[pt] Este trabalho apresenta a análise numérica de vasos de pressão cilíndricos modelados por cascas e placas axissimétricas submetidas a carregamento de pressão interna uniformemente distribuída, utilizando-se a técnica de elementos finitos. São consideradas análises de junções entre superfícies com diferentes espessuras, tais como paredes finas (razão entre o raio e a espessura superior a 10) e moderadamente espessas (razão entre o raio e a espessura inferior a 5). Os campos de deslocamento considerados são os referentes aos elementos planos axissimétricos. A partir deste modelo são avaliadas as tensões na transição entre as superfícies e os resultados comparados com soluções analíticas simplificadas. Conclui-se que a solução analítica aproximada é aceitável para uma grande faixa de valores envolvendo placas e cascas de espessuras moderadamente espessas, enquanto que, para paredes finas, a análise por elementos finitos é necessária para verificação do comportamento das tensões na junção. Testes numéricos utilizando o programa ANSYS são apresentados para demonstrar o desempenho de análises lineares axissimétricas, empregando elementos quadráticos em comparação com as soluções analíticas e avaliando também as limitações do modelo analítico na região da descontinuidade geométrica do modelo proposto. / [en] This work presents the numerical analysis of cylindrical pressure vessels, modeled using axisymmetric shells and plates elements under internal pressure loads. The numerical analysis considers surface joints for various surface thickness ratios, from thin (ratio between radius and thickness greater than 10) to thick (ratio between radius and thickness less than 5) shells. Element displacement fields of axisymmetric plane elements are used to evaluate the stress state at the surfaces junctions, and the obtained results are compared to simplified analytical solutions. It is concluded that analytical approximate results present an acceptable solution for a large range of plates to shells geometries up to moderately thick shells, whereas for thin shells the finite element solution is necessary to be considered in order to accurately verify the stresses at plate to shell junction. Numerical tests applying ANSYS program are presented to demonstrate the performance of linear axisymmetric analysis applying quadratic elements in comparison to the analytical solutions also evaluating the limitations of the analytical model in the region of the geometric discontinuity of the proposed model.

[pt] Neste trabalho apresenta-se o desenvolvimento teórico e a implementação de uma metodologia proposta para o dimensionamento de juntas soldadas, baseada em soluções de modelos de placas obtidas por elementos finitos. A técnica consiste em, a partir da avaliação do estado de tensões nas proximidades da junta resultante da simulação numérica sob carregamentos reais, obter-se a dimensão requerida da seção transversal (seção da garganta) ao longo do comprimento do cordão de solda. No dimensionamento do cordão, consideram-se simplificações das distribuições das componentes de tensões ao longo da espessura da casca, inerentes aos modelos de cascas finas. Com o objetivo de testar-se a aplicabilidade da metodologia proposta em soluções numéricas apresenta-se, inicialmente, o dimensionamento de cordões de solda sob carregamentos simples - cisalhamento transversal, membrana e flexão - em que os resultados são verificados com os obtidos de modelos analíticos. Além destes, são também apresentadas soluções para estruturas complexas formadas por chapas soldadas, como exemplos de aplicação prática da implementação desenvolvida. / [en] This work presents theoretical and implementation procedures related to a proposal for the design of welded joints, based on finite element solutions for plate models. The technique consists on obtaining the required dimensions at the throat section of the weld, required to resist prescribed loads, based on stress component evaluations nearby the weld, along its length. In the calculations some simplifications on the stress component distributions along the plate thickness are considered, typical of thin walled plates. Evaluations of the proposed methodology are performed considering the weld design of plates under standard prescribed - transverse shear, membrane and bending loads - where the numerical results are verified against analytic results. Solutions for the design of plate welds in complex structures are also presented and discussed

