Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2015. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-06-22T18:18:33Z No. of bitstreams: 1 2015_PatriciaPereiraGomes.pdf: 3548447 bytes, checksum: 715d2fcc63df1dc25564f409ee3f8a25 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-06-23T20:24:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_PatriciaPereiraGomes.pdf: 3548447 bytes, checksum: 715d2fcc63df1dc25564f409ee3f8a25 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-23T20:24:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_PatriciaPereiraGomes.pdf: 3548447 bytes, checksum: 715d2fcc63df1dc25564f409ee3f8a25 (MD5) / A diversidade de espécies vegetais em ambientes ripários tropicais resulta em detritos com uma ampla variedade de compostos químicos. Esta variedade promove uma colonização seletiva por hifomicetos aquáticos, os quais desempenham um papel chave no condicionamento e degradação do detrito foliar. Todavia, a alteração da qualidade da água e mudanças na qualidade dos detritos que entram nestes ambientes podem reduzir a diversidade das comunidades aquáticas, alterando assim a decomposição da matéria orgânica. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da composição química de diferentes espécies vegetais da zona ripária do Cerrado e do incremento de nutrientes versus depleção de oxigênio sobre a biomassa, a atividade reprodutiva e a composição da comunidade de hifomicetos aquáticos. Esta tese de doutorado é composta por três capítulos. No capítulo I – “Avaliação da lixiviação in situ e ex situ em riacho tropical”, observou-se que as perdas de massa e a composição química dos detritos foliares durante a lixiviação foram fortemente relacionadas com as características intrínsecas de cada espécie foliar, tanto no campo quanto em microcosmos. Espécies com maior qualidade química, ou seja, maiores teores de nutrientes e menores teores de compostos secundários, lixiviaram rapidamente. Além disso, observou-se que a imersão das folhas nos microcosmos alterou as características físicas e químicas da água devido ao aumento na concentração de compostos lixiviados. No capítulo II – “A composição química do detrito foliar influencia a colonização fúngica”, as taxas de esporulação fúngica variaram significativamente em relação à espécie de folha colonizada. Os maiores valores foram registrados para Eucalyptus camaldulensis, Protium spruceanum, Maprounea guianensis e Copaifera langsdorffii, espécies que apresentaram a menor razão Lignina:N. Apesar do maior número de esporos ter sido registrado para E. camaldulensis, este foi colonizado basicamente por Anguillospora filiformis. Ou seja, as espécies nativas suportaram não apenas uma atividade reprodutiva considerável, mas também um maior número de espécies de fungos. No capítulo III – “Avaliação dos efeitos combinados do enriquecimento em nutrientes e depleção de oxigênio sobre a comunidade de hifomicetos aquáticos e sobre a decomposição foliar”, observou-se que em condições intermediárias de oxigênio dissolvido, a biomassa fúngica foi positivamente relacionada com a quantidade de nutrientes. Houve um pico de esporulação nos microcosmos enriquecidos, com concentrações médias e elevadas de oxigenação da água. A. filiformis foi a espécie dominante em todos tratamentos experimentais, sugerindo sua adaptação a condições severas e tolerância à combinação destes dois fatores. Embora a riqueza de hifomicetos aquáticos tenha sido maior nos ambientes mais enriquecidos, é necessário ressaltar que houve uma expressiva diminuição tanto na atividade reprodutiva quanto na produção de biomassa destes micro-organismos. Isto evidencia a influência de outros fatores, além do enriquecimento, sobre as respostas dos organismos às mudanças no ambiente. Sendo assim, este estudo pode ajudar a responder algumas questões ecológicas fundamentais, tais como: “Em que medida a invasão biológica e a perda de espécies nativas podem alterar as propriedades dos ecossistemas”? e “Como o funcionamento do ecossistema é modificado em cenários realistas de alteração da biodiversidade”? / The diversity of plant species in tropical riparian environments results in debris with a wide variety of chemical compounds. This variety promotes a selective colonization by aquatic hyphomycetes, which play a key role in conditioning and degradation of the leaf litter. However, water quality modification and changes in the quality of the leaf litter entering in these environments may reduce the diversity of aquatic communities, changing the organic matter decomposition. This study aims to evaluate the influence of the chemical composition of different plant species of the riparian zone in the Cerrado (Brazilian savanna) and the increase of nutrients versus oxygen depletion on the biomass, the reproductive activity and the composition of aquatic hyphomycetes communities. This Doctoral thesis consists of three chapters. In Chapter I – “Leaching assessment