A recente descoberta das reservas de petróleo do Pré-Sal no Brasil obrigou a indústria a enfrentar condições de extração adversas, a mais de 1000m de lâmina de água e 5000m de sedimentos. Com o aumento da procura, justificou-se investir em pesquisa e tecnologia para dar resposta aos diversos problemas de exploração em águas ultra profundas. Em condições desfavoráveis de exploração, diversos sistemas tecnológicos submersos autônomos no fundo do mar, nearshore e offshore, tem que ser instalados para resistir a esforços solicitados por plataformas devido a manobras de navios, ondas, correntes marinhas, ventos, etc.. Atualmente a Petrobras utiliza um sistema desenvolvido e patenteado, as estacas torpedo metálicas, para resistir às solicitações e ancorar no leito oceânico as suas plataformas flutuantes. Sua instalação consiste na queda livre e penetração no solo argiloso marinho, por ação da aceleração da gravidade nas suas massas, e que apresenta ainda alguns desafios na instalação. O presente trabalho avalia uma nova técnica de instalação de âncoras para plataformas marítimas de petróleo e outras estruturas, que serve de alternativa e/ou melhoria à técnica já utilizada, e que consiste na instalação de uma haste metálica pela ação do seu peso próprio e por aplicação de jatos de água verticais, provenientes de tubos metálicos inseridos em solos argilosos. O estudo, na primeira etapa descrita nesta tese, concentra-se em modelos reduzidos, seguindo as leis de semelhança pelo número de Froude, e futuramente pretende-se transitar para o protótipo. Os ensaios de hidrojateamento foram realizados em laboratório, utilizando tanques em forma de paralelepípedo, com paredes em acrílico, preenchidos com solo argiloso. O estudo foi realizado em modelos reduzidos para duas escalas de comprimento, correspondentes a 1:67 e 1:76, com o objetivo de estudar o mecanismo de penetração dos torpedos metálicos e nos fenômenos de hidrojateamento em solo argiloso. O solo foi caracterizado e nos ensaios foram identificados e avaliados: (a) a influência do fluxo de água a partir das variáveis vazão, pressão, velocidade e diâmetro do jato, (b) a influência da massa e diâmetro das hastes metálicas e (c) a interação solo-estaca pós instalação. Os resultados apresentados indicaram que as maiores profundidades de penetração das estacas torpedo foram atingidas para os modelos de maior massa, e também para as maiores vazões do fluxo de água, para maiores pressões de fluxo de água e menor resistência não drenada do solo. Com base nas variáveis controladas foi possível estabelecer um modelo e uma equação para estimar a profundidade máxima atingida por estacas metálicas instaladas por fluidização. Estes resultados complementaram estudos anteriores e permitiram uma avaliação, baseada em modelos reduzidos, na eficiência do jateamento, parâmetros de controle do mecanismo de erosão, profundidade máxima de penetração no leito marinho e capacidade de carga das estacas, sempre utilizando conceitos de similaridade para relacionar modelo e protótipo. / Deep water oil fields discovered by Petrobras in Brazil in 2006 brought new challenges to the offshore industry. Thus, for exploring these basins, research and technology investments are necessary to ensure production conditions, which require development of technological foundation systems, nearshore and offshore. Petrobras designed and patented an anchoring system, the torpedo pile, which serves as foundation to various types of production structures in ultra-deepwater. Torpedo is a steel pile, filled with ballast, having a cone-shaped tip. The anchor installation consists in the free fall of the torpedo from a designated height above the seafloor, which dynamically penetrates into marine clay by the action of gravity acceleration of the torpedo mass. This thesis presents an alternative installation technique for torpedo anchors based on tests carried out in reduced physical models following the law of similarity by the Froude number. The goal was to install model piles by applying downward vertical water jets. The water jetting tests were performed in the laboratory using parallelepiped-shaped tanks with acrylic walls, filled with clayey soil. The study was conducted on reduced scale models for two length scales, corresponding to 1:67 and 1:76, with the aim of studying the penetration mechanism of metal torpedoes and water jetting phenomena in clayey soil. The soil was characterized and tests were performed to identify and evaluated: (a) the influence of water flow, pressure, penetration rate and diameter of the jet, (b) the influence of the mass and diameter of the metal rods and (c) soil-pile interaction after installation. The results presented indicated that the greatest depth of penetration of torpedo piles was achieved for higher mass models, also for the higher flow rates, the Reynolds number, higher water flow pressures and lower undrained resistance of the soil. Based on these variables it was possible to establish a model and an equation to estimate the maximum depth of penetration of metal piles installed by fluidization. These results complement previous studies and allowed an assessment based on reduced models, the jetting efficiency, the control parameters of the erosion mechanism, the maximum penetration depth on the seabed and load capacity of the piles, always using concepts of similarity to relate model and prototype.