Na presente dissertação foram investigadas as propriedades mecânicas e microestruturais, antes e após o processo de soldagem, dos aços ZSTE380 e DOGAL800, que são aços de alta resistência e baixa liga (ARBL), além do aço convencional ZAR230. O principal objetivo do trabalho foi avaliar possíveis modificações nessas propriedades e verificar a possibilidade de substituir o aço convencional por um dos aços ARBL. Por serem mais resistentes os aços ARBL podem ser usados em elementos estruturais menos robustos, o que reduz o peso e a emissço de gases poluentes dos veículos. Primeiramente, verificaram-se diferentes extensões da zona termicamente afetada para os três aços soldados, onde é observada a maior extensão no DOGAL800 e a menor no ZAR230. A análise microestrutural revelou o crescimento do tamanho de grão austenítico em relação ao metal base nessa região para os aços ZSTE380 e DOGAL800, gerando um pronunciado aumento da resistência devido à transformação martensítica. O caso mais marcante ocorreu no DOGAL800, em cuja zona termicamente afetada observou-se a formação de martensita de baixo carbono, que é uma fase dura do aço, porém de baixa ductilidade. Os perfis de microdureza indicaram que não houve uma alteração significativa na dureza da zona termicamente afetada no ZAR230, enquanto que para o DOGAL800 observa-se um considerável aumento na mesma, confirmando a formaçao de martensita. Os limites de escoamento determinados pelos ensaios de tração não apresentaram diferenças significativas entre os corpos de prova com e sem solda se analisados de forma global, porém um ensaio de microtração, isso seria revelado. Contudo, nos ensaios de fadiga dos corpos de prova sem solda observou-se uma maior resistência à fadiga para os aços DOGAL800 e ZSTE380 em relação ao ZAR230. Após o processo de soldagem, os aços ARBL apresentam uma significativa redução da resistência a fadiga, estando abaixo da resistência à fadiga do ZAR230 para ensaios acima de um milhão de ciclos. Os resultados apresentados são explicados com base na relação entre as características microestruturais e propriedades mecânicas dos aços antes e após a soldagem. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-21T16:18:45Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Felipe Perini.pdf: 4638294 bytes, checksum: 04b47e3d737143948a0776e96d6588a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-21T16:18:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Felipe Perini.pdf: 4638294 bytes, checksum: 04b47e3d737143948a0776e96d6588a1 (MD5) / In the present work we investigated the mechanical and microstructural proprieties of the ZSTE380 and DOGAL800 high strength low alloys steels (HSLA), comparing to the conventional ZAR230 steel, before and after welding. The main purpose is to detect possible modifications on these steels during the welding process, and to verify the possibility of replacing the conventional ZAR230 steel by one of the HSLAs. Since HSLA steels possess higher mechanical resistance, they can be used in less robust structures, which reduce the weight of the automobiles, and consequently reduce the emission of pollutant gases. We observed different extensions of the heat-affected zone for the three welded steels, with a higher extension in the DOGAL800 and the smaller extension in the ZAR230. Microstructural analysis revealed austenite grain growth in the heat-affected zone, in relation to the base metal in this region for the steels ZSTE380 and DOGAL800, becoming a remarkable increase of resistance due to martensite transformation. The most remarkable case happened in the DOGAL800, where we observed formation of low carbon martensite in the heat-affected zone, being this a harder phase of the steel, but with low ductility. The microhardness profiles indicated that it did not happen a significant change in hardness of the heat-affected zone of the ZAR230, while for the DOGAL800 it is observed a considerable increase in hardness, corroborating the hypothesis of martensite formation. The yield strength obtained form stress-strain curves didn?t revealed any significant differences between welded and without weld samples, if analyzed in a global way, but in a microtensile test, it would be reveled. The samples without weld submitted to the high-cycle fatigue test presented different fatigue resistance, where the DOGAL800 showed the greatest fatigue resistance, followed by the ZSTE380 and finally the ZAR230. However after the welding process we observed a significant reduction in the fatigue resistance of the HSLA steels, even below the ZAR230 resistance for tests above 1 million cycles. The results were explained relating the microstructure properties and the mechanical properties of the three steels, before and after welding.