in situ and ex situ in tropical stream”, it was observed that the mass loss and the chemical composition of the leaf litter during leaching were strongly related to the intrinsic characteristics of each foliar species, in the field as well as in the microcosms. Higher chemical quality species, ie higher nutrient levels and lower levels of secondary compounds, leached rapidly. Furthermore, it was observed that immersion of the leaves in the microcosms have changed water physical and chemical characteristics due to the increase of concentration of leached compounds. In Chapter II – “The leaf litter chemistry influences the fungal colonization”, fungal sporulation rates varied significantly according to the species of the colonized leaf. The higher values were registered to Eucalyptus camaldulensis, Protium spruceanum, Maprounea guianensis and Copaifera langsdorffii, species with the lowest lignin:N ratios. Although the largest number of spores was recorded for E. camaldulensis, this species was colonized almost exclusively by Anguillospora filiformis. Therefore, native plant species have maintained not only an important reproductive activity, but also a higher level of fungal species. In Chapter III – “Assessment of the combined effects of nutrient enrichment and oxygen depletion on the community of aquatic hyphomycetes and on leaf decomposition”, it was observed that in intermediary dissolved oxygen conditions, the fungal biomass was positively related to the quantity of nutrients. There was a sporulation peak in the enriched microcosms, with medium and high oxygen concentration in the water. A. filiformis was the dominant species in every experimental treatment, suggesting its adaption to harsh conditions and tolerance to the mix of these two factors. Although the richness of aquatic hyphomycetes was higher in more enriched environments, it is necessary to highlight that there was a significant decrease in both the reproductive activity and the production of biomass of these microorganisms. This highlights the influence of other factors, beyond enrichment, on the responses of the organisms to environmental changes. Thus, this study may help answering some fundamental ecological questions, such as: “To what extent is biotic invasion and native species loss creating ecosystems with altered properties”? and “How is ecosystem function altered under realistic scenarios of biodiversity change”?

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In low-order freshwater ecosystems, macroinvertebrates have an important role in nutrient cycling, as they participate in the shredding of detritus, which are the main energy source for the trophic chain in these systems. This study aims to investigate the macroinvertebrate fauna associated to leaves of different plant species with different concentrarions of LigCel:N. Thus, we carried out four treatments. The first included Casearea sylvestris leaves and the second a mixture of C. sylvestris, Rollinia emarginata, Phytolacca dioica and Cabralea canjerana leaves. The third treatment consisted of Ficus luschnathiana leaves, and the fourth of a mixture of Trema micrantha, Inga alata, Cupania vernalis and F. luschnathiana leaves. The litter bags were used for the experiments, each containing 4.0 ± 0.1 g of leaves and after 7, 14, 21 and 28 days of incubation in the streams, four litter bags of each treatment were retrieved and analyzed. The leaves were washed for the removal of invertebrates, dried (30ºC) and destined for ergosterol analyses. All organisms were identified to the lowest possible taxonomic level and then classified in functional groups, according to feeding habits. Density of organisms, biomass and richness (through rarefaction) were determined, analyzed with a two-way ANOVA and then checked for correlations with fungal biomass using a Pearsons s Correlation test. Faunal composition was analyzed through MANOVA, NMDS, Cluster analysis and Indicator Species analysis. Significant differences were found among the treatments for macroinvertebrate density and Chironomidae density. The lower nutritional quality species (F. luschnathiana) presented the highest density and fungal biomass values and, consequently, the highest dry mass loss rate. We verified correlation between the density of organisms and fungal biomass. With this study, we verified that the macroinvertebrate community, as a whole, and also the Chironomidae specifically, are influenced by heterogeneity of the detritus and its chemical composition. However, microbial conditioning seems to be more important for this association, since it can increase the nutritional value of species typically considered of low palatability. / Em ecossistemas aquáticos de pequena ordem os macroinvertebrados têm importante papel na ciclagem de nutrientes, pois participam da fragmentação de detritos, que constituem fonte de energia para a cadeia trófica. Este trabalho visou estudar a fauna de