O uso de plantas de cobertura, em plantio direto, é uma prática conservacionista amplamente utilizada. Entretanto, pode intensificar as emissões de óxido nitroso (N2O), principalmente quando se tratam de leguminosas. No presente trabalho, foram realizados estudos de campo e de laboratório, visando à avaliação da utilização de plantas de cobertura na emissão de N2O em um Argissolo Vermelho do Sul do Brasil. O primeiro estudo foi realizado em experimento de longa duração (30 anos) a campo, e avaliaram-se as emissões anuais de N2O (2012/13) nas sucessões pousio/milho (Zea mays) (P/M), aveia preta (Avena strigosa (Schereb))+ervilhaca(Vigna sativa (L.))/milho (A+E/M) e aveia preta +ervilhaca/milho+caupi (Vigna unguiculata (L.) (Walp)) (A+E/M+C). Nesse estudo, as emissões variaram de 2,30 mg m-2 no sistema P/M a 5,30 e 9,57 mg m-2, nos sistemas A+E/M e A+E/M+C, respectivamente. Os maiores fluxos de N2O ocorreram no período pós-manejo das plantas de cobertura, e foram influenciados pela porosidade preenchida com água (PPA), pelos teores de nitrato do solo no período de primavera/verão, e pela temperatura do solo no outono/inverno. No estudo de laboratório, avaliou-se a influência da qualidade dos resíduos vegetais (aveia preta, ervilhaca, caupi, guandu, lablab e milho), em duas umidades, 40 e 70% da PPA, sobre as emissões de N2O do solo. Em média, os fluxos de N2O foram 150 vezes superiores na umidade de 70% em comparação a 40% da PPA. Entre os resíduos, a emissão foi maior quando da adição de leguminosas, em comparação com a adição de gramíneas. A emissão foi negativamente relacionada com as razões C/N, lignina/N, polifenóis/N e (lignina + polifenóis)/N dos resíduos adicionados. Assim, conclui-se que o tipo de resíduo influencia as emissões de N2O, ou seja, a seleção de plantas de cobertura do solo pode contribuir para a redução das emissões de N2O dos solos agrícolas. / The addition of cover crops in no-till cropping systems is a common practice aimed to improve soil conservation. However, it can also increase soil nitrous oxide (N2O) emissions, especially with the use of leguminous cover crops. A field and an incubation study were conducted to evaluate the effects of different cover crops on soil N2O emissions on an Acrisol in Southern Brazil. The field study was carried on in a long-term (30 years) cropping system experiment. We evaluated annual N2O emissions during the 2012/13 season, in the cropping system treatments of fallow/maize (Zea mays) (F/M), oat (Avena strigosa (Schereb))+vetch (Vigna sativa (L.))/maize (O+V/M), and oat+vetch/maize+cowpea (Vigna unguiculata (L.) (Walp) (O+A/M+C). Average soil N2O efflux rates varied from 2,30 mg m-2 in the F/M treatment to 5,30 and 9,57 mg m-2, in the O+V/M and O+V/M+C, respectively. The greatest efflux rates were observed after cover crops management. Soil N2O efflux was correlated with water-filled porosity (WFP), soil nitrate concentration during spring and summer seasons, and with temperature during fall and winter seasons. The incubation study was designed to evaluate soil N2O emissions following the addition of different cover crop residues (oat, vetch, cowpea, pigeon pea, lablab, and maize) under two soil moisture conditions (40 and 70% of WFP). Averaged across residues, the N2O emissions were 150 times greater under 70% than under 40% WFP. Higher N2O emissions were observed with the use of legumes compared to grass residues. Soil N2O efflux were negative correlated with C/N, lignin/N, polyphenol/N, and (lignin+polyphenol)/N rations of the added residues. The results show that soil N2O emissions are affected by different cover crops; therefore, the selection of appropriate cover crops can contribute to the reduction of N2O emissions from agricultural soils.