Na presente dissertação foram investigadas as propriedades mecânicas e microestruturais, antes e após o processo de soldagem, dos aços ZSTE380 e DOGAL800, que são aços de alta resistência e baixa liga (ARBL), além do aço convencional ZAR230. O principal objetivo do trabalho foi avaliar possíveis modificações nessas propriedades e verificar a possibilidade de substituir o aço convencional por um dos aços ARBL. Por serem mais resistentes os aços ARBL podem ser usados em elementos estruturais menos robustos, o que reduz o peso e a emissço de gases poluentes dos veículos. Primeiramente, verificaram-se diferentes extensões da zona termicamente afetada para os três aços soldados, onde é observada a maior extensão no DOGAL800 e a menor no ZAR230. A análise microestrutural revelou o crescimento do tamanho de grão austenítico em relação ao metal base nessa região para os aços ZSTE380 e DOGAL800, gerando um pronunciado aumento da resistência devido à transformação martensítica. O caso mais marcante ocorreu no DOGAL800, em cuja zona termicamente afetada observou-se a formação de martensita de baixo carbono, que é uma fase dura do aço, porém de baixa ductilidade. Os perfis de microdureza indicaram que não houve uma alteração significativa na dureza da zona termicamente afetada no ZAR230, enquanto que para o DOGAL800 observa-se um considerável aumento na mesma, confirmando a formaçao de martensita. Os limites de escoamento determinados pelos ensaios de tração não apresentaram diferenças significativas entre os corpos de prova com e sem solda se analisados de forma global, porém um ensaio de microtração, isso seria revelado. Contudo, nos ensaios de fadiga dos corpos de prova sem solda observou-se uma maior resistência à fadiga para os aços DOGAL800 e ZSTE380 em relação ao ZAR230. Após o processo de soldagem, os aços ARBL apresentam uma significativa redução da resistência a fadiga, estando abaixo da resistência à fadiga do ZAR230 para ensaios acima de um milhão de ciclos. Os resultados apresentados são explicados com base na relação entre as características microestruturais e propriedades mecânicas dos aços antes e após a soldagem. / In the present work we investigated the mechanical and microstructural proprieties of the ZSTE380 and DOGAL800 high strength low alloys steels (HSLA), comparing to the conventional ZAR230 steel, before and after welding. The main purpose is to detect possible modifications on these steels during the welding process, and to verify the possibility of replacing the conventional ZAR230 steel by one of the HSLAs. Since HSLA steels possess higher mechanical resistance, they can be used in less robust structures, which reduce the weight of the automobiles, and consequently reduce the emission of pollutant gases. We observed different extensions of the heat-affected zone for the three welded steels, with a higher extension in the DOGAL800 and the smaller extension in the ZAR230. Microstructural analysis revealed austenite grain growth in the heat-affected zone, in relation to the base metal in this region for the steels ZSTE380 and DOGAL800, becoming a remarkable increase of resistance due to martensite transformation. The most remarkable case happened in the DOGAL800, where we observed formation of low carbon martensite in the heat-affected zone, being this a harder phase of the steel, but with low ductility. The microhardness profiles indicated that it did not happen a significant change in hardness of the heat-affected zone of the ZAR230, while for the DOGAL800 it is observed a considerable increase in hardness, corroborating the hypothesis of martensite formation. The yield strength obtained form stress-strain curves didn?t revealed any significant differences between welded and without weld samples, if analyzed in a global way, but in a microtensile test, it would be reveled. The samples without weld submitted to the high-cycle fatigue test presented different fatigue resistance, where the DOGAL800 showed the greatest fatigue resistance, followed by the ZSTE380 and finally the ZAR230. However after the welding process we observed a significant reduction in the fatigue resistance of the HSLA steels, even below the ZAR230 resistance for tests above 1 million cycles. The results were explained relating the microstructure properties and the mechanical properties of the three steels, before and after welding.

