, com e sem a remoção de horizontes sobrejacentes, estimando o conteúdo de água via curvas de retenção determinadas em laboratório e em campo, e b) o sistema poroso do solo por meio de técnicas de análise de imagens e correlacionar os resultados à condutividade hidráulica do solo não saturado obtido pelo método do perfil instantâneo. O experimento foi conduzido em quatro horizontes de um Latossolo e de um Nitossolo. A CRA em campo foi elaborada utilizando-se tensiômetros com manômetro de mercúrio, enquanto que a CRA em laboratório foi determinada com amostras de solo com estrutura indeformada em funis de placa porosa e em câmara de pressão com placa porosa. A condutividade hidráulica não saturada foi determinada pelo método indireto em laboratório e em campo, seguindo a metodologia do método do perfil instantâneo, sem e com a remoção dos horizontes sobrejacentes. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que: (a) os valores do conteúdo de água médio à base de volume para cada tensão em campo foram menores que os obtidos em laboratório em praticamente todas as tensões; (b) a eficiência da equação de ajuste da curva de retenção da água foi maior para o método de laboratório; (c) as análises micromorfométricas tenderam a subestimar os valores de área de poro para todas as classes de tamanho de poros e horizontes; (d) a análise micromorfométrica fornece uma estimativa do grau de interconexões do sistema poroso; (e) pequenas mudanças no conteúdo de água no solo afetam o valor de difusividade hidráulica em um grau muito menor que a condutividade hidráulica; e (f) é necessário ter cautela ao utilizar dados de laboratório para representar as condições de campo, visto que os valores de K(θ) foram superestimados pela CRA obtida em laboratório, em relação ao método de campo, ocorrendo de forma mais pronunciada nas menores tensões da água no solo. / The soil hydraulic properties of interest are the soil water retention curve, hydraulic conductivity and hydraulic diffusivity, both as a function of the soil water content. These properties depend on the size, shape, distribution and degree of pore interconnections. The instantaneous profile method is one of the most used methods to determine the unsaturated hydraulic conductivity due to its experimental and mathematical simplicity. Thus, this project aims to evaluate a) hydraulic conductivity as a function of water content in two distinct structured soils by the instant profile method, without/with removal of overlying horizons, estimating the soil water content through retention curves determined in the laboratory and in the field, and b) the soil porous system using image analysis techniques and correlation the results to the unsaturated hydraulic conductivity obtained by the instant profile method. The experiment was conducted on four horizons of a Ferralsols and a Nitisol. The SWRC was made with tensiometers with mercury manometers, while a SWRC in the laboratory was made with undisturbed soil samples in porous plate funnels and in porous plate pressure chamber. The unsaturated hydraulic conductivity was determined by the indirect method in the laboratory and using the instant profile method in the field, without/with removal of the overlying horizons. The conclusions are: (a) the water content for each tension in the field are smaller than those obtained in the laboratory at practically all tensions; (b) the efficiency of the water retention curve fitting equation was greater for the laboratory method; (c) the micromorphometric analysis tended to underestimate pore area values for all pore size classes and horizons; (d) the micromorphometric analysis provides an estimation of the porous system interconnections degree; (e) small changes in soil water content affect the hydraulic diffusion values to a much lower degree than the hydraulic conductivity; and (f) it is necessary to take care in using laboratory data to represent field conditions, since the values of K(θ) were overrated by the laboratory SWRC, compared to the field, more pronounced in smaller water tensions.

