ALMEIDA, Cícero Lima de. Relações solo-planta-atmosfera em caatinga preservada: o caso da bacia experimental de aiuaba. 2016. 128 f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Anderson Silva Pereira (anderson.pereiraaa@gmail.com) on 2017-01-19T21:08:50Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_clalmeida.pdf: 2359416 bytes, checksum: 0a72127062c18659749017f15e9fe847 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-01-23T20:25:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_clalmeida.pdf: 2359416 bytes, checksum: 0a72127062c18659749017f15e9fe847 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-23T20:25:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_clalmeida.pdf: 2359416 bytes, checksum: 0a72127062c18659749017f15e9fe847 (MD5) Previous issue date: 2016 / The hydrological balance of a basin is (directly or indirectly) influenced by several factors. The root-system is a factor that has influence over infiltration and surface runoff. However, those interactions are complex and notoriously difficult to observe. Therefore, the objective of this study is to evaluate the influence of root system dynamics on the soil hydraulic properties and associate them with the leaf area index (LAI). Tracing such a connection will make possible to monitor the spatial-temporal changes in the soil hydraulic properties by means of Spectral Vegetation Indexes (SVIs). This study was developed at the Aiuaba Experimental Basin (BEA), a 12 km2 area of preserved arboreal shrub Caatinga, where there are three soil-vegetation associations (SVA). The study was divided into three stages. First, we assessed the main characteristics of the root system and its effect on the saturated hydraulic conductivity of the soil, soil density and total porosity for wet and dry seasons during a hydrological year. In the second part of the research, we investigated the Leaf Area Index (LAI) of the Caatinga vegetation and its correlation with environmental variables (precipitation, evapotranspiration, soil moisture) and spectral vegetation indexes for two years (2014-2015). In the third stage, we studied the connection between soil variables and surface variables, with the objective of monitoring changes in hydrological soil parameters (saturated hydraulic conductivity, porosity and root system variables) with the LAI, as well as with the Spectral Vegetation Indexes. The performed research indicated that the specific root length in the Caatinga is reduced in the dry season relatively to the rainy season. The LAI in the preserved arboreal shrub Caatinga had an average value of 3.7 m² m-2; ranging from zero to 4.7 m² m-2; and its temporal decay rate was the same (-0.021 m² m-2 day-1) in the dry season on the two years of the study. The LAI correlated positively with all environmental variables analyzed, particularly with the average soil moisture of the previous 45 days. All SVI showed a strong correlation to LAI, mainly NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). Therefore, the LAI can be monitored by the environmental variables considered in this Thesis; and its spatial variability can be monitored through SVIs. The seasonal dynamics of the plant stem are associated directly to the root system dynamics. Consequently, the LAI can be used to assess the dynamic root status in the Caatinga biome. In the dry season, the soil permeability is higher than in the wet season, which supports the hypothesis that there is macropore formation during the dry season. The macropores contribute to the increase of water availability in the root zone during this period of the year. This observation agrees with the fact – observed in situ – of the vegetation remaining dormant even with soil moisture at the effective root depth being practically equal to residual moisture during half the year / O balanço hidrológico de uma bacia hidrográfica é influenciado por diversos fatores que atuam de forma direta ou indireta. Entre os fatores o sistema radicular tem influência sobre a infiltração e o escoamento superficial, no entanto seu estudo é complexo e laborioso. Diante disso, o estudo tem por objetivo principal avaliar a influência da dinâmica radicular sobre as propriedades hidráulicas do solo e associá-las com o índice de área foliar da vegetação (IAF). A partir de uma eventual relação dessa natureza, será possível monitorar as mudanças temporais e espaciais nas propriedades hidráulicas do solo por meio de índices de vegetação espectrais (IVEs). O estudo foi desenvolvido na Bacia Experimental de Aiuaba (BEA), área de Caatinga arbustiva arbórea preservada (12 km²), onde há três associações de solo-vegetação (ASV). Para se chegar ao objetivo, o estudo foi dividido em três partes. Inicialmente avaliaram-se as principais características do sistema radicular e seu efeito sobre a condutividade hidráulica saturada do solo, a densidade do solo e a porosidade total para as estações úmida e seca durante um ano hidrológico. A segunda parte investigou o índice de área foliar e sua correlação com variáveis ambientais (precipitação, evapotranspiração e umidade do solo) e com os índices de vegetação espectrais durante dois anos (2014 – 2015). Ao final, buscou-se compreender a relação entre as variáveis do solo com as de superfície, com o objetivo de se monitorar as alterações nos parâmetros hídricos do solo (condutividade hidráulica saturada, porosidade e variáveis do sistema radicular) com o índice de área foliar, bem como com os índices de vegetação espectrais. A investigação realizada indicou que o comprimento radicular específico da Caatinga reduz-se na estação seca em relação à estação chuvosa. O índice de área foliar na