Orientadores: Marcos Pereira Marinho Aidar, Rafael Silva Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T23:16:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosado_BrunoHenriquePimentel_D.pdf: 5546425 bytes, checksum: c44175517f96f35f31d721d7439b5cfa (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O entendimento de como espécies de plantas utilizam água, requer a caracterização dos fatores que afetam o fluxo de água no contínuo solo-planta-atmosfera (SPA). Desta forma, esta tese reúne trabalhos nos quais investiguei como variações no uso de água de espécies arbóreas na Floresta Atlântica estão relacionadas a atributos morfológicos, grau de exposição da copa (EC) e à variação de fatores abióticos em função da altitude na Mata Atlântica. As altitudes estudadas, 100 e 1000 metros de altitude acima do nível do mar, correspondem às Florestas Ombrófila Densa de Terras Baixas (FODTB) e Montana (FODM). A maior radiação solar (RS) e demanda evaporativa do ar (DPV) associada à menor pressão atmosférica na FODM favoreceriam uma maior transpiração, criando situações de maior vulnerabilidade à variação na disponibilidade hídrica. No entanto, não se pode descartar que mesmo espécies que co-ocorrem em um mesmo ambiente podem apresentar diferentes capacidades de regular o uso de água devido ao papel de atributos morfofisiológicos sobre o SPA. Foram estudados alguns dos componentes do contínuo SPA tais como a densidade de comprimento de raízes finas (DCR) e repelência hídrica foliar (RHF), além de medidas diretas de fluxo de água do xilema. Variações em atributos funcionais e seu reflexo no uso de água das espécies se deram em função da EC e da variação dos fatores abióticos conforme aumento da altitude. Maiores DCR e RHF na FODM; regulação da transpiração noturna na FODM além de menores condutâncias totais associadas a atributos morfológicos indicaram ajustes associados ao uso da água. Estes resultados trazem novas contribuições para o entendimento do funcionamento de floresta tropicais chuvosas ao evidenciar que luz e nutrientes não podem ser considerados como os únicos fatores limitantes destes ambientes / Abstract: Understanding how different plant species and / or functional types use water requires characterization of the factors that affect the continuous soil-plant-atmosphere (SPA). This thesis presents a number of studies in which I investigated how changes in water use of tree species in the Atlantic Forest are related to morphological attributes, crown exposure (CE) and the variation of abiotic factors as a function of altitude in the Atlantic. The altitudes studied, 100 and 1000 meters above sea level, correspond to the lowland ombrophilous dense forest (LODF) and Montane (MODF). Potentially, the higher solar radiation, higher vapor pressure déficit and lower atmospheric pressure at the MODF, would drive higher transpiration rates leading to higher vulnerability to variation in water availability in comparison to the LODF. However, we can not disregard that even co-occurring species may show different abilities to regulate water use due to the role of morpho-physiological traits on the SPA. Were studied components that are part of the continuum SPA such as fine root length density (RLD), which indicates efficiency water absorption, leaf water repellency (LWR) and wood density, besides measurements of sap flow. Variations in functional attributes and its reflection on water use species that have were associated to CE and the variation of abiotic factors according to altitude. Higher RLD and LWR at the MODF; regulation of nighttime transpiration at the MODF and trend of lower total conductance in relation to the LODF indicate adjustments associated with the water use. These results provide important contributions to understanding tropical rain forest functioning and indicate that light and nutrients can not be considered as the only limiting factors at these environments / Doutorado / Biologia Vegetal / Doutor em Biologia Vegetal

Estruturas do tipo linha/curva (line-like, curve-like), alongadas e ramificadas são comumente encontradas nos ecossistemas que conhecemos. Na biomedicina e na biociências, por exemplo, diversas aplicações podem ser observadas. Justamente por este motivo, extrair este tipo de estrutura em imagens é um constante desafio em problemas de análise de imagens. Porém, diversas dificuldades estão envolvidas neste processo. Normalmente as características espectrais e espaciais destas estruturas podem ser muito complexas e variáveis. Especificamente as mais \"finas\" são muito frágeis a qualquer tipo de processamento realizado na imagem e torna-se muito fácil a perda de informações importantes. Outro problema bastante comum é a ausência de parte das estruturas, seja por motivo de pouca resolução, ou por problemas de aquisição, ou por casos de oclusão. Este trabalho tem por objetivo explorar, descrever e desenvolver técnicas de detecção/segmentação de estruturas finas e ramificadas. Diferentes métodos são utilizados de forma combinada, buscando uma melhor representação topológica e perceptual das estruturas e, assim, melhores resultados. Grafos são usados para a representação das estruturas. Esta estrutura de dados vem sendo utilizada com sucesso na literatura na resolução de diversos problemas em processamento e análise de imagens. Devido à fragilidade do tipo de estrutura