A lixiviação de resíduos industriais e de mineração usualmente resultam em águas residuárias com pH extremamente ácido. Estes contaminantes podem migrar para o solo ou percolar através de barreiras de fundo em aterros de resíduos sólidos, perturbando a estrutura do solo e modificando a sua condutividade hidráulica. A adição de cimento Portland a este tipo de barreira pode ser uma opção para a neutralização do pH, buscando reduzir os impactos da lixiviação ácida nas águas subterrâneas. Embora muitos estudos abordem o comportamento de barreiras compactadas quando submetidas à ação dos mais diversos tipos de contaminantes, poucos tem explorado os aspectos microestruturais dos materiais componentes das barreiras e suas modificações ao longo do processo de percolação do contaminante. Neste contexto, este trabalho propôs a avaliação do comportamento microestrutural e macroestrutural de um solo argiloso residual compactado, com e sem a adição de cimento Portland (0, 1 e 2%), para fins de aplicação em barreiras impermeáveis sumetidas à ação de lixiviados ácidos. Os resultados motraram uma notável redução da condutividade hidráulica com a percolação de uma solução a 2% de ácido sulfúrico, a qual foi acompanhada pela ocorrência de recalques e redução do pH. Com relação à análise do tamanho e distribuição dos poros, pôde-se concluir que tanto a adição de cimento como a variação do peso específico de compactação, aliadas à ocorrência de recalques, contribuíram para a redução dos microporos e a consequente redução da condutividade hidráulica. Com relação às modificações químicas e mineralógicas, o ataque ácido promoveu principalmente a solubilização de Fe2O3 nas camadas superiores das amostras ensaiadas, porém não causou alterações significativas na estrutura dos argilominerais. Pode-se inferir que o peso específico de compactação não influenciou os resultados e que a adição de cimento contribuiu de maneira discreta para reduzir o impacto da percolação ácida, na medida em que produziu compostos de Ca e S nas camadas de meio e inferior das amostras, reduziu os microporos e retardou a solubilização de Fe2O3, a qual ocorreu principalmente nas camadas superiores das amostras ensaiadas. / The leaching of industrial and mining solid wastes usually result in wastewaters with extremely acidic pH, which might percolate into the ground or through bottom compacted barriers of landfills, disturbing soil structure and increasing hydraulic conductivity. The addition of Portland cement to containment barriers can be an option for pH neutralization, seeking to reduce the impact of acidic leachate to the groundwater. Although many studies have addressed the behavior of compacted barriers subjected to the action of several types of contaminants, a few have explored the microstructural aspects of barriers component materials and their modifications along the contaminant percolation process. In this context, this work proposed the evaluation of microstructural and macrostructural behavior of a compacted residual clayey soil, with and without the addition of Portland cement (0, 1, and 2%), for purposes of application in containment bottom submitted to acidic leachate percolation. The results showed a noticeable reduction in the compacted soil hydraulic conductivity during the percolation of a 2% sulfuric acid solution, which was accompanied by settlements and pH reduction. Regarding the determination of the size and distribution of pores, it can be concluded that both the addition of cement and the variation of specific weights, coupled with the occurrence of settlements, contributed to the reduction of micropores, which consequently resulted in hydraulic conductivity reduction. Concerning the chemical and mineralogical changes, the acidic attack mainly promoted the solubilization of Fe2O3 in the upper layers of the specimens tested but caused no significant modification in clay minerals structure. It can be inferred that the specific gravity did not influence the results and that the cement addition contributed discretely to reduce the acidic percolation impact, as it produced compounds of Ca and S in the middle and lower layers, reduced micropores, and slowly delayed Fe2O3 solubilization, which occurred mainly in the upper layers of the specimens tested.