O conhecimento do comportamento físico-hídrico do solo é fundamental para sua caracterização. Dentre elas, a determinação da curva de retenção de água é o processo que costuma ser mais oneroso e demorado. Várias tentativas estão sendo estudadas no sentido de minimizar custo e tempo para a obtenção desta curva. A escolha do número e da combinação de pontos, ou seja, dados de umidade e correspondente tensão da água no solo, utilizados para a determinação da curva de retenção, normalmente é feita de forma arbitrária, contudo, a demora na obtenção da curva de retenção, aliada ao valor considerado alto para pequenos irrigantes, são na maioria das vezes, um empecilho para que o agricultor realize esta análise. O objetivo deste trabalho foi definir o menor número e a melhor combinação de pares de umidade e tensão de água no solo que resulte na descrição de uma curva de retenção de água do solo confiável. Para a realização da pesquisa, foram utilizados dois tipos de solos com granulometrias distintas, (arenoso e argiloso). Foram realizadas nove repetições, para cada tipo de solo, as quais foram submetidas a diferentes tensões pelo método da câmara de Richards e ajustadas pelo modelo de van Genuchten. Realizaram-se curvas contendo 4, 5, 7, 8, 9, 10 e 13 pontos de tensão, sendo que a curva que contem 13 pontos foi adotada neste estudo como referência (A1) na comparação com as demais. A análise estatística foi gerada inicialmente sobre os dados brutos das umidades do solo observadas para todas as repetições, calculando-se os coeficientes de variação para os parâmetros do modelo de van Genuchten. Posteriormente, entre os dados observados e ajustados pelo modelo, foram determinados índices estatísticos comparativos. Finalmente, os parâmetros obtidos de vários pares de umidade e correspondente tensão de água no solo obtidos na câmara Richards foram comparados aos parâmetros equivalentes da curva referência (A1) e submetidos à análise de variância (teste F), e suas médias comparadas pelo teste de Scott-Knott a 5%. A curva de retenção de água no solo com 7 pontos, elaborada com as tensões 0, 40, 100, 300, 1.000, 5.000 e 15.000 hPa, foi a que mais se aproximou da curva de referência A1, não apresentando diferença estatística em nenhum dos parâmetros do modelo. / The knowledge of the soil hydrophysical behavior is critical for characterizing its physical properties. Among them, the determination of the soil water retention curve is often the most expensive and the most time consuming. Many attempts have been tried in order to minimize the cost and the time to obtain this curve. The choice of number and combinations of points to be taken, i.e., water content and its corresponding water potential in soil, used to determine the soil water retention curve, is usually made arbitrarily, however, the delay in obtaining the curve, coupled with the cost considered high to small irrigators, are mostly an obstacle for the farmer to carry out this analysis. The objective of this work was to define the smallest number and the optimal combination of water content and water potential pairs that result in a trustable soil water retention curve. To carry out this research, two types of soils with contrasting textures were used (sandy and clay soil). For each type of soil, nine repetitions were submitted to different tensions by the Richards chamber method and adjusted by the equation of van Genuchten. Curves with 4, 5, 7, 8, 9, 10 e 13 tension points were made, taking the 13-point curve as a standard (A1) in comparison to the others. Initially, the statistical analysis was performed on the raw data of the observed water contents for all the repetitions, calculating the variation coefficient for the van Genuchten equation parameters. Subsequently, statistical indices of comparison were used between the observed and adjusted data. Lastly, the obtained parameters for different pairs of water content and its corresponding water potential in Richards\' chamber were compared to the equivalent parameters of the standard curve (A1) and submitted to the analysis of variance (F test), and their mean values were compared by the Scott-Knott test (5% of probability). The 7-point soil water retention curve, using the tensions of 0; 40; 100; 300; 1,000; 5,000 e 15,000 hPa, was the closest one to the standard curve A1, showing no statistical difference in any parameters of the model.

A curva de retenção da água no solo é um dos principais instrumentos para avaliar a qualidade física dos solos e possibilitar seu manejo adequado. Por meio da Teoria da Capilaridade vários equipamentos foram desenvolvidos para determinar a intensidade com que a água está retida ao solo, porém, pouco se tem dado atenção para verificar se os pressupostos para o real funcionamento da teoria estão sendo atendidos. Um aspecto refere-se ao tamanho da amostra utilizada para determinar a curva de retenção, de modo que haja continuidade dos feixes capilares na amostra e placa porosa. Desta forma, este trabalho propõe avaliar diferentes tamanhos de amostra indeformada para a determinação da curva de retenção. Para isso, coletaram-se amostras em anéis volumétricos cilíndricos de três tamanhos (altura) diferentes (T1 - 0,075 m; T2 - 0,05 m; T3 - 0,025 