Caatinga arbustiva arbórea preservada apresentou valor médio de 3,7 m² m-²; variando de zero a 4,7 m² m-²; e sua taxa de decaimento temporal foi a mesma (-0,021 m² m-² dia-¹) para a estação seca nos dois anos de estudo. O IAF correlacionou-se positivamente com todas as variáveis ambientais analisadas, particularmente com a umidade média do solo dos 45 dias antecedentes. Todos os IVEs apresentaram boa relação com IAF, principalmente NDVI. Portanto, o IAF pode ser monitorado pelas variáveis ambientais consideradas nesta tese; e sua variabilidade espacial pode ser monitorada por meio dos IVEs. A dinâmica sazonal da parte aérea das plantas está associada diretamente à dinâmica do sistema radicular. Portanto, o IAF pode ser usado para avaliar o estado das raízes. Na estação seca, a permeabilidade do solo é maior que na estação úmida, o que reforça a hipótese de que haja formação de macroporos no estio. Os macroporos contribuem com o aumento da disponibilidade hídrica na zona radicular durante o período seco. Essa observação está de acordo com o fato – observado in situ – de a vegetação se manter em dormência mesmo quando a umidade na profundidade efetiva das raízes é praticamente igual à umidade residual durante metade do ano

Submitted by DANIELLE CRISTINA TOMAZ DA SILVA null (dany.tomaz@gmail.com) on 2016-12-09T18:17:29Z No. of bitstreams: 1 Danielle C.T. Silva Bertani.pdf: 1168980 bytes, checksum: ea979df3e27d31699e16bb0166d78586 (MD5) / Rejected by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: Incluir o número do processo de financiamento nos agradecimentos da dissertação/tese. Corrija esta informação e realize uma nova submissão com o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-12-13T11:12:46Z (GMT) / Submitted by DANIELLE CRISTINA TOMAZ DA SILVA null (dany.tomaz@gmail.com) on 2016-12-13T12:59:45Z No. of bitstreams: 1 Danielle C.T. Silva Bertani.pdf: 1170400 bytes, checksum: 50eb3db3af64d5ebed032b7ac9039ca1 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-12-19T18:46:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silvabertani_dct_dr_bot.pdf: 1170400 bytes, checksum: 50eb3db3af64d5ebed032b7ac9039ca1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-19T18:46:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silvabertani_dct_dr_bot.pdf: 1170400 bytes, checksum: 50eb3db3af64d5ebed032b7ac9039ca1 (MD5) Previous issue date: 2016-07-08 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A obesidade se associa a inúmeros distúrbios modulados pelo sistema renina angiotensina (SRA) e embora exista uma extensa literatura mostrando a relação entre a angiotensina II e o metabolismo do colágeno miocárdico, não encontramos informações relacionando obesidade por dieta hiperlipídica, saturada, colágenos tipos I e III miocárdico e angiotensina-II. Em razão desta constatação e da associação deletéria entre ácidos graxos saturados e sistema cardiovascular, a proposta deste estudo foi testar a hipótese que a obesidade por dieta hiperlipídica saturada, aumenta os colágenos I e III cardíaco via ativação do receptor AT1 do SRA oriundo do excesso de tecido adiposo. Ratos Wistar machos, com 30 dias, foram randomizados em dois grupos: controle(C; n=30) e obeso (Ob; n=30). Os ratos C receberam dieta normolipídica (DN) e os Ob, dieta hiperlipídica (DH), ambas ricas em ácidos graxos saturados por 30 semanas. Após esse período de intervenção dietética, cada grupo foi randomizado em dois subgrupos: DN e DN+Losartan(Los); DH e DH+Los; os subgrupos DN e DH continuaram recebendo as respectivas dietas durante mais 5 semanas e os grupamentos DN+Los e DH+Los, além do suporte nutricional, foram tratados com losartan, um fármaco antagonista de receptores AT1 na dosagem diária de 30 mg/Kg de massa corporal, portanto, o período total do experimento foi de 35 semanas. Foram avaliados os perfis nutricionais e metabólicos. A avaliação cardíaca foi realizada post mortem por análise macroscópica e molecular, esta última através dos níveis proteicos dos colágenos tipos I e III,inibidores teciduais de MMPs (TIMPs) 1 e 2; e receptor AT1,da concentração da angiotensina II, fator de transformação do crescimento beta (TGF-β) e da atividade da metaloproteinase (MMP)-2 e da enzima conversora de angiotensina II (ECA). Também foi analisado a angiotensina II e a atividade da ECA circulante e do tecido adiposo visceral. Os resultados foram analisados por meio de ANOVA e teste de Tukey (p<0,05). A obesidade acarretou aumento no peso corporal final, gordura corporal total e índice de adiposidade. Foram visualizadas algumas comorbidades, como hipertensão arterial sistólica,menor tolerância à glicose, resistência insulínica, hiperinsulinemia e hiperleptinemia,as quais foram minimizadas por meio do bloqueio do losartan. Em relação à avaliação cardíaca, a obesidade aumentou os níveis proteicos do receptor AT1, porém, não alterou a angiotensina II e a atividade da ECA. A administração de losartan nos grupos C e Ob ocasionou diminuição no receptor AT1em relação aos grupos não tratados, entretanto, ocorreu o oposto na angiotensina II e na ECA em ambos os grupos; os animais Ob+Los apresentaram maiores níveis proteicos de receptor AT1 em relação aos C+Los. A obesidade não acarretou efeitos pressóricos significativos na 30ª semana; porém, na 35ª semana, o grupo Ob apresentou aumento da pressão arterial e da expressão proteica dos colágenos tipo I e III, os quais foram amortizados pelo losartan. O TGF-β, os TIMPs 1 e 2 foram maiores no grupo Ob, porém, a atividade da MMP-2 foi menor nesses animais. O fármaco acarretou aumento dos TIMPs e diminuição na MMP-2 nos animais Ob em relação aos C. A obesidade acarretou aumento da