As alterações da qualidade estrutural do solo pelo uso continuado do sistema plantio direto ocorre junto com o processo de sua (re)acidificação. Em algumas circunstâncias, ocorre também compactação superficial devido ao tráfego de máquinas, que necessita ser corrigida pela mobilização do solo. Assim, avaliou-se os efeitos acumulados e a curto prazo de mobilizar ou não o solo por ocasião das reaplicações de calcário sobre os atributos físicos e químicos no perfil do solo e o rendimento de culturas em diferentes preparos de solo. Foi utilizado um experimento de 12 anos no sistema plantio direto (SPD) e preparo convencional (PC) instalado em Argissolo Vermelho Distrófico típico na EEA-UFRGS. Determinou-se os atributos físicos (densidade, porosidade e estabilidade de agregados) e químicos (pH em água, índice SMP, teor de matéria orgânica, cálcio, magnésio e alumínio trocáveis e CTC efetiva) em três camadas (0,0-2,5; 2,5-7,5 e 7,5-15,0 cm) do solo e a produtividade das culturas de milho e aveia + ervilhaca. O SPD por quatro anos após o revolvimento recuperou os atributos físicos do solo à condição original. O revolvimento propiciou condições mais favoráveis de densidade e porosidade do solo, mas diminuiu a estabilidade de agregados, que não retornou à condição original após doze meses. Os atributos físicos do solo foram mais uniformes no PC, mas com menor estabilidade de agregados na camada superficial. O PC propiciou a situação menos desejável para os atributos químicos do solo. O efeito da aplicação superficial de calcário no SPD consolidado (oito e doze anos) atingiu a profundidade de 15 cm em doze meses, nos atributos químicos. As diferenças nos atributos físicos e químicos do solo decorrentes dos sistemas de manejo não foram suficientes para afetar a produtividade das culturas.

Submitted by Marianna de Miranda null (mariannademiranda@hotmail.com) on 2018-07-24T23:30:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Mestrado Marianna Miranda.pdf: 3138555 bytes, checksum: 1d7818abac44e97748cf39a30d5f7514 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2018-07-25T12:14:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 miranda_m_me_bauru.pdf: 3138555 bytes, checksum: 1d7818abac44e97748cf39a30d5f7514 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-25T12:14:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 miranda_m_me_bauru.pdf: 3138555 bytes, checksum: 1d7818abac44e97748cf39a30d5f7514 (MD5) Previous issue date: 2018-06-08 / Outra / As geomembranas de polietileno de alta densidade (PEAD) têm grande aplicação em obras que necessitam de estanqueidade, nas quais predominam processos difusivos de fluxo de líquidos ou gases. Face a essa importância e considerando o pouco estudo destinado a esse processo na literatura, este trabalho objetivou a avaliar o processo difusivo em geomembranas de PEAD, utilizando um equipamento previamente projetado, conforme estudos anteriores sobre o assunto. Dessa forma, foi possível avaliar o processo difusivo a que se submetem geomembranas de PEAD de 1mm de espessura quando em contato com chorume, gasolina e óleo diesel, simulando o processo em obras reais. Na avaliação do processo difusivo, buscou-se a determinação da concentração de íons cloreto, sulfato, nitrito, concentração de DBO (demanda bioquímica de oxigênio) na contaminação pelo chorume, além da determinação da concentração dos compostos BTX (benzeno, tolueno e xileno) na contaminação por combustíveis. Para tanto, foram utilizados o método de Mohr, ensaios de espectrofotometria e espectrometria de emissão atômica por plasma acoplado indutivamente, o método respirométrico para avaliação da DBO e a cromatografia gasosa para determinação de BTX nas amostras de água destilada/deionizada (livres de qualquer substância) retiradas do ensaio. Os equipamentos utilizados no ensaio de difusão, bem como as técnicas de medição, foram capazes de avaliar o processo de difusão pela geomembrana de PEAD. Os principais resultados mostram que não houve contaminação por íons cloreto, sulfato e nitrito, uma vez que as respectivas concentrações encontradas estavam abaixo da taxa máxima permitida por lei (Resolução N°357 do Conama). Porém os resultados para concentração de DBO e compostos BTX demonstraram que a água das amostras, anteriormente livre de qualquer composto, apresentou taxas de DBO e BTX superiores às permitidas pelas Resoluções 357 e 396 do CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente), ou seja, estava contaminada e imprópria para consumo humano. / High density polyethylene (HDPE) geomembranes have great application in works that require waterproofing, in which diffusive processes of liquid and/or gas flow predominate. Considering this importance and considering the little study destined to this process in the literature, this work aimed at evaluating the diffusive process in HDPE geomembranes by using equipment previously designed in previous studies on the subject. This way, it has been possible to evaluate the diffusive process to which 1mm-HDPE geomembranes are exposed when in contact with slurry, gasoline, and diesel oil, simulating the process in real works. In the evaluation of the diffusive process, the concentration of