m;) e mesmo diâmetro interno (0,07 m), dos horizontes diagnósticos de um Latossolo e um Nitossolo em áreas experimentais da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq/USP), Piracicaba - SP. Realizou-se a caracterização física destes solos, por meio da análise granulométrica, densidade do solo, densidade de partículas, porosidade total e teor de carbono orgânico. As curvas foram determinadas para cada tamanho de amostra, utilizando-se o Funil de Haines, para as tensões 0,5, 1, 4, 6 e 10 kPa, e a Câmara de Pressão de Richards para 33, 100 e 500 kPa. As curvas de retenção foram ajustadas pelo modelo utilizado por van Genuchten. Estimadas as curvas, avaliou-se a distribuição de poros do solo das amostras, determinando-se a curva de frequência acumulada de poros em função do logaritmo do raio e, depois pela diferenciação das equações de ajuste das curvas de retenção, a curva diferencial de frequência acumulada de poros. Os resultados mostram que o Latossolo, por ter textura arenosa no horizonte estudado, não apresentou diferença significativa nas curvas de retenção para os tamanhos das amostras estudadas. Verificou-se pouca modificação na distribuição dos poros deste solo, que possui teor elevado das frações areia fina e muito fina, e desenvolveram papel importante para a retenção de água. O Nitossolo, por sua vez, apresentou diferença significativa da curva obtida pela amostra de menor tamanho (T3), havendo maior retenção de água com a diminuição do tamanho da amostra. Devido a sua textura muito argilosa, o arranjo estrutural deste solo foi diferenciado ao se utilizar as amostras maiores, com provável interrupção e descontinuidade dos feixes capilares. Consequentemente, houve também alteração na distribuição dos poros, com redução dos mesoporos e aumento dos microporos. Desta forma, pode-se concluir que o tamanho da amostra influenciou a curva de retenção da água devido à complexidade estrutural do solo, que provavelmente é diferente nas amostras maiores por causa da continuidade dos feixes capilares, principalmente no Nitossolo. Em outras palavras, quanto menor o tamanho da amostra há menor diferenciação no arranjo de poros, ou seja, maior proximidade da real condição do solo e, assim, uma interpretação da retenção de água \"mais correta\" por meio da Teoria da Capilaridade. / The soil water retention curve is one of main tools to assess the physical quality of the soil and to make possible its adequate management. By means of the Capillary Theory, many instruments have been developed to determine the water retention forces in soil, but, little attention has been given to check whether the assumptions for the application of the theory are being attended. One aspect relates to the sample size used to determine the retention curve, so that there is capillary continuity of the sample and porous plate. Thus, this study aimed to evaluate different sizes of undisturbed cylindrical samples for determination of the retention curve. The samples were collected from diagnostic horizons of Latosol and a Nitosol, in experimental areas of the Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq/USP), Piracicaba - SP. Three volumetric rings with three different heights (T1 - 0,075 m; T2 - 0,05 m; T3 - 0,025 m;), were used the diameter of the rings were the same for the three sizes (0,07 m). The physical characterization soils were made by the granulometric analysis, bulk density, particle density, porosity and organic carbon. The curves were determined for each sample size, using the Haine\'s funnel, for tensions 0.5, 1, 4, 6 and 10 kPa, and Richard\'s pressure chamber for 33, 100 and 500 kPa. The pore size distribution of the soil was evoluated first by determining the cumulative frequency curve of pore radius, and then, by differentiating fitling equation of fluis curve to obtain a differential curve of pore cumulative frequency. The retention curves were fitted by the model used by Van Genuchtem. The results showed that in the Latosol there was no significant difference in retention curves for the sizes of the samples studied. There was little change in pore distribution of the fluis soil with high content of fractions fine and very fine sand, that developes significant role in soil water retention. The Nitosol exhibited significant difference of the curve obtained by the smallest size sample (T3), with greater water retention with the decreasing of the sample size. Because of its very clayey texture, the structural arrangement of this soil was different when larger samples were used, with probable interruption and discontinuity of capillaries. Consequently there was also a change in the pore distribution, with reduction of mesopores and an increase of micropores. Thus, itean be conclude that the sample size influenced the soil water retention curve due to the structural complexity of the soil that probably is different in the bigger sample because of the continuity of the capillary budles fluit was more affected in the Nitosol. In other words, the smaller the sample size, the smaller the difference in the arrangement of pores, that is, more closeness of the actual condition of the soil and so a \"more correct\" interpretation of soil water retention by capillary theory.