concentração da Ang-II e da atividade da ECA plasmática e do tecido adiposo visceral; a administração de losartan no grupo Ob ocasionou redução nessas variáveis plasmática em relação ao grupo Ob não tratado. Com o losartan, a angiotensina II visceral mostrou-se reduzida em ambos os grupos, porém, a atividade da ECA foi reduzida apenas nos animais obesos. Em conclusão, a obesidade por dieta hiperlipídica saturada aumenta os colágenos I e III cardíaco, via receptor AT1, consequente à elevação da angiotensina II circulante, proveniente do excesso de secreção pelo tecido adiposo visceral. / Obesity is associated with numerous disorders modulated by renin angiotensin system (RAS) and although there is an extensive literature showing the relationship between angiotensin II and the metabolism of myocardial collagen, could not find information relating obesity by saturated high-fat diet, myocardial collagen I and III and angiotensin-II. Because of this finding and the deleterious association between saturated fatty acids and cardiovascular system, the purpose of this study was to test the hypothesis that obesity by saturated high-fat diet increase myocardial type I and III collagen by activation of AT1 receptor of the renin-angiotensin system. Thirty-day-old male Wistar rats were randomized into to two groups: control (C; n=30),fed a standard diet and obese (Ob;n=30),fed a high-fat diet rich saturated fatty acids by 30 weeks. After 30 weeks of dietary intervention, each group were randomized into two subgroups: C and C+Losartan(Los); Ob and Ob+Los; the subgroups C and Ob continued to receive their respective diets for over a five week and the C+Los and Ob+Los groups addition of nutritional support, were treated with losartan, an antagonist drug of AT1 receptors in daily dosage of 30mg/kg body weight. After this period of 35 weeks, it was analyzed nutritional and metabolic profiles. It was analyzed systolic blood pressure (SBP) and structural and molecular studies; the hypertrophy was assessed post-death by macroscopic analysis and the molecular, through protein levels of type I and III collagen, inhibitors of MMPs tissue (TIMPs) 1 and 2; and AT1 receptor, the concentration of angiotensin II, beta transforming growth factor (TGF-β) and activity of metalloproteinase (MMP) -2 and angiotensin II converting enzyme (ACE). Angiotensin- II and activity of ACE in the circulation and visceral adipose tissue was also analyzed. Statistical analysis: ANOVA and Tukey's test (p<0,05). The final body weight, total body fat and adiposity index were elevated in both obese groups. In contrast, obesity was associated with disorders of glucose metabolism, insulin and leptin, which were minimized by blocking of AT1 receptor. Taking into account cardiovascular profile, SBP was elevated in Ob group compared to C and reduced in both groups treated with losartan. Obesity increased the protein levels of the AT1 receptor, however, did not alter the angiotensin II and ACE activity. Losartan administration in C and Ob groups caused decrease in AT1 receptor, however, occurred the opposite in angiotensin II and ACE in both groups; Ob+Los animals showed higher AT1 receptor protein levels compared to C+Los. In relation to myocardial type I and III collagen, Ob group exhibited higher expression of these proteins compared to C, and both groups treated with losartan showed lower levels of these collagen in relation to non-medicated counterparts. TGF-β, TIMPs 1 and 2 were higher in Ob group, however, MMP-2 activity was lower in these animals. The drug promoted an increase of TIMP and decrease of MMP-2 in Ob animals. Obesity caused an increase of the Ang-II concentration and ACE activity in circulation and visceral adipose tissue; losartan in Ob group promoted reduction in these plasma variables in relation to Ob untreated group. With losartan, visceral angiotensin II was reduced in both groups, however, ACE activity was lower only in the obese animals. In conclusion, the obesity by saturated high-fat diet increase myocardial type I and III collagen by AT1 receptor, consequent to rise circulating angiotensin II from excess secretion by visceral adipose tissue. / FAPESP: 2012/21024-2

Neste trabalho são estudadas algumas propriedades ópticas de tetrâmeros de anilina em solução, usando o dimetil sulfóxido (DMSO) como solvente. Os espectros de absorção e emissão permitiram uma determinação aproximada dos níveis de energia do tetrâmero. Para a caracterização das propriedades ópticas não lineares foram utilizadas as técnicas de varredura-Z resolvida em freqüência e com trem de pulsos. Com a primeira foram determinados os parâmetros térmicos relacionados ao solvente, enquanto que com a segunda foram caracterizadas as não linearidades eletrônicas associadas aos estados excitados das moléculas. Além disso, foi possível obter a dinâmica das não linearidades presentes nas soluções, que apresentam um processo acumulativo relacionado à formação de uma lente térmica induzida pelo perfil gaussiano do laser. / This work reports on the optical properties of aniline tetramers in dimethyl sulfoxide (DMSO) solutions. Absorption and emission spectra allowed a rough estimate of the energy levels of the aniline tetramers. Nonlinear optical properties were studied with the frequency resolved Z-scan technique and with the Z-scan technique with pulse trains. The former determined the thermal parameters of the solvent, while the latter characterized electronic nonlinearities associated to molecular excited states. Moreover, we could analyze the dynamics of the optical nonlinearities and verify the presence of an accumulative process related to thermal lensing.