macroinvertebrados associados a diferentes espécies vegetais com diferentes teores de LigCel:N. Assim, trabalhamos com quatro tratamentos. O primeiro tratamento compreendeu a espécie Casearia sylvestris e o segundo uma mistura de C. sylvestris, Rollinia emarginata, Phytolacca dioica e Cabralea canjerana. O terceiro tratamento teve a espécie Ficus luschnathiana e o quarto tratamento uma mistura das espécies Trema micrantha, Inga alata, Cupania vernalis e F. luschnathiana. Para o experimento, foram utilizados litter bags contendo 4,0±0,1 g de folhas e após 7, 14, 21 e 28 de incubação nos riachos, quatro litter bags de cada tratamento foram retirados e analisados. As folhas foram lavadas para a remoção dos invertebrados, secas (30°C) e destinadas à análise de ergosterol. Os organismos foram identificados até menor nível taxonômico possível e classificados em categorias alimentares funcionais. Calculamos a densidade de organismos, biomassa e riqueza rarefeita, que foram comparadas com análise ANOVA two-way e correlacionadas com a biomassa de fungos por meio de Correlação Linear de Pearson. A composição da fauna foi analisada por meio de análise de agrupamento, NMDS, MANOVA e Análise de espécies indicadoras. Encontramos diferença na densidade de macroinvertebrados e Chironomidae entre os tratamentos, sendo que a espécie de baixa qualidade (F. luschnathiana) apresentou maior densidade, maior biomassa de fungos e consequentemente a maior perda de massa seca. Verificamos correlação entre a densidade de organismos e a biomassa de fungos. Com este estudo verificamos que a comunidade de macroinvertebrados e especificamente os Chironomidae são influenciados pela heterogeneidade vegetal e a qualidade química do detrito. Entretanto, o condicionamento microbiano parece ser mais importante para esta associação, pois pode promover qualidade nutricional para as espécies de baixa palatabilidade.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-05-09T19:20:03Z No. of bitstreams: 1 LucasViegasFrancisco_DISSERT.pdf: 12755776 bytes, checksum: 6f4076fc7e5da064d04f53f1846a093a (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-05-09T22:36:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LucasViegasFrancisco_DISSERT.pdf: 12755776 bytes, checksum: 6f4076fc7e5da064d04f53f1846a093a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T22:36:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LucasViegasFrancisco_DISSERT.pdf: 12755776 bytes, checksum: 6f4076fc7e5da064d04f53f1846a093a (MD5) Previous issue date: 2013-07-04 / At? o momento n?o h? um estudo que objetivou sintetizar a magnitude e varia??o do papel dos invertebrados aqu?ticos sobre a decomposi??o do detrito foliar em ambientes aqu?ticos. Al?m disso, existe uma falta de conhecimento sobre qual ? o impacto geral desses pequenos organismos na decomposi??o foliar. Al?m do mais, existe um quantidade de controv?rsias sobre como e quais devem ser os fatores mais influentes nesse processo ecol?gico. O objetivo deste estudo foi atrav?s de uma abordagem meta-anal?tica, entender como estes organismos afetam a decomposi??o foliar em ecossistemas aqu?ticos, e como este efeito varia de acordo com aspectos ecol?gicos e metodol?gicos. Foram inclu?dos estudos que avaliaram as taxas de decaimento exponencial na presen?a e aus?ncia de invertebrados, sendo abordadas apenas as vari?veis presentes em mais de 90% dos estudos do banco de dados. Como esperado, a presen?a dos invertebrados acelera a decomposi??o foliar e sua magnitude do efeito em escala global ? consistente. Este efeito n?o difere em rela??o ao tipo de ecossistema (l?tico ou l?ntico), temperatura ou latitude. Portanto, esta an?lise contradiz o argumento que invertebrados tem um maior papel na decomposi??o em ecossistemas de altas latitudes enquanto microrganismos deveriam ser mais importantes mais pr?ximo aos tr?picos. N?o observou-se nenhum vi?s ou quanto aos m?todos de exclus?o dos invertebrados ou ainda quanto a diferen?a entre as malhas. Apesar de ser dif?cil afirmar que n?o existem efeitos aditivos da exclus?o experimental ou ainda a diferen?a entre as malhas. Provavelmente outros par?metros n?o foram inclu?dos nesta an?lise poderiam explicar o efeito dos invertebrados na decomposi??o foliar, entretanto um insuficiente n?mero de par?metros dispon?veis dificultam mais avalia??es. Esta s?ntese conclui que o papel acelerador dos invertebrados detrit?voros deveria ser inclu?da em modelos biogeoqu?micos. Mais especificamente, estes modelos deveriam incorporar par?metros como a origem do detrito e a dura??o experimental. / There is no study aimed to synthesize the magnitude and variation of aquatic invertebrates for the decomposition of leaf litter in aquatic ecosystems. Furthermore, there is also a lack of knowledge about what is the overall impact of these small organisms on leaf decomposition. Moreover, there are a number of controversies that are the most influential factors on one of the