explorado, além das técnicas de processamento de imagens, princípios de visão computacional são usados. Busca-se, desta forma, obter um melhor \"entendimento perceptual\" destas estruturas na imagem. Esta informação perceptual e informações contextuais das estruturas são utilizadas em um modelo de campos aleatórios de Markov, buscando o resultado final da detecção através de um processo de otimização. Finalmente, também propomos o uso combinado de diferentes modalidades de imagens simultaneamente. Um software é resultado da implementação do arcabouço desenvolvido e o mesmo é utilizado em duas aplicações para avaliar a abordagem proposta: extração de estradas em imagens de satélite e extração de raízes em imagens de perfis de solo. Resultados do uso da abordagem proposta na extração de estradas em imagens de satélite mostram um melhor desempenho em comparação com método existente na literatura. Além disso, a técnica de fusão proposta apresenta melhora significativa de acordo com os resultados apresentados. Resultados inéditos e promissores são apresentados na extração de raízes de plantas. / Line- curve-like, elongated and ramified structures are commonly found inside many known ecosystems. In biomedicine and biosciences, for instance, different applications can be observed. Therefore, the process to extract this kind of structure is a constant challenge in image analysus problems. However, various difficulties are involved in this process. Their spectral and spatial characteristics are usually very complex and variable. Considering specifically the thinner ones, they are very \"fragile\" to any kind of process applied to the image, and then, it becomes easy the loss of crucial data. Another very common problem is the absence of part of the structures, either because of low image resolution and image acquisition problems or because of occlusion problems. This work aims to explore, describe and develop techniques for detection/segmentation of thin and ramified structures. Different methods are used in a combined way, aiming to reach a better topological and perceptual representation of the structures and, therefore, better results. Graphs are used to represent the structures. This data structure has been successfully used in the literature for the development of solutions for many image processing and analysis problems. Because of the fragility of the kind of structures we are dealing with, some computer vision principles are used besides usual image processing techniques. In doing so, we search for a better \"perceptual understanding\" of these structures in the image. This perceptual information along with contextual information about the structures are used in a Markov random field, searching for a final detection through an optimization process. Lastly, we propose the combined use of different image modalities simultaneously. A software is produced from the implementation of the developed framework and it is used in two application in order to evaluate the proposed approach: extraction of road networks from satellite images and extraction of plant roots from soil profile images. Results using the proposed approach for the extraction of road networks show a better performance if compared with an existent method from the literature. Besides that, the proposed fusion technique presents a meaningful improvement according to the presented results. Original and promising results are presented for the extraction of plant roots from soil profile images.

Devido à crescente demanda por perfis formados a frio destinados à fabricação de estruturas de aço no Brasil, aliada a desatualização da norma brasileira NB-143:1967, fez-se necessário a publicação de uma nova norma brasileira de \'Dimensionamento de Estruturas de Aço Constituídas por Perfis Formados a Frio\' a NBR14762:2001. Essa apresenta, para o dimensionamento das ligações, expressões adaptadas da norma norte-americana AISI:1996. As adaptações foram inseridas com o intuito de simplificar o cálculo e foram determinadas apenas por ajustes teóricos, faltando, portanto uma investigação mais criteriosa. Deste modo tornou-se prioritário o estudo das ligações em chapas e perfis com pequena espessura, para avaliação destas expressões propostas. Neste âmbito analisou-se neste trabalho o comportamento estrutural de ligações parafusadas em chapas e perfis formados a frio de pequena espessura, mediante análise teórica e experimental de corpos-de-prova, os quais foram definidos de maneira a se obter os diversos modos de falha, em especial a ruptura da seção líquida. Com os resultados experimentais pôde-se sugerir modificações nas expressões do coeficiente redutor da área líquida Ct, aplicado na avaliação da resistência ao estado limite de ruptura da seção líquida efetiva. Com os resultados desta pesquisa, espera-se colaborar com futuras edições da norma brasileira, fornecendo subsídios em suas futuras revisões. / The growing demand for cold-formed steel members of steel structures in Brazil, allied to the obsolescence of the brazilian NB-143:1967 standard, led to the need for a new brazilian code for the \'Design of Cold-formed Steel Structural Members\', the NBR14762:2001 standard. This new standard contains expressions adapted from the american AISI:1996 code for the design of connections. The adaptations were included with the purpose of simplifying the calculation and