A lipoproteína de alta densidade (HDL) tem várias ações protetoras contra o desenvolvimento de doenças cardiovasculares, como remover o excesso de colesterol dos tecidos periféricos. No entanto, outros aspectos do metabolismo da HDL, como o transporte de colesterol das outras classes de lipoproteínas para a HDL devem ser avaliados para verificar a sua ação protetora. Sendo assim, nosso objetivo foi verificar, em hamsters, se a dieta hiperlipídica altera fatores relacionados ao metabolismo da HDL, tais como a composição da fração HDL e a transferência simultânea de lípides para a HDL. Trinta e nove hamsters Golden Syrian adultos machos receberam uma dieta hiperlipídica contendo 0,5% colesterol e 10% de óleo de coco (n=20, grupo dieta hiperlipídica) ou uma ração comercial usual (n=19, grupo controle) por 15 semanas. Os animais foram sacrificados e amostras de sangue foram coletadas para determinação do perfil lipídico, atividade da paroxonase 1 (PON1), da proteína de transferência de éster de colesterol (CETP) e da proteína de transferência de fosfolípides (PLTP), bem como a composição em lipídes da fração HDL. A transferência simultânea de colesterol livre (CL), éster de colesterol (EC), triglicérides (TG) e fosfolípides (FL) é baseada na troca de lípides ocorrida entre uma nanoemulsão lipídica artificial, marcada radioativamente com 14C-CL e 3H-TG ou 14C-FL e 3H-EC, e a HDL. Após precipitação química da nanoemulsão e das demais lipoproteínas, a capacidade da HDL em receber lípides foi quantificada pela medida da radioatividade presente na HDL. Além disso, a aorta e o fígado dos hamsters foram coletados para a determinação da composição em lípides e para análise histológica. Em relação ao perfil lipídico o colesterol total, HDL-C, n-HDL-C, FL, CL e EC foram maiores no grupo dieta hiperlipídica comparado ao grupo controle, já a concentração de TG não diferiu entre os grupos. A concentração de CL e EC da fração HDL foram maior no grupo dieta hiperlipídica. A transferência de 14C-CL, 3H-TG, 14C-FL e 3H-EC, bem como a atividade da CETP e da PLTP foram maiores no grupo dieta hiperlipídica. A atividade da PON1 não diferiu entre os grupos. A composição de CL da aorta foi maior no grupo dieta hiperlipídica comparado ao controle, no entanto o diâmetro interno e externo da aorta não diferiu entre os grupos. No grupo dieta hiperlipídica, a composição de EC, CL, TG e FL do fígado e o diâmetro dos hepatócitos foi maior do que no grupo controle. Dessa forma, a dieta hiperlipídica, i.e., enriquecida com colesterol e gordura saturada, em hamsters, modifica a composição em CL e EC da fração HDL, a sua capacidade em receber lípides, bem como outros aspectos relacionados ao seu metabolismo, o que pode alterar as propriedades antiaterogênicas da HDL. / High density lipoprotein (HDL) is known to protect against cardiovascular disease by removing the excess of cholesterol from peripheral tissues. However, other aspects of the HDL metabolism, as the transport of cholesterol of the other classes of lipoproteínas for the HDL should be sought to evaluate its protective action. Here, we tested the hypothesis whether a hyperlipidemic diet, in hamsters, alters the composition of the HDL fraction and ability of HDL to simultaneously receive lipids. Thirty-nine adult male Golden Syrian hamsters were fed hyperlipidemic diet containing 0.5% cholesterol and 10% coconut oil (n=20, hyperlipidemic diet group) or a regular chow diet (n=19, control group) for 15 wk. Then the animals were sacrificed and blood samples were collected for determination of plasma lipids, paraoxonase 1 (PON1), cholesteryl ester transfer protein (CETP) and phospholipid transfer protein (PLTP) activities, and lipids composition of the HDL fraction. Simultaneous transfer of phospholipids (PL), free cholesterol (FC), cholesteryl esters (CE) and triglycerides (TG) from an artificial lipidic nanoemulsion to HDL was performed in an in vitro assay, in which a nanoemulsion doubled labeled with either 14C-FC and 3H-TG or 14C-PL and 3H-CE was incubated with plasma and the radioactivity was counted in the HDL fraction after chemical precipitation. The aorta and the liver of the hamsters were collected for determination of the lipids composition and histological analysis. Plasma total cholesterol, HDL-C, n-HDL-C, CE, FC and PL were greater in the hyperlipidemic diet group than in the control group. However, TG levels were similar between the groups. Compared with the control group, the hyperlipidemic diet group had higher FC and CE in the HDL plasma fraction. Also, the transfer rates of 14C-FC, 3H-TG, 14C-PL and 3H-CE, CETP and PLTP were greater in the hyperlipidemic diet group compared with control group. PON1 activity was equal in both groups. The content of FC in the aorta tissue was greater in hyperlipidemic diet group, but the internal and external diameters of the aorta were equal in both groups. In hyperlipidemic diet group, the content of CE, FC, PL and TG in the liver and the diameter of the hepatocytes were greater than that measured in control group. The hyperlipidemic diet, i.e., dietary cholesterol and saturated fat, in hamsters, alters the FC and CE composition of the HDL fraction and lead to a disturbance in the ability of HDL to receive lipids. And consequently, may alter the antiatherogenic properties of this lipoprotein.