most important processes of aquatic ecology. For example, the influence of latitude and temperature or yet the methodology employed for measuring the effect of the aquatic detritivorous invertebrates. Therefore the aim of our study was, through a meta-analytic review, understand how these organisms affect the decomposition of foliar detritus in aquatic ecosystems, and how this effect varies according to the methodological and environmental parameters most used. Through the evaluation of decomposition rates (k) in the presence and absence of these invertebrates 104 independent studies satisfied our selection criteria and were included in the database. To intention present representativeness of the sample, each used parameter in this analysis need to be present in over 90% of the selected studies. No publication bias was detected, although we verified a significant decrease in the invertebrate decomposition effect in longer experimental duration, indicating that short experiments reveal higher detritivoria while longer experiments manifest lower mass loss. As expected, these results cast reveal that in general the presence of invertebrates accelerates the decomposition process. Furthermore the global effect size, these effect are consistent and do not differ in relation to aquatic ecosystem types (lotic, lentic or marine), temperature or latitude of the experiments, even presenting a slight increase importance of invertebrates in the decomposition process toward lower latitudes. Therefore, this analysis contradicts the argument that invertebrates have a greater role in the decomposition of aquatic ecosystems at higher latitudes while microorganisms would be more important at minors. Temperature result also contradicts the preview and results of this and other reviews where it could reveal some variation of invertebrate effect. No weakness of invertebrate exclusion methods (mesh bags, electric field or toxic) or even the standardized mesh bag difference (a standardized difference between coarse and fine mesh bags) was found. In contrast to the most of literature, these parameters did not show any significant relationship with the effect size. However should be difficult affirm there is no additive effects of experimental exclusion or also standardized mesh size difference. Conversely, other factors interfere significantly in the decomposition mediated by invertebrates such as detritus origin (allochthonous or autochthonous) and experimental duration. Probably other parameters besides the not included in this analysis could explain the effect of invertebrates on leaf decomposition, however an insufficient number of available parameters hamper this assay. We conclude that this synthesis indicates that the role of detritivorous invertebrates should be included in biogeochemical models, which consider nutrient cycling in temperate or tropical aquatic ecosystems. More specifically these models should incorporate environmental parameters such as detritus origin, as well methodological parameters such as experimental duration.

Orientador: José Eduardo Zaine / Resumo: As corridas de detritos ou debris flows são os fenômenos de movimentação de massa mais impactantes no Brasil, com destaque para a região serrana do Estado de São Paulo. São movimentos de massa complexos, que se comportam na forma de fluxos altamente densos, responsáveis pelo grande aporte de material grosseiro no decorrer das drenagens, com grande poder de impacto e raio de destruição. Esta pesquisa buscou aprimorar o conhecimento acerca dos movimentos de massa do tipo corrida de detritos, por meio de uma classificação bibliográfica sistemática do fenômeno, assim como dos seus principais fatores indutores na região da Serra do Mar. A área escolhida para o estudo foi uma bacia hidrográfica no município de Cubatão/SP, devido ao grande histórico de eventos desse tipo, como os ocorridos em 1994, que foram responsáveis pela paralização das operações na Refinaria Presidente Bernardes, resultando em altos prejuízos financeiros. Em 2013, no Rio Pilões, outro evento de magnitude similar comprometeu a infraestrutura da Sabesp, resultando em uma morte. Tomando como recorte de estudo a bacia hidrográfica do Rio das Pedras, o objetivo principal foi desenvolver, por meio de metodologias de gestão e mapeamento uma proposta de gerenciamento preventivo à ocorrência de corridas de detrito em bacias hidrográficas na Serra do Mar. Assim, por meio da avaliação da suscetibilidade, aplicação de equações empíricas, mapeamento geológico-geomorfológico e definição de cenários de risco com precipitação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The debris flows are the most striking mass movement phenomena in Brazil, with emphasis on the mountain region of the State of São Paulo. They are complex mass movements, which behave in the form of highly dense flows, responsible for the great contribution of coarse material during the drainage, with