were determined merely for theoretical adjustments; hence, they lack a more careful investigation. It has thus become a matter of priority to study the connections in thin sheets and cold-formed members to evaluate the proposed expressions. The work reported on here therefore analyzed the structural behavior of bolted connections in thin sheets and cold-formed members based on theoretical and experimental analyses of test specimens, which were defined in order to obtain the various failure modes, particularly on sheet tearing in the net section. Based on the experimental results, suggestions are made for modifications in the expressions of the reduction coefficient of the net area Ct, applied in evaluations of the tensile strength of the effective net section. It is expected that the results of this research will contribute to future editions of the new brazilian code, supplying inputs for use in future revisions.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study was conducted at Campos de Cima da Serra physiographic region, Cambará do Sul, RS, Brazil. The objectives of these study were: to comparatively quantify, the length and the biomass of fine roots (≤ 2,0 mm) inside the soil and in the litter and relate comparatively, soil chemical and physical variables in a Pinus taeda L., with 15 years of age, stand, implanted in a 3 x 2 m spacing, in 1993 and in a native grass area close to it. Samples were obtained through the use of monoliths methods described by Böhm (1979), based on the digging 3 monoliths (25 cm x 25 cm x 40 cm each), distributed inside the stand and 3 in native grass area. Roots were separated from the soil through washing and catching; after they were distributed over a white sheet of paper, where with a digital camera supported by a support with fixed height, 2.045 images were obtained. With the aid of the software, the images were processed to quantify roots length. After this procedure, the roots were dried in an oven and then weighed for biomass determination. Fine roots total length in Pinus stand, in 40 cm soil profile, including litter layer, was 68413 km ha-1, where the most part of them was concentrated in the first 20 cm and in the litter. In native grass area, the total length in 40 cm soil profile, was 173550 km ha-1, 42,82% (74313 km ha-1) of the total length is concentrated in the layer 0 10 cm. The roots density in native grass is 234, 28% higher than in Pinus. In Pinus until 40 cm depth, 3,52 Mg ha-1 was counted for fine roots biomass. Native grass showed 5,628 Mg ha-1, almost twice of fine roots biomass in Pinus. In both areas, soil chemical conditions, showed correlation with roots length and biomass. In Pinus, the main factors were P>K>V>Mg>Ca, on the other hand, in native grass area, the main factors were P>K>Ca>Mg>V. The great presence of fine roots in Pinus litter is important for cycling process, nutrients and water availability. After forest harvesting, litter and residues layer should remain, aiming the maintenance of soil productive potential. / O presente estudo foi realizado no município de Cambará do Sul, RS, Brasil. Os objetivos do trabalho foram: quantificar comparativamente, o comprimento e a biomassa de raízes finas (≤ 2,0 mm) no solo e na serapilheira e relacionar comparativamente, variáveis químicas e físicas do solo em um povoamento de Pinus taeda L., com 15 anos de idade, e uma área de campo adjacente. A obtenção das amostras foi realizada através do método de monolitos descrito por Böhm (1979), a partir da escavação de 3 monolitos de 25 cm x 25 cm x 40 cm em cada área. As raízes foram separadas do solo através de lavagem e catação e, na seqüência, foram distribuídas sobre uma folha de papel branca, onde com o auxílio de uma câmera digital, apoiada em um suporte de altura fixa, obtiveram-se 2.045 imagens digitais. Com o auxilio de um software, as imagens foram processadas para quantificação do comprimento das raízes. Após, as raízes foram secas em estufa e, depois, pesadas para determinação da biomassa. O comprimento total de raízes finas no Pinus, no perfil de 40 cm do solo, incluindo-se a camada de serapilheira, foi de 68412 km ha-1, sendo que, a maior parte dessas se concentrou nos primeiros 20 cm de profundidade e na serapilheira. Na área de campo, o comprimento total de raízes finas, no perfil de 40 cm do solo, foi de 173550 km ha-1, 42,82% (74313 km ha-1) desse comprimento localiza-se na camada de 0 - 10 cm de profundidade. A densidade de raízes no campo é 234,28% maior do que no Pinus, destacando-se a camada de 0 - 10 cm, onde ocorreu a maior diferença. No Pinus até a profundidade de 40 cm, foram contabilizados 3,52 Mg ha-1 para biomassa de raízes finas. A área de campo apresentou 5,63 Mg ha-1, ou seja, praticamente o dobro da biomassa de raízes finas presente no Pinus. Nas duas áreas, as condições químicas do solo apresentaram maior correlação com o comportamento do comprimento e biomassa de raízes. No Pinus, destaca-se como principais fatores o P>K>V>Mg>Ca, por outro lado, na área de campo, destacam-se P>K>Ca>Mg>V. A grande presença de raízes finas na serapilheira do Pinus destaca a importância desta camada no processo de ciclagem, disponibilização de nutrientes e água. Após a colheita florestal, deve-se manter a camada de serapilheira e dos resíduos produzidos durante essa atividade, visando à manutenção do potencial produtivo do solo.