El uso de agua desalada en agricultura es una actividad cada vez más extendida, debido a la disminución de los recursos convencionales y al aumento de eficiencia de los procesos de desalación. La desalación no se limita ya únicamente al agua de mar, en los últimos tiempos está aumentando la desalación de agua procedente de acuíferos salinos continentales. El objetivo principal de esta tesis es evaluar el impacto que el uso prolongado de esta agua puede tener sobre la zona no saturada del terreno y sus propiedades hidráulicas. En el marco de este trabajo se ha establecido una parcela experimental en el campus de la Universidad de Alicante donde se han cultivado especies cespitosas regadas con agua desalada procedente del acuífero salobre continental de San Vicente del Raspeig. La gestión de la parcela se ha realizado según prácticas habituales realizadas en la zona. Se ha llevado un control del contenido de agua y succión del terreno durante un periodo de 20 meses, bajo dos sistemas de monitorización alternativos: uno manual y otro automático. La experiencia ha sido completada con un ensayo de trazador mediante el empleo de BrLi controlado durante un periodo de 160 días. Asimismo, se ha realizado en laboratorio la caracterización hidráulica de muestras extraídas de la propia parcela experimental. A partir de los datos adquiridos, de manera manual y automática, se ha elaborado un modelo de flujo con el programa HYDRUS 1D para cada una de los sets de datos, el cual se ha calibrado y validado para diferentes periodos. Por otro lado, el ensayo de trazador (transporte conservativo), también simulado mediante HYDRUS 1D, además de validar el modelo de flujo, ha permitido derivar parámetros de transporte (dispersividad) a escala de campo. Finalmente, se ha creado un modelo predictivo de transporte de masa reactivo que implementa procesos geoquímicos y cambios asociados en los parámetros hidráulicos de la zona no saturada, para largos periodos de tiempo (30 años). Este último modelo se elaboró mediante la aplicación HP1, que combina los códigos HYDRUS 1D y PHREEQC. Además del modelo predictivo bajo las condiciones actuales, otros tres escenarios, según varios criterios, han sido considerados. Los dos modelos de flujo resultantes, a partir de datos adquiridos manualmente y automáticamente, han descrito adecuadamente la dinámica del flujo en la zona no saturada, concluyendo que ambas estrategias son válidas para obtener tendencias generales del flujo. No obstante, la estrategia automática es más adecuada para detectar posibles cambios en las propiedades hidráulicas debido a su mayor sensibilidad y frecuencia en la toma de datos. Para la obtención de parámetros de transporte, la combinación en el ensayo de trazador de la determinación de Br total mediante rayos X, junto con la parametrización por método inverso, ha resultado ser un método rápido y fiable. Los modelos predictivos han puesto de manifiesto un proceso de disolución continuo del yeso contenido en el suelo, así como procesos de disolución (en la zona radicular) y posterior precipitación (bajo ésta) de la calcita en el terreno. Los resultados de la simulación indican cambios en la porosidad que supondrán cambios de conductividad hidráulica en un factor mayor de 2. Finalmente, el estudio de los diferentes escenarios resalta que: la ausencia de riego reduce los cambios esperados en el terreno; la ausencia de yeso en el terreno producirá una reducción de la conductividad hidráulica bajo la zona radicular; y la disminución de la presión parcial de CO2 en la zona radicular disminuye drásticamente las disoluciones de las especies carbonatadas participantes.

Este trabalho estudou o impacto do nitrato, proveniente de uma fossa negra desativada nas zonas não-saturada e saturada no Aqüífero Adamantina (Urânia, SP), através do acompanhamento hidrogeoquímico dos íons maiores (incluindo a série nitrogenada), menores, isótopos estáveis (15NNO3, 15NN2O, 18ON2O, 18ONO3, 18OO2, 13CCO2) e gases (O2, CO2, N2O e CH4). Os três anos de monitoramento da fossa negra, desativada desde 2002, se deu pela construção de uma estação experimental, constituída de um poço cacimba com 11,20 m de profundidade. Foram instalados, ao longo de sua parede até a zona saturada, 12 tensiômetros e 12 lisímetros de sucção (0,5 a 9,0 m), bem como um poço de monitoramento instalado no fundo da estação, para o monitoramento dos processos hidráulicos e da qualidade da água infiltrada. Os resultados obtidos sobre a hidráulica de infiltração mostraram que a zona nãosaturada apresenta condutividade hidráulica média vertical entre 3,1x10-6 a 1,4x10-5 m/s. As tensões capilares medidas indicaram a ocorrência de variações laterais e em profundidade, cuja origem está relacionada às heterogeneidades do material geológico. Tais constatações possibilitaram a identificação de três diferentes zonas hidráulicas: a primeira, entre 0,5 e 2,0 m; a segunda, de 2,0 a 7,0 m e a terceira, a partir de 7,0 m até o nível d´água. A taxa de recarga na área é de 171 mm, o que corresponde a 13% da precipitação anual. As velocidades das frentes de molhamento indicaram um tempo de trânsito de 90 dias para a água se deslocar de 0,5 até 9,0 m de profundidade. As análises químicas da água ao longo do perfil da zona não-saturada e do poço de monitoramento, apontaram concentrações altas de nitrato ao longo de todo o perfil (até 2028,94 mg/L). Os parâmetros físico-químicos, isotópicos e de gases analisados apresentaram variações, sazonais e em profundidade, de suas concentrações. Os perfis de concentração de gases, isótopos e série nitrogenada indicam que estes parâmetros apresentam um comportamento ?zigue-zague? sendo os maiores valores a 2,0; 4,0 e 6,0 m de profundidade. Este comportamento seria condicionado pelas características texturais do material