As condições físicas do solo têm efeitos diretos e indiretos na produtividade e na qualidade ambiental. Solos bem agregados, com um manejo adequado, são capazes de manter um balanço de ar e água assim como promover a ciclagem de nutrientes e propiciar o desenvolvimento de raízes. O objetivo desse trabalho foi avaliar o uso do modelo de Dexter índice S, para o mapeamento da qualidade física do solo em uma escala de microbacia hidrográfica (MB) e avaliar o desempenho do modelo indireto de Arya e Paris e programa Qualisolo para a obtenção do índice S. O experimento foi dividido em três etapas: 1) Medida do índice S em uma base de dados de solos contendo 111 amostras e avaliação da sua dependência com a densidade do solo. Em todas as amostras obteve-se o índice S de duas formas: i) a partir da curva de retenção (CR) experimental (SCRexperimental) e ii) por meio da granulometria detalhada, usando o modelo de Arya e Paris com o programa Qualisolo (SCRqualisolo); 2) Estudo do índice S em uma escala de microbacia hidrográfica (MB), 15 parcelas na MB do Ribeirão Canchim, São Carlos, SP, compreendendo classes de solos e coberturas mais comumente encontradas nessa região. 3) Ampliação do estudo do índice S na microbacia, realizando medidas de granulometria, densidade (s), resistência à penetração (RP) e a obtenção do índice SCRqualisolo em mais trinta pontos da MB. Na comparação entre os métodos para o cálculo do índice S verificou-se que SCRexperimental apresentou uma maior variabilidade entre seus pontos, demonstrando ser mais sensível as variações de , textura ou estrutura. Apesar do modelo de Arya e Paris receber uma forte influência da textura do solo, sua determinação integrado ao programa Qualisolo, demonstrou ser uma opção rápida para obter a curva de retenção e o índice S. Com relação ao estudo do índice S na MB, as áreas de pastagem apresentaram os maiores valores de RP, s e relativa e os menores valores de índice S, sendo classificadas como solos de qualidade física pobre. Os valores de S apresentaram a mesma tendência dos parâmetros do solo que estão associados com a qualidade física, que são s e RP, porosidade, curva de retenção e a avaliação qualitativa e quantitativa das imagens de microtomografia que estão associadas com a macroporosidade. Apesar de ser possível uma classificação visual do solo em relação a sua qualidade física, o índice S é possibilita uma avaliação quantitativa e objetiva do estado de degradação física do solo, uma vez que possui uma boa correlação com os demais parâmetros que indicam a qualidade do solo, como observado / The soil physical conditions have direct and indirect effects on plant productivity and environmental quality. Well aggregated soils with appropriate management are able to maintain a good balance between air and water, promote nutrient cycling and good development of roots. The objective of this work was to evaluate the use of the S index of Dexter, for mapping the soil physical quality in a watershed and evaluate the performance of the indirect model of Arya and Paris and the Qualisolo software to estimate the S index. The study was divided into three parts: Measurement of the S index in a database containing 111 soils and the evaluation of their dependence with the soil bulk density (s). For all samples the S index was determined by: i) using the experimental soil water retention curve (SRCexperimental) and ii) using the Arya and Paris model and the Qualisolo software (SRCqualisolo) on measured particle size distribution data; 2) The study of the S index in 15 points of the Ribeirão Canchim watershed, São Carlos, SP, covering the most abundant soil classes and the most commonly used crops in this region; 3) Extension of the S index study to other 30 points where only the SCRqualisolo was determined from measured particle size distribution and compared with measured s and penetration resistance (PR). When comparing the two methods for determining S it was verified that SRCexperimental presented a greater variability among points, showing to be more sensitive to variations in s, texture and structure. Although the significant influence of soil texture on the Arya and Paris model,,the estimation of SCRqualisolo from particle size distribution is very simple and faster than SCRqualisolo and it is an interesting alternative. The areas under pasture presented the lowest S index and the highest s and were classified as low physical quality areas. The S values follow the same trends of the soil parameters associated with soil quality, which are s, PR, porosity, the soil water retention curves and the qualitative and quantitative parameters of the microtomographic images. The S index allows a quantitative and objective measure and expresses the state of physical degradation of soil, since it showed a good correlation with other parameters associated with soil physical quality