chloride, sulphate, nitrite, BOD (biochemical oxygen demand) concentration in the slurry, and the concentration of BTX compounds (benzene, toluene, and xylene) in fuel contamination have been determined. For this purpose, the Mohr method, spectrophotometry and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry, the Respirometric method for BOD evaluation, and Gas Chromatography have been used to determine BTX in the samples of distilled/deionized water (free of any substance) removed from the test. The equipment used in the diffusion test, as well as the measurement techniques, have been able to evaluate the process of diffusion by the HDPE geomembrane. The main results show that there has been no contamination by chloride, sulphate, and nitrite ions, since the respective concentrations found were below the maximum allowed by law (Conama Resolution No. 357). However, the results for BOD concentration and BTX compounds have shown that the water of the samples, previously free of any compound, presented BOD and BTX rates higher than those allowed by Resolutions 375 and 396 of CONAMA (National Council for the Environment), had been contaminated and was unfit for human consumption.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-10-02T14:22:38Z No. of bitstreams: 1 154103.pdf: 1357381 bytes, checksum: ab3ca69ce85da5b1dd74efcf3a4de0f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-02T14:22:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 154103.pdf: 1357381 bytes, checksum: ab3ca69ce85da5b1dd74efcf3a4de0f5 (MD5) Previous issue date: 1979-02 / Este trabalho tem como objetivo verificar o comportamento da cal de carbureto como estabilizante de uma argila caolinítica. Em paralelo, foi feito um estudo comparativo entre os efeitos da cal de carbureto e de uma cal calcítica hidratada comercial comum sobre esse mesmo solo. As etapas deste trabalho consistiram de: análise da cal de carbureto, da cal calcítica e do solo; efeitos da cal de carbureto e da cal calcítica, ambas em diversas proporções, sobre o solo; conclusões. / The purpose of this research work was to verify the behavior of the waste lime in stabilization of a kaolinitic clay. Parallel to this, a comparative study was done between the effects of the waste lime and the effects of a calcitic hidrated lime on this soil. The steps of this research work consisted of: analysis of the waste lime, of the calcitic lime, and analysis of the soil; the effects of the waste lime and the effects of calcitic lime, in varied proportions, in stabilization of this soil; conclusions.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-10-09T16:08:12Z No. of bitstreams: 1 154251.pdf: 2805807 bytes, checksum: 05a9c3eb63b2b4adaa8eb8df5ecb316e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T16:08:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 154251.pdf: 2805807 bytes, checksum: 05a9c3eb63b2b4adaa8eb8df5ecb316e (MD5) Previous issue date: 1980-09 / O presente trabalho visa a obtenção de parâmetros geotécnicos de uma camada de argila média, constante do perfil geológico do local das escavações do lote 09 do Metropolitano do Rio de Janeiro, em Botafogo, através de ensaios triaxiais adensados - não drenados de compressão e extensão. Procurou-se eliminar o efeito da amostragem através da utilização do Método SHANSEP, o qual requer o adensamento dos corpos de prova sob pressões efetivas várias vezes superiores às pressões efetivas verticais de campo. Através do conceito de "Parâmetros Normalizados", pode-se obter informações sobre o comportamento ideal do solo para as condições de campo. Foram feitas comparações entre os parâmetros obtidos de ensaios triaxiais de compressão e extensão. Utilizou-se a formulação hiperbólica proposta por Kondner (1963) e posteriormente desenvolvida por Duncan e Chang (1970), na obtenção de módulos tangentes de deformação, comparando-se os resultados com valores obtidos na argila mole cinza do Rio de Janeiro, na Baixada Fluminense, por Ortigão e Lacerda (1979). Estas informações serão utilizadas oportunamente em programas de Elementos Finitos que simularão a escavação do Metrô naquele local. / This dissertation deals with the deterrnination of stress-strain-strength parameters of a medium clay layer at an exavation site of the Rio de Janeiro subway at Botafogo, section 09, through compression and extension consolidated-undrained triaxial tests. The disturbance of the block soil samples was dealt with by means of the SHANSEP Method, which requires consolidation of the soil specimens under effective stresses several times higher than the existing field effective stresses. Through the "Normalized Parameters" approach of the Method, field conditions can be estimated with a better degree of confidence. Parameters obtained from extension and compression triaxial tests were compared. The hyperbolic forrnulation for the stress-strain curves suggested by Kondner (1963) and developed by Duncan and Chang (1970) was used, and the tangent moduli were compared with those obtained by Ortigão and Lacerda (1979) with the Rio de Janeiro soft grey clay. These informations will be used in a forthcoming Finite Element analysis that will simulate the subway excavation at that site.