great impact power and radius of destruction. This research aimed to improve the knowledge about mass movements of the type of debris run, through a systematic bibliographic classification of the phenomenon, as well as its main inductive factors in the Serra do Mar region. The area chosen for the study was a basin in the municipality of Cubatão / SP, due to the great history of events of this type, such as those occurred in 1994, which were responsible for the paralysis of operations at the Presidente Bernardes Refinery, resulting in high financial losses. In 2013, at Rio Pilões, another event of similar magnitude compromised Sabesp's infrastructure, resulting in one death. Taking as a study study the Rio das Pedras river basin, the main objective was to develop, through management and mapping methodologies, a proposal of preventive management to the occurrence of detritus races in watersheds in the Serra do Mar. Thus, through the evaluation of susceptibility, the application of empirical equations, geological-geomorphological mapping and the definition of risk scenarios with critical precipitation, resulted in a better estimate of a risk scenario closer to the real one possible... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-12T18:51:42Z No. of bitstreams: 1 DissBPS.pdf: 1727871 bytes, checksum: 9b93476d3effc98b9ff1ef9c08feeacf (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-13T20:20:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissBPS.pdf: 1727871 bytes, checksum: 9b93476d3effc98b9ff1ef9c08feeacf (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-13T20:20:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissBPS.pdf: 1727871 bytes, checksum: 9b93476d3effc98b9ff1ef9c08feeacf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-13T20:20:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissBPS.pdf: 1727871 bytes, checksum: 9b93476d3effc98b9ff1ef9c08feeacf (MD5) Previous issue date: 2015-07-08 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The decomposition of aquatic macrophytes is important for understanding the cycling of elements and organic matter in aquatic ecosystems. The decomposition rate is driven by biotic and abiotic factors. Thus, the aim of this study was to analyze the effects of trophic status and detritus quality on the humification and mineralization of aquatic plants. The study was conducted in two tropical reservoirs (RJ/Brazil) with different trophic statuse (Lajes Reservoir: oligo-mesotrophic; Vigário Reservoir: eutrophic). In each reservoir were incubated (litter bags), during the dry season, five species of aquatic plants (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms., Pistia stratiotes (L.), Sagittaria montevidensis (Cham. & Schltdl.) Kuntze, Salvinia auriculata (Aubl.) and Urochloa arrecta (Hack. & Schinz) Morrone & Zuloaga). The remaining fractions were used for the extraction of humic acid (HA) and fulvic acids (FA), which were quantified on carbon basis (controlled combustion and infrared detection). FA and HA variations were adjusted to a 1st order kinetic model. Regardless of the kind of macrophyte and trophic status, the particulate detritus showed a reactive fraction (RPOC) related to the formation of humic substances (HS) and a fraction not involved with such formations, the humin (HU); FA predominated as the main constituent of HS and their mineralization rate constants were higher than those of HA, indicating greater contribution and rapid cycling of FA. HA represented the maintenance of carbon pool. The fraction HU indicated that, depending on the detritus quality, carbon is immobilized carbon (e.g. S. auriculata) and is not readily available to cycling in aquatic environments. The trophic status along with the quality of detritus influenced the mineralization rates, especially for floating species (P. stratiotes, E. crassipes and S. auriculata) and amphibious (U. arrecta); the effects were lower in decomposition of S. montevidensis. The eutrophic environment (Vigario Reservoir) improved the mineralization over humification. / A decomposição das macrófitas aquáticas é importante para o entendimento da ciclagem de elementos e da matéria orgânica nos ecossistemas aquáticos. A velocidade com que ocorre a decomposição é influenciada por fatores bióticos e abióticos. Desse modo, o objetivo desse trabalho foi analisar os efeitos do estado trófico e da qualidade do detrito sobre a humificação e mineralização de plantas aquáticas. O estudo foi realizado em dois reservatórios tropicais (RJ/Brasil) com diferentes estados tróficos (Lajes: oligo-mesotrófico; Vigário: eutrófico). Em cada reservatório foram incubadas (litte rbags), durante a estação seca, cinco espécies de macrófitas aquáticas (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms., Pistia stratiotes (L.), Sagittaria montevidensis (Cham. & Schltdl.) Kuntze, Salvinia auriculata (Aubl.) e Urochloa arrecta (Hack. & Schinz) Morrone & Zuloaga). As frações remanescentes das incubações foram utilizadas para extração dos ácidos húmicos (AH) e ácidos fúlvicos (AF), que foram quantificados em base de carbono (combustão controlada e detecção no infravermelho). As variações de AF e AH foram ajustadas a um modelo cinético de 1ª ordem. Os resultados indicaram que independente da espécie de macrófita e da condição trófica, o detrito particulado apresentou uma fração reativa (RPOC) no que se refere à formação das substâncias húmicas (SH) e uma fração não envolvida com tais formações, a humina (HU); os AF predominaram como o principal constituinte das SH e seus coeficientes de mineralização foram maiores que os dos AH, indicando assim participação maior e ciclagem mais rápida dos AF na mineralização das SH. consequentemente, os AH representaram um composto de manutenção da reserva carbônica. A fração HU indicou que, dependendo da qualidade dos detritos, imobiliza o carbono (e.g. S. auriculata) não o disponibilizando prontamente para ciclagem nos ambientes aquáticos. O estado trófico juntamente com a qualidade do detrito exerceram alterações nos coeficientes de mineralização, principalmente para espécies flutuantes (P. stratiotes, E. crassipes e S. auriculata) e anfíbia (U. arrecta); os efeitos foram menores na decomposição de S. montevidensis. O meio eutrófico (reservatório de Vigário) beneficiou a mineralização das macrófitas em detrimento da humificação.

[pt] Os problemas geotécnicos e geológicos envolvem a descrição do comportamento de materiais tais como solo e rocha e sua eventual interação com fluidos e estruturas. Em geral, a evolução desses problemas é caracterizada por grandes deformações e deslocamentos, descontinuidades, heterogeneidades e um comportamento constitutivo complexo. A abordagem deste tipo de problemas requer técnicas numéricas que levem em conta essas características, sem apresentar inconvenientes numéricos associados à distorção dos elementos como acontece no método dos elementos finitos (FEM). A presente tese desenvolve um algoritmo computacional baseado no método do ponto material (MPM) para aproximar a solução das equações governantes dos fenômenos mencionados. O algoritmo é baseado numa formulação dinâmica tridimensional do contínuo, considerando grandes deformações. Os amortecimentos de Rayleigh o local não viscoso são incorporados para modelar problemas dinâmicos e quase-estáticos. A geração dinâmica das poro-pressões é formulada assumindo o meio poroso saturado e um ponto material para discretizar a mistura. Diversas técnicas de suavização das pressões são avaliadas em problemas de impacto sobre meios saturados. Diferentes modelos constitutivos são implementados para modelar tanto a formação da superfície de ruptura e o processo de escoamento da massa de solo durante as instabilidades, quanto a gênese, evolução e quantificação de zona de falhas nos processos geológicos. Para a abordagem da discretização de problemas de escala geológica de grande número de partículas usando o MPM, uma metodologia é proposta e verificada com a discretização do deslizamento do Daguangbao, na China. Visando à diminuição do tempo computacional, o algoritmo é implementado segundo o paradigma de programação paralela. / [en] Geotechnical and geological problems involve the description of the behavior of materials such as soil and rock, and their eventual interaction with fluids and structures. In general, the evolution of these problems is characterized by large deformations and displacements, discontinuities, heterogeneities and complex constitutive behavior. Addressing these problems requires numerical techniques that take these characteristics into account, without numerical drawbacks associated with element distortion as occurs in the finite element method (FEM). In this thesis is developed a computational algorithm based on the material point method (MPM) to approximate the solution of the governing equations to the mentioned phenomena. The algorithm is based on a three-dimensional dynamic formulation of the continuum considering large deformations. Rayleigh damping and non-viscous local damping are incorporated to model dynamic and quasi-static problems. The dynamic generation of pore pressures is formulated assuming the saturated porous medium and a single material point to discretize the mixture. Different techniques are evaluated to mitigate spurious pressure in impact problems on saturated media. Different constitutive models are implemented to model the failure surface and the soil mass flow process during slope instabilities, as well as the genesis, evolution and failure zone quantification in geological processes. To address the discretization of large-scale geological problems using MPM, a methodology is proposed and validated with the discretization of the Daguangbao landslide, in China. In order to decrease the computational time, the algorithm is implemented according to the parallel programming paradigm.