Este trabalho teve como objetivo verificar a funcionabilidade de diferentes técnicas de imposição e de controle de sucção, bem como comparar os resultados por elas fornecidas, quando à determinação de certas características e propriedades dos solos não saturados. As técnicas testadas foram a de translação de eixos (TE), a osmótica (MO), a do papel filtro (PF), a do tensiômetro de alta capacidade (TAC) e a de controle da sucção por imposição da umidade relativa (CSIUR). Verificou-se que a variabilidade de cada um dos métodos estudados é da mesma ordem de grandeza das comumente medidas nos ensaios correntes na mecânica dos solos. Foi possível, também, estabelecer os limites de equivalência de resultados fornecidos por diferentes técnicas, quando se mediram as características de retenção de água, a compressibilidade e a resistência à compressão simples dos solos objeto de estudo. Constatou-se também a dificuldade de utilização do método osmótico no solo siltoso (caulim), provavelmente, pela ocorrência de reações que bloquearam a continuidade da osmose e do TAC na medição da sucção apresentando valores sempre crescentes da sucção sem estabilização dos valores lidos em solos com macro-porosidade considerável. Finalmente, desenvolveu-se e testou-se um método de previsão baseado na geometria fractal, que se mostrou eficiente para reproduzir a curva de retenção de água no solo

O solo fornece suporte e atua como reservatório de água para as plantas, promovendo condições fundamentais ao crescimento de raízes e à dinâmica da água e nutrientes. O conhecimento de suas propriedades hidráulicas, como a curva retenção da água, é de grande importância na descrição e predição dos processos de transporte da água e solutos. O objetivo deste trabalho foi determinar a curva de retenção pelo método tradicional dos funis e câmaras de pressão de ar com placa porosa, pelo método de campo utilizando tensiômetros e pelo método da evaporação da água em amostra de solo no laboratório munida de tensiômetro. O solo utilizado para estudo foi classificado como Nitossolo Vermelho eutrófico de textura argilosa, e estava sendo cultivado com café há mais de 10 anos. A comparação entre as curvas obtidas pelos três métodos indicou que o método da evaporação diferiu estatisticamente do método do funil e câmara e foi estatisticamente idêntico ao método do tensiômetro a campo. Por sua facilidade de execução, baixo custo e rapidez na determinação da curva de retenção até a tensão de aproximadamente 100 kPa, o método da evaporação aqui apresentado é uma boa opção de utilização. Com relação ao método do tensiômetro no campo, embora mais realístico, é muito trabalhoso. / Soil provides support and acts as a water reservoir to plants, promoting essential conditions to root growth and to water and nutrient dynamics. The understanding of its hydraulic properties, like the water retention curve, is of great importance for the description and prediction of the processes of water and solute transport. The objective of this study was to determine soil water retention curve through the traditional method using porous plate funnel and pressure chamber, through the field method using tensiometers and through the water evaporation in soil sample with tensiometer in the laboratory. The studied soil was classified as clayey Rhodic Hapludox, which had been cultivated with coffee for more than 10 years. The comparison of curves obtained through the three methods indicated that the evaporation method was statistically different from the method using funnel and chamber, and statistically equal to the method of tensiometers at field. For its easy execution, low cost and quickness to determine soil water retention curve until the tension of about 100 kPa, the evaportation method presented here is a feasible option. As for the method of tensiometers at field, although it is more realistic, it is very laborious.

As propriedades hidráulicas do solo de interesse são a curva de retenção da água no solo, a condutividade hidráulica e difusividade hidráulica, ambas em função do conteúdo de água no solo. Estas propriedades dependem do tamanho, forma, distribuição e grau de interconexões dos poros. O método do perfil instantâneo é um dos métodos mais utilizados na determinação da condutividade hidráulica do solo não saturado pela sua simplicidade experimental e matemática. Assim, este projeto visa avaliar a) a condutividade hidráulica em função do conteúdo de água em dois solos bem distintos estruturalmente pelo método do perfil instantâneo, com e sem a remoção de horizontes sobrejacentes, estimando o conteúdo de água via curvas de retenção determinadas em laboratório e em campo, e b) o sistema poroso do solo por meio de técnicas de análise de imagens e correlacionar os resultados à condutividade hidráulica do solo não saturado obtido pelo método do perfil instantâneo. O experimento foi conduzido em quatro horizontes de um Latossolo e de um Nitossolo. A CRA em campo foi elaborada utilizando-se tensiômetros com manômetro de mercúrio, enquanto que a CRA em laboratório foi determinada com amostras de solo com estrutura indeformada em funis de placa porosa e em câmara de pressão com placa porosa. A condutividade hidráulica não saturada foi determinada pelo método indireto em laboratório e em campo, seguindo a metodologia do método do perfil instantâneo, sem e com a remoção dos horizontes sobrejacentes. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que: (a) os valores do conteúdo de água médio à base de volume para cada tensão em campo foram menores que os obtidos em laboratório em praticamente todas as tensões; (b) a eficiência da equação de ajuste da curva de retenção da água foi maior para o método de laboratório; (c) as análises micromorfométricas tenderam a subestimar os valores de área de poro para todas as classes de tamanho de poros e horizontes; (d) a análise micromorfométrica fornece uma estimativa do grau de interconexões do sistema poroso; (e) pequenas mudanças no conteúdo de água no solo afetam o valor de difusividade hidráulica em um grau muito menor que a condutividade hidráulica; e (f) é necessário ter cautela ao utilizar dados de laboratório para representar as condições de campo, visto que os valores de K(θ) foram superestimados pela CRA obtida em laboratório, em relação ao método de campo, ocorrendo de forma mais pronunciada nas menores tensões da água no solo. / The soil hydraulic properties of interest are the soil water retention curve, hydraulic conductivity and hydraulic diffusivity, both as a function of the soil water content. These properties depend on the size, shape, distribution and degree of pore interconnections. The instantaneous profile method is one of the most used methods to determine the unsaturated hydraulic conductivity due to its experimental and mathematical simplicity. Thus, this project aims to evaluate a) hydraulic conductivity as a function of water content in two distinct structured soils by the instant profile method, without/with removal of overlying horizons, estimating the soil water content through retention curves determined in the laboratory and in the field, and b) the soil porous system using image analysis techniques and correlation the results to the unsaturated hydraulic conductivity obtained by the instant profile method. The experiment was conducted on four horizons of a Ferralsols and a Nitisol. The SWRC was made with tensiometers with mercury manometers, while a SWRC in the laboratory was made with undisturbed soil samples in porous plate funnels and in porous plate pressure chamber. The unsaturated hydraulic conductivity was determined by the indirect method in the laboratory and using the instant profile method in the field, without/with removal of the overlying horizons. The conclusions are: (a) the water content for each tension in the field are smaller than those obtained in the laboratory at practically all tensions; (b) the efficiency of the water retention curve fitting equation was greater for the laboratory method; (c) the micromorphometric analysis tended to underestimate pore area values for all pore size classes and horizons; (d) the micromorphometric analysis provides an estimation of the porous system interconnections degree; (e) small changes in soil water content affect the hydraulic diffusion values to a much lower degree than the hydraulic conductivity; and (f) it is necessary to take care in using laboratory data to represent field conditions, since the values of K(θ) were overrated by the laboratory SWRC, compared to the field, more pronounced in smaller water tensions.

A mecânica dos solos não saturados tem se tornado um importante tema de pesquisas dedicadas a entender o comportamento dos solos não saturados e otimizar sua utilização em várias obras civis. A curva de retenção de água, definida como a relação entre a sucção e a quantidade de água presente no solo, é considerada um elemento chave na interpretação do comportamento e propriedades dos solos não saturados tais como a condutividade hidráulica e a resistência ao cisalhamento. Este trabalho apresenta a estrutura de um banco de dados projetado para armazenar informações de solos brasileiros com enfoque nas características de retenção de água. O banco de dados inclui a curva de retenção e os parâmetros de ajuste das equações de van Genuchten (1980) e Fredlund & Xing (1994), assim como informações das características dos solos como índices físicos, classificações dos solos, análises granulométricas, índices de consistência e localização e estado da amostra. Além da estimativa da função condutividade hidráulica, o banco de dados oferece duas ferramentas que permitem a pesquisa rápida ou detalhada das informações e os dados armazenados podem ser mostrados na tela ou em relatórios impressos / Unsaturated soil mechanics has become an important subject of research devoted to understand the behavior of unsaturated soils and optimize their use in several civil works. The soil-water characteristic curve, defined as the relationship between the suction and the amount of water present in the soil, is considered as the key in the interpretation of the behavior and properties of unsaturated soils, such as the hydraulic conductivity and the shear strength. This paper presents the structure of a database designed to store information of brazilian soils with focus in the characteristics of water retention. The database includes the retention curves and the parameters of adjusted van Genuchten and Fredlund & Xing equations and also information of soil characteristics such as physical indexes, soil classifications, particle-size analysis, consistency indexes and location and kind of used samples. Beyond the estimate of hydraulic conductivity, the database presents two search tools that allow for quick and detailed recovering of information and stored data can be displayed on screen or in printed reports