geológico, o que leva a considerar a existência de áreas de menor permeabilidade nestes pontos, restringindo o acesso de águas ricas em oxigênio e de gases ao longo da zona não-saturada e co-existência de zonas redutoras em meio a zonas oxidantes (microcosmos). Este monitoramento detalhado possibilitou o estabelecimento dos principais processos hidrogeoquímicos atuantes na zona não-saturada: i) oxidação da matéria orgânica, ii) amonificação, iii) nitrificação, iv) metanogênese e v) desnitrificação. Um fator muito importante a ser levantado é a simultaneidade entre os mecanismos de nitrificação e desnitrificação na zona não-saturada. Várias foram as constatações que reforçam esta hipótese, exemplificadas pelas seguintes relações: i) 15NN2O e 18ON2O; ii) 15NN2O e 15NNO3 e iii) 18ONO3 e15NNO3. Os valores de ?15NNO3 obtidos foram de +6,80 a +30,09? (estação úmida) e +9,54 a +23,25? (estação seca). Valores mais enriquecidos de ?15NNO3, comparados à assinatura isotópica reportada para dejetos humanos (+8,1? a +13,1?), em conjunto com os resultados de ?18ONO3 (-3,60 a 4,50 ?), razão de fracionamento destes isótopos e os coeficientes de regressão, obtidos em outros trabalhos, reforçaram a coexistência de desnitrificação e nitrificação na área estudada. Os resultados de ?15NN2O e ?18OO2 também são indicativos de desnitrificação. As assinaturas destes dois isótopos (-16,16 a -11,94? e 28,05 a 30,69?, respectivamente), confrontados aos valores reportados em outros trabalhos (-37 a -11? e -21 a +57?), indicam que o N2O, detectado na área, seria produzido por esse processo. Contudo, cabe salientar que o uso de isótopos de 18OO2 e 15NN2O constitui-se ainda em técnica muito recente em estudos hidrogeológicos, carecendo de trabalhos que stabeleçam as assinaturas isotópicas para os processos de nitrificação e desnitrificação considerando as diferentes fontes de contaminação de nitrato. / The present work studied the impact of nitrate from an inactive cesspit to the unsaturated and saturated zones of the Adamantina Aquifer (Urânia, São Paulo, Brazil), through the hydrogeochemistry of major ions (including the nitrogen series), minor ions, stable isotopes (15NNO3, 15NN2O, 18ON2O, 18ONO3, 18OO2, 13CCO2) and gases (O2, CO2, N2O and CH4). The cesspit, which has been inactive since 2002, was monitored for three years after the construction of a monitoring station. The station is comprised by a 11.20m deep dug well, in which 12 tensiometers and 12 suction lysimeters were installed from the surface down to the saturated zone (0.5-9.0 m). A monitoring well was installed at the bottom of the monitoring station. The station was used to examine the hydraulic processes and the quality of the infiltrating water. The results from the hydraulics of the water infiltration show that the unsaturated zone presents average hydraulic conductivity between 3.1x10-6 and 1.4x10-5 m/s. The capillary tension varies laterally and vertically, which is attributed to the heterogeneities of the geological material. These results allowed the identification of three different hydraulic zones: the first one, between the depths of 0.5 and 2.0 m; the second one, between 2.0 and 7.0 m and the third one, from the depth of 7.0 m down to the water level. The recharge rate of the area is 171 mm, which corresponds to 13% of the annual precipitation. The velocities of the wetting fronts indicated a travel time of 90 days for the water to move between the depths of 0.5 m and 9.0m. The chemical analyses of the water of the unsaturated and saturated zones indicated high concentration of nitrate, along the entire unsaturated zone (up to 2028,94 mg/L). The physico-chemical, isotopic and gases data vary seasonally and spatially. The concentration of gases, isotopes and nitrogen species show a ?zig-zag? behavior, with peaks of concentration at the depths 2.0; 4.0 and 6.0 m. This behavior is a consequence of the textural features of the geological material, with less permeable areas occuring at these depths, which can restrict the access of oxygen- and gases-rich waters along the unsaturated zone and the coexistence of reducing zones among oxidizing ones (microcosms). The detailed monitoring provided data to establish the main hydrogeochemical processes occuring in the unsaturated zone: i) oxidation of organic matter, ii) ammonification, iii) nitrification, iv) methanogenesis and v) denitrification. A very important fact is the simultaneous occurrence of nitrification and denitrification processes in the unsaturated zone. This fact is verified by a series of observations, which can be demonstrated by the following relationships: i) 15NN2O and 18ON2O; ii) 15NN2O and 15NNO3 and iii) 18ONO3 and15NNO3. The values obtained for ?15NNO3 are between +6.80 and +30.09? (wet season) and between +9.54 and +23.25? (dry season). The values of ?15NNO3, which are more enriched than the isotopic fingerprint for sewage (+8.1? to +13.1?), along with the results for ?18ONO3 (-3.60 to 4.50 ?), the fractionation ratio of this isotopes and the linear regression coefficient, obtained by other authors, reinforced the coexistence of denitrification and nitrification in the studied area. The results of ?15NN2O and ?18OO2 also indicated the presence of denitrification. The signatures of these two isotopes (-16.16 to -11.94? and 28.05 to 30.69?, respectivelly), compared to values reported by other authors (-37 to -11? and -21 to +57?), indicate that the N2O detected in the area is produced by this process. However, it is worth emphasizing that the use of 18OO2 and 15NN2O isotopes is still a very new technique in hydrogeological studies, and more studies are needed to establish the isotopic fingerprints of the nitrification and denitrification processes, considering the different sources of nitrate contamination.