Orientador: Carlos Alfredo Joly / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T11:49:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CinthiaAparecida_M.pdf: 9588877 bytes, checksum: dbff1b6c72dbd211b47263ed9583a74c (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: As florestas tropicais estão entre os ecossistemas terrestres mais diversos e produtivos do planeta, embora ocorram sob solos pobres. Para superar essa condição as plantas adaptam a si mesmas para alocarem biomassa adicional a órgãos onde os recursos são limitantes. Alguns desses órgãos são as raízes finas, raízes responsáveis pela absorção de água e nutrientes do solo. Elas representam um elevado custo de produção para as plantas, mas importante fonte de carbono para o solo. Devido as variações na disponibilidade de recursos influenciarem o estoque e a produção de raízes finas, as expectativas foram de que: i) o estoque e a produção anual de raízes finas aumentariam com a elevação da altitude; ii) a produção de raízes finas seria maior nos períodos de menor umidade; iii) haveria maior biomassa de raiz fina na porção superficial do solo (0-10 cm); iv) o uso de menores tempos de coleta em porções de solo pequenas não afetaria a acurácia do método escolhido. Para testar essas suposições, foram selecionados cinco hectares de Floresta Atlântica conservada. As informações sobre estrutura, composição florística e características do solo foram obtidas de estudos prévios. Em cada um desses hectares, foram instalados 16 coletores para o monitoramento da produção trimestral de raízes finas. O menor estoque e produção total de raízes finas foi encontrado na Floresta Ombrófila Densa Submontana e o maior na Floresta Ombrófila Densa Montana. Os períodos das maiores produções coincidiram com os das maiores temperaturas e precipitações acumuladas e a maior biomassa de raízes finas foi observada na camada de 0-10 cm. A adaptação do método não influenciou significativamente na amostragem das raízes finas. A variável que mais explicou a produção anual foi o conteúdo de água no solo. Com base De acordo com tais resultados, a conclusão foi que as variações climáticas ao longo do gradiente altitudinal não determinaram diretamente o estoque de raízes finas, mas as variações sazonais influenciaram na produção. Quaisquer alterações que venham a ocorrer nas taxas de precipitação, poderão assim, desencadear mudanças significativas na maneira como a Floresta Atlântica aloca carbono, investindo mais em raízes finas do que nos demais órgãos / Abstract: Tropical forests are among the most diverse and productive ecosystems on the planet, however they occur in poor soils. To overcome this condition plants adapt themselves allocating additional biomass to organs where resources are limiting. Some of these organs are the fine roots, roots responsible for absorbing water and nutrients from the soil. They represent a high cost of production to the plants, but at the same time, they are an important source of carbon to the soil. Variations in the resources available can influence stock and production of fine roots and because of that, the expectation was that: i) fine root stock and annual production would increase with elevation; ii) fine roots production would be higher in periods of lower moisture; iii) a higher fine roots biomass would be found in the superficial soil layer (0-10 cm); iv) the use of a short time of sampling in smaller soil portions should not affect the accuracy of the chosen method. To test these hypotheses five plots located in Atlantic Forest along an elevation gradient were selected. The information about the forest structure, floristic composition and soil traits were known from previous studies. Each individual plot had 16 ingrowth cores were installed to monitor the quarterly production of fine roots. Submontane Forest had the smallest stock and annual production of fine roots, while Montane Forest had the highest ones. Periods of higher production coincide with higher temperatures and accumulated rainfall. The first layer of soil, from zero to 10 cm, had the highest fine roots biomass. The method adaptation did not significantly influence the fine roots sampling. The soil water content was the variable which best explained annual production. According to the research results, the conclusion achieved was that the fine roots stock is not directly influenced by climatic variation over elevation, but the seasonal variation influenced the fine roots production. Any possible changes in precipitation rates, may thus trigger significant changes in the way that Atlantic Forest allocates carbon, investing more in fine roots that in other organs / Mestrado / Biologia Vegetal / Mestra em Biologia Vegetal

RESUMEN En el metabolismo bentónico de las zonas costeras y someras interactúan de forma compleja un gran número de procesos y factores tanto físicos como químicos y biológicos. La respiración bentónica y la regeneración de nutrientes en los fondos de arenas permeables del infralitoral han sido, tradicionalmente, poco estudiadas, sin embargo, éstas pueden tener una repercusión directa y transcendental en los ecosistemas costeros. Esta tesis tiene como propósito general la determinación de los flujos de oxígeno disuelto y nutrientes en la interfase sedimento-agua. Además, se plantea estudiar las posibles interacciones entre distintas variables ambientales e identificar aquellas más influyentes en el metabolismo bentónico sobre fondos de arenas finas y homogéneas. En este estudio se llevaron a cabo un total de ocho campañas de trabajo in situ en una estación de muestreo situada sobre fondos en los que se asienta la biocenosis de arenas finas bien calibradas y en cuya superficie se desarrollan tapices de microfitobentos. En estas campañas se tomaron muestras de la columna de agua, del sedimento y se instalaron trampas de sedimentación y cámaras de incubación bentónicas, tanto opacas como transparentes, sobre el sedimento a lo largo del ciclo anual. Además, se realizaron dos experimentos, bajo condiciones controladas en laboratorio, en los que se incubó la misma matriz granulométrica presente en la estación de muestreo y a la que se añadieron distintos niveles de materia orgánica y del bivalvo Spisula subtruncata respectivamente. La respiración bentónica de estas arenas finas infralitorales estuvo regulada por una pequeña fracción de materia orgánica presente en el sedimento, compuesta por carbono biopolimérico y pigmentos cloroplásticos, en condiciones de oscuridad. Ello supuso un consumo de oxígeno por parte del sedimento y una liberación de nitrógeno inorgánico disuelto y ácido ortosilícico hacia la columna de agua. En condiciones de luz, la correlación detectada entre la producción primaria neta y la irradiancia media incidente sobre la superficie del sedimento indicó que el microfitobentos tuvo un papel destacado en la producción de oxígeno y en el metabolismo de estos fondos. Las arenas finas bien calibradas, emplazadas en un ambiente meramente oligotrófico, se mostraron heterotróficas a lo largo del año, consumiendo oxígeno y liberando nitrógeno inorgánico disuelto y ácido ortosilícico a la columna de agua según los flujos diarios estimados, en los que se asumió que el intercambio ocurrido durante la fase diurna se corresponde con los flujos de las cámaras trasparentes y los de la fase nocturna a los flujos en oscuridad. Únicamente durante la primavera, estos fondos fueron autotróficos debido a la mayor irradiancia incidente en esta estación que estimuló la producción primaria realizada por el microfitobentos. Esta producción primaria bentónica fue superior a la producción planctónica en todas las campañas, realizadas todas ellas en circunstancias de estabilidad hidrodinámica sobre estos fondos someros. Los experimentos ex situ mostraron que la respiración bentónica respondió de forma más acusada en condiciones oligotróficas, lo que también conllevó un mayor incremento en la liberación de nitrógeno inorgánico disuelto, que en situaciones eutróficas o hipereutróficas. La presencia de S. subtruncata, una de las especies más abundantes en la estación de muestreo, también implicó incrementos del 60-75 % en el consumo de oxígeno y del 65-100 % en la liberación de nitrógeno inorgánico disuelto a densidades comprendidas entre los 400 y 850 ind m-2, debido a su metabolismo y actividad. / Sospedra Ciscar, J. (2014). Flujos de oxígeno y nutrientes entre sedimento y columna de agua: caso de las arenas finas infralitorales [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48466 / TESIS