A maior parte do petróleo explorado no Brasil encontra-se em jazidas marítimas onde a lâmina d’água pode superar os 1000 metros. As descobertas recentes de novos campos de petróleo offshore têm motivado pesquisas nesta área para enfrentar os desafios tecnológicos envolvidos nos processos de exploração do óleo. Para a extração deste material, são comumente empregadas plataformas flutuantes que utilizam um sistema de ancoragem no leito oceânico para sua operação. O presente trabalho estuda uma nova técnica de instalação de âncoras para plataformas marítimas de petróleo, que serve de alternativa e/ou adaptação a técnicas já utilizadas, e que consiste na aplicação de jatos de água para remoção do solo permitindo que a âncora penetre no subleito oceânico. No desenvolvimento do trabalho foi analisado o comportamento de duas argilas (A e B), nas quais o jateamento vertical de água é utilizado para introduzir tubos metálicos na massa argilosa. Os ensaios de jateamento foram realizados em laboratório, utilizando tanques retangulares de dimensões reduzidas com paredes em acrílico, preenchidos com solo. A geometria da cavidade formada pela injeção em cada amostra argilosa foi observada através das paredes dos tanques. A influência da técnica de instalação na adesão solo-estaca foi avaliada através de provas de carga à tração, realizadas no próprio tubo usado no jateamento em cada ensaio, cujos resultados foram comparados com provas de carga em tubos instalados sem o emprego do jateamento. Nos testes com jatos são identificados dois mecanismos de erosão, característicos de argilas com alto índice de vazios: a erosão em massa e a superficial. A máxima profundidade da zona erodida não coincidiu com o eixo do tubo na quase totalidade dos ensaios. A penetração do jato no subleito do solo argiloso reduz com o aumento da profundidade do jato, e também com a resistência da argila. O diâmetro da cavidade na saída do jato sofreu redução com o aumento da profundidade. A geometria da cava erodida em cada argila mostrou ser função da velocidade e do diâmetro do jato, sendo determinadas equações empíricas para estimar suas dimensões. Após a instalação dos tubos empregando a técnica do jateamento, a redução média da adesão solo-estaca na argila A foi de 42% e na argila B foi de 41% em relação à adesão inicial. As análises dos resultados em função da velocidade do jato e da vazão indicaram pequena influência destes parâmetros na variação da adesão do solo ao tubo. / Most of all petroleum produced in Brazil is encountered in marine deposits where the water depth may exceed 1000 meters. Recent discoveries of new offshore oil fields have motivated studies in this area designed to develop new techniques applied to oil exploration. For the extraction of oil deposits floating platforms are commonly used, supported by anchorage systems on the seabed. This work examines a new technique for installing anchors for offshore oil platforms, that can work as alternatives or complement to existing techniques, and consists of applying water jets to remove the soil allowing the anchor to penetrate into the seabed. In this study, the behavior of two clays (A and B) was analyzed during vertical jets used to induce the penetration of metal tubes into the clay. The tests were performed in laboratory using small rectangular tanks with acrylic walls, filled with soil. The geometry of the cavity formed by water injection was observed through the walls of the tanks. The influence of the installation technique in the adhesion mobilized between the clay and the pile shaft was evaluated by tensile load tests, performed in the same tubes used in jetting tests, whose results were compared with load tests on tubes introduced without the jetting technique. In tests with jets two distinct erosion mechanisms have been identified which are considered characteristic of clays with a high void ratio: mass and surface erosion. The maximum depth of eroded area did not coincide with the jet centerline in almost all tests. The jet penetration in the clay bed reduces with increasing depth of the jet, and also with the resistance of the clay. The diameter of the hole at the jet outlet decreased with increasing depth. The geometry of the eroded hole in each clay was shown to be a function of jet velocity and diameter, and empirical equations were developed to estimate these dimensions. After installation of the tubes using the jet technique, the average reduction in the adhesion between the clay and the pile shaft was 42% in clay A and 41% in clay B. Analysis of the results as a function of jet velocity and flow rate indicated small influence of these parameters on the variation of soil-tube adhesion.

O uso de plantas de cobertura, em plantio direto, é uma prática conservacionista amplamente utilizada. Entretanto, pode intensificar as emissões de óxido nitroso (N2O), principalmente quando se tratam de leguminosas. No presente trabalho, foram realizados estudos de campo e de laboratório, visando à avaliação da utilização de plantas de cobertura na emissão de N2O em um Argissolo Vermelho do Sul do Brasil. O primeiro estudo foi realizado em experimento de longa duração (30 anos) a campo, e avaliaram-se as emissões anuais de N2O (2012/13) nas sucessões pousio/milho (Zea mays) (P/M), aveia preta (Avena strigosa (Schereb))+ervilhaca(Vigna sativa (L.))/milho (A+E/M) e aveia preta +ervilhaca/milho+caupi (Vigna unguiculata (L.) (Walp)) (A+E/M+C). Nesse estudo, as emissões variaram de 2,30 mg m-2 no sistema P/M a 5,30 e 9,57 mg m-2, nos sistemas A+E/M e A+E/M+C, respectivamente. Os maiores fluxos de N2O ocorreram no período pós-manejo das plantas de cobertura, e foram influenciados pela porosidade preenchida com água (PPA), pelos teores de nitrato do solo no período de primavera/verão, e pela temperatura do solo no outono/inverno. No estudo de laboratório, avaliou-se a influência da qualidade dos resíduos vegetais (aveia preta, ervilhaca, caupi, guandu, lablab e milho), em duas umidades, 40 e 70% da PPA, sobre as emissões de N2O do solo. Em média, os fluxos de N2O foram 150 vezes superiores na umidade de 70% em comparação a 40% da PPA. Entre os resíduos, a emissão foi maior quando da adição de leguminosas, em comparação com a adição de gramíneas. A emissão foi negativamente relacionada com as razões C/N, lignina/N, polifenóis/N e (lignina + polifenóis)/N dos resíduos adicionados. Assim, conclui-se que o tipo de resíduo influencia as emissões de N2O, ou seja, a seleção de plantas de cobertura do solo pode contribuir para a redução das emissões de N2O dos solos agrícolas. / The addition of cover crops in no-till cropping systems is a common practice aimed to improve soil conservation. However, it can also increase soil nitrous oxide (N2O) emissions, especially with the use of leguminous cover crops. A field and an incubation study were conducted to evaluate the effects of different cover crops on soil N2O emissions on an Acrisol in Southern Brazil. The field study was carried on in a long-term (30 years) cropping system experiment. We evaluated annual N2O emissions during the 2012/13 season, in the cropping system treatments of fallow/maize (Zea mays) (F/M), oat (Avena strigosa (Schereb))+vetch (Vigna sativa (L.))/maize (O+V/M), and oat+vetch/maize+cowpea (Vigna unguiculata (L.) (Walp) (O+A/M+C). Average soil N2O efflux rates varied from 2,30 mg m-2 in the F/M treatment to 5,30 and 9,57 mg m-2, in the O+V/M and O+V/M+C, respectively. The greatest efflux rates were observed after cover crops management. Soil N2O efflux was correlated with water-filled porosity (WFP), soil nitrate concentration during spring and summer seasons, and with temperature during fall and winter seasons. The incubation study was designed to evaluate soil N2O emissions following the addition of different cover crop residues (oat, vetch, cowpea, pigeon pea, lablab, and maize) under two soil moisture conditions (40 and 70% of WFP). Averaged across residues, the N2O emissions were 150 times greater under 70% than under 40% WFP. Higher N2O emissions were observed with the use of legumes compared to grass residues. Soil N2O efflux were negative correlated with C/N, lignin/N, polyphenol/N, and (lignin+polyphenol)/N rations of the added residues. The results show that soil N2O emissions are affected by different cover crops; therefore, the selection of appropriate cover crops can contribute to the reduction of N2O emissions from agricultural soils.

A presente pesquisa foi realizada em experimento de longa duração (19 anos) conduzido em Argissolo Vermelho (220 g kg-1 argila) sob plantio direto (PD), e teve como principais objetivos (i) estimar os parâmetros da dinâmica da MO e verificar o papel de sistemas de cultura e da adubação nitrogenada no acúmulo de C orgânico no solo; (ii) avaliar o fracionamento físico densimétrico e granulométrico como alternativos à oxidação química com KMnO4 na determinação da labilidade da MO do solo; (iii) avaliar a qualidade dos sistemas de manejo a partir do Índice de Manejo de C (IMC), o qual integra índices de estoque e de labilidade da MO; e (iv) acessar o papel dos sistemas de culturas e adubação nitrogenada na acidificação do solo e a participação dos ciclos do C e do N nesse processo. O experimento engloba 10 sistemas de culturas em plantio direto, e para essa pesquisa foram selecionados tratamentos com uma ampla variação no aporte de C ao solo [pousio/ milho (M), aveia/M, aveia+ervilhaca /M, lablab+M, guandu+ M, aveia+ervilhaca/ M+caupi e pangola], sendo que os quatro primeiros foram amostrados nos tratamentos sem e com aplicação de N mineral no milho (0 e 180 kg N-uréia ha-1) e nos três últimos apenas sem N mineral. O solo foi amostrado em seis subcamadas até a profundidade de 0,3 m, tendo sido amostrada também uma área de campo nativo como referência da condição natural do solo A adição anual de C pelas culturas variou de 2,61 a 7,84 Mg C ha-1 e teve efeito positivo nos estoques de C orgânico e na labilidade da MO do solo em PD. Considerando as condições de clima quente e úmido, a taxa de decomposição da MO no solo foi relativamente baixa (k2 = 1,4%), o que pode ser decorrente em parte da proteção física da MO no solo. Aproximadamente 12% do C adicionado foi incorporado na MO do solo, sendo estimada a necessidade de adição de 3,70 Mg C ha-1 ano-1 para contrabalançar as perdas de C do solo. Os métodos de fracionamento físico da MO e por oxidação química (KMnO4 60 mmol L-1) mostraram-se adequados à avaliação da labilidade da MO, enquanto a solução de KMnO4 333 mmol L-1 superestimou o C lábil deste solo. Com base no IMC, verificou-se que a qualidade do sistema de manejo foi diretamente relacionada ao aporte de resíduos vegetais, com destaque nesse sentido para o papel das leguminosas e da adubação nitrogenada. A acidificação do solo foi mais intensa nos sistemas com leguminosas e/ou com adubação nitrogenada, e isto foi decorrente da maior extração de material vegetal alcalino pela colheita de grãos de milho, e não devido à lixiviação de nitrato. / The research was performed in a long term experiment (19 years) in a Paleudult soil (220 g kg-1 clay) under no tillage and aimed (i) to estimate parameters of OM dynamic and to verify the role of cropping systems and nitrogen fertilization in accumulating organic C in the soil; (ii) to evaluate the density and particle size fractionation as alternative to the chemical oxidation with KMnO4 in determining soil OM lability; (iii) to evaluate the quality of management systems using the C Management Index (CMI), which integrates C pool index and Lability index of OM; and (iv) to access the role of cropping systems and N fertilization in the soil acidification, as well as the contribution of C and N cycles in this process. The experiment is composed by 10 no-till cropping systems and, among them, the fallow/maize (M), oat/M, oat+vetch/M, lablab/M, pigeonpea+M, oat+vetch/cowpea+M and digitaria systems were selected in order to obtain a wide range of annual C input to the soil, being the first four systems sampled where the soil receives 0 and 180 kg N-urea ha-1 yr-1, while the others were sampled only in the absence of N fertilization. The soil was sampled in six layers from 0-30 cm depth and an adjacent area with native grassland was sampled as reference of natural soil condition. The annual C input by crop systems ranged from 2.61 to 7.84 Mg C ha-1 and had positive effect on organic C stocks and OM lability in this no-tilled soil. Taking the warm and humid weather into account, the OM decomposition rate in the soil was relatively low (k2 = 1.4%), which might be due to the OM physical protection in the soil. About 12% of the added C has incorporated as soil OM, and a requirement of 3.70 Mg C ha-1 yr-1 was estimated in order to counterbalance the soil C loss. The OM physical fractionation methods and the chemical oxidation (60 mmol L-1 KMnO4) seemed to be suitable to the OM lability evaluation, while the 333 mmol L-1 KMnO4 overestimated the labile C at this soil. Based on the CMI, it was found that the quality of management systems was directly related to the input of phytomass by the plants, which was higher when leguminous species and N fertilization were present. The soil acidification was more intense where leguminous-based crop systems and/or N fertilization were present and it was due to the higher exportation of alkaline plant material through the corn grain harvest, and not due to nitrate leaching.