Nesta dissertação, propomos um método que combina a técnica de varredura-Z e a luz branca supercontínua gerada em uma fibra fotônica para caracterizar o espectro de não-linearidades de amostras. O espectro não-linear fornece informações cruciais a respeito da característica, da origem e do potencial da não-linearidade para aplicação em dispositivos. Neste sentido, a luz branca supercontínua aliada à técnica de varredura-Z vem permitir uma rápida determinação de espectros numa banda larga. Neste trabalho, a luz branca foi gerada numa fibra fotônica comercial bombeada por pulsos de femtossegundo de um oscilador laser de Ti:safira. Tanto os lasers de femtosegundo quanto as fibras fotônicas estão se tornando cada vez mais acessíveis. Ademais, a técnica de varredura-Z é um método bastante conhecido para a determinação de não-linearidades devido à sua simplicidade e precisão. Dessa forma, aliamos essas vantagens para fazer um aparato simples, compacto e de baixo custo. Em geral, a determinação do espectro de não-linearidades necessita de sistemas lasers complexos que possam sintonizar o comprimento de onda. O método de varredura-Z de luz branca desenvolvido aqui foi usado para medir o espectro não-linear do corante disperse red 13 (DR13) em metanol. Esse corante possui um efeito não-linear absortivo (absorção saturada) bem caracterizado, sendo um bom material não apenas para calibração, mas também para testar nosso sistema experimental. Os resultados experimentais comprovaram a viabilidade do sistema para caracterização de amostras com efeitos não-lineares absortivos intensos. / In this dissertation, we proposed a method that combines the Z-scan technique and the white-light continuum generated by a photonic crystal fiber to characterize the nonlinear spectrum of materials. The nonlinear spectrum provides crucial information on the characteristic, the origin and the potential of the nonlinearity for devices application. In this sense, the white-light continuum allied to the Z-scan technique allows fast spectra determination in a broad spectral range. In this work, the white light was generated in a commercial photonic crystal fiber pumped by femtosecond pulses from a Ti:sapphire laser oscillator. Both the femtosecond lasers and the photonic crystal fibers are becoming more accessible. In addition, the Z-scan technique is a well-known method for nonlinearities determination due to its simplicity and precision. In this way, we merged these advantages to make a simple, compact and low-cost apparatus for studying nonlinear samples. In general, the nonlinear spectrum determination requires complex laser systems which are able to tune the wavelength. The white-light Z-scan method we developed here was used to measure the nonlinear spectrum of disperse red 13 (DR13) dye in methanol. This dye presents a well-characterized absorcive nonlinear effect (saturable absorption), being a good material not only to calibrate, but also to test our experimental setup. The experimental results confirmed the viability of the setup for characterizing samples with strong nonlinear absorption effect.

Neste trabalho, com objetivo de desenvolvermos dispositivos de limitação óptica, estudamos o processo de absorção de estado excitados em um grupo de tetrapiridil porfirinas com diferentes substituintes centrais (2H+, Zn2+, Ni2+, Cu2+). Para isso utilizamos a técnica de varredura – Z com pulsos de femto e picossegundos bem como com trem de pulsos. Desta forma, determinamos a dinâmica de absorção de estados excitados, para estas moléculas, obtendo parâmetros espectroscópicos tais como tempo de cruzamento intersistema, e as seções de choque de absorção dos primeiros estados excitados singleto e tripleto. Além disso, visando aproveitar os processos ópticos acumulativos de alguns materiais não lineares, em aplicação de limitação óptica, desenvolvemos uma nova geometria óptica denominada de limitador óptico de múltiplas passagens, a qual utiliza dois espelhos esféricos confocais e um espelho plano posicionado paralelamente a linha que une os espelhos esféricos. / In this work, aiming to develop optical limiting devices, we have studied excited state absorption process in a group of tetrapyridyl porphyrins with different central substitutes (2H+, Zn2+, Ni2+, Cu2+). We have employed Z-scan technique with femto and picosecond pulses as well as with pulse trains to determine the excited state absorption dynamics and obtain some spectroscopic parameters like intersystem crossing time and triplet and singlet excited state absorption cross-sections. Moreover, we have developed a new geometry for an optical limiter, named multipass optical limiter. It is formed by two confocal spherical mirrors together with a plane mirror placed in parallel with the line joining them.

Este trabalho estudou o impacto do nitrato, proveniente de uma fossa negra desativada nas zonas não-saturada e saturada no Aqüífero Adamantina (Urânia, SP), através do acompanhamento hidrogeoquímico dos íons maiores (incluindo a série nitrogenada), menores, isótopos estáveis (15NNO3, 15NN2O, 18ON2O, 18ONO3, 18OO2, 13CCO2) e gases (O2, CO2, N2O e CH4). Os três anos de monitoramento da fossa negra, desativada desde 2002, se deu pela construção de uma estação experimental, constituída de um poço cacimba com 11,20 m de profundidade. Foram instalados, ao longo de sua parede até a zona saturada, 12 tensiômetros e 12 lisímetros de sucção (0,5 a 9,0 m), bem como um poço de monitoramento instalado no fundo da estação, para o monitoramento dos processos hidráulicos e da qualidade da água infiltrada. Os resultados obtidos sobre a hidráulica de infiltração mostraram que a zona nãosaturada apresenta condutividade hidráulica média vertical entre 3,1x10-6 a 1,4x10-5 m/s. As tensões capilares medidas indicaram a ocorrência de variações laterais e em profundidade, cuja origem está relacionada às heterogeneidades do material geológico. Tais constatações possibilitaram a identificação de três diferentes zonas hidráulicas: a primeira, entre 0,5 e 2,0 m; a segunda, de 2,0 a 7,0 m e a terceira, a partir de 7,0 m até o nível d´água. A taxa de recarga na área é de 171 mm, o que corresponde a 13% da precipitação anual. As velocidades das frentes de molhamento indicaram um tempo de trânsito de 90 dias para a água se deslocar de 0,5 até 9,0 m de profundidade. As análises químicas da água ao longo do perfil da zona não-saturada e do poço de monitoramento, apontaram concentrações altas de nitrato ao longo de todo o perfil (até 2028,94 mg/L). Os parâmetros físico-químicos, isotópicos e de gases analisados apresentaram variações, sazonais e em profundidade, de suas concentrações. Os perfis de concentração de gases, isótopos e série nitrogenada indicam que estes parâmetros apresentam um comportamento ?zigue-zague? sendo os maiores valores a 2,0; 4,0 e 6,0 m de profundidade. Este comportamento seria condicionado pelas características texturais do material geológico, o que leva a considerar a existência de áreas de menor permeabilidade nestes pontos, restringindo o acesso de águas ricas em oxigênio e de gases ao longo da zona não-saturada e co-existência de zonas redutoras em meio a zonas oxidantes (microcosmos). Este monitoramento detalhado possibilitou o estabelecimento dos principais processos hidrogeoquímicos atuantes na zona não-saturada: i) oxidação da matéria orgânica, ii) amonificação, iii) nitrificação, iv) metanogênese e v) desnitrificação. Um fator muito importante a ser levantado é a simultaneidade entre os mecanismos de nitrificação e desnitrificação na zona não-saturada. Várias foram as constatações que reforçam esta hipótese, exemplificadas pelas seguintes relações: i) 15NN2O e 18ON2O; ii) 15NN2O e 15NNO3 e iii) 18ONO3 e15NNO3. Os valores de ?15NNO3 obtidos foram de +6,80 a +30,09? (estação úmida) e +9,54 a +23,25? (estação seca). Valores mais enriquecidos de ?15NNO3, comparados à assinatura isotópica reportada para dejetos humanos (+8,1? a +13,1?), em conjunto com os resultados de ?18ONO3 (-3,60 a 4,50 ?), razão de fracionamento destes isótopos e os coeficientes de regressão, obtidos em outros trabalhos, reforçaram a coexistência de desnitrificação e nitrificação na área estudada. Os resultados de ?15NN2O e ?18OO2 também são indicativos de desnitrificação. As assinaturas destes dois isótopos (-16,16 a -11,94? e 28,05 a 30,69?, respectivamente), confrontados aos valores reportados em outros trabalhos (-37 a -11? e -21 a +57?), indicam que o N2O, detectado na área, seria produzido por esse processo. Contudo, cabe salientar que o uso de isótopos de 18OO2 e 15NN2O constitui-se ainda em técnica muito recente em estudos hidrogeológicos, carecendo de trabalhos que stabeleçam as assinaturas isotópicas para os processos de nitrificação e desnitrificação considerando as diferentes fontes de contaminação de nitrato. / The present work studied the impact of nitrate from an inactive cesspit to the unsaturated and saturated zones of the Adamantina Aquifer (Urânia, São Paulo, Brazil), through the hydrogeochemistry of major ions (including the nitrogen series), minor ions, stable isotopes (15NNO3, 15NN2O, 18ON2O, 18ONO3, 18OO2, 13CCO2) and gases (O2, CO2, N2O and CH4). The cesspit, which has been inactive since 2002, was monitored for three years after the construction of a monitoring station. The station is comprised by a 11.20m deep dug well, in which 12 tensiometers and 12 suction lysimeters were installed from the surface down to the saturated zone (0.5-9.0 m). A monitoring well was installed at the bottom of the monitoring station. The station was used to examine the hydraulic processes and the quality of the infiltrating water. The results from the hydraulics of the water infiltration show that the unsaturated zone presents average hydraulic conductivity between 3.1x10-6 and 1.4x10-5 m/s. The capillary tension varies laterally and vertically, which is attributed to the heterogeneities of the geological material. These results allowed the identification of three different hydraulic zones: the first one, between the depths of 0.5 and 2.0 m; the second one, between 2.0 and 7.0 m and the third one, from the depth of 7.0 m down to the water level. The recharge rate of the area is 171 mm, which corresponds to 13% of the annual precipitation. The velocities of the wetting fronts indicated a travel time of 90 days for the water to move between the depths of 0.5 m and 9.0m. The chemical analyses of the water of the unsaturated and saturated zones indicated high concentration of nitrate, along the entire unsaturated zone (up to 2028,94 mg/L). The physico-chemical, isotopic and gases data vary seasonally and spatially. The concentration of gases, isotopes and nitrogen species show a ?zig-zag? behavior, with peaks of concentration at the depths 2.0; 4.0 and 6.0 m. This behavior is a consequence of the textural features of the geological material, with less permeable areas occuring at these depths, which can restrict the access of oxygen- and gases-rich waters along the unsaturated zone and the coexistence of reducing zones among oxidizing ones (microcosms). The detailed monitoring provided data to establish the main hydrogeochemical processes occuring in the unsaturated zone: i) oxidation of organic matter, ii) ammonification, iii) nitrification, iv) methanogenesis and v) denitrification. A very important fact is the simultaneous occurrence of nitrification and denitrification processes in the unsaturated zone. This fact is verified by a series of observations, which can be demonstrated by the following relationships: i) 15NN2O and 18ON2O; ii) 15NN2O and 15NNO3 and iii) 18ONO3 and15NNO3. The values obtained for ?15NNO3 are between +6.80 and +30.09? (wet season) and between +9.54 and +23.25? (dry season). The values of ?15NNO3, which are more enriched than the isotopic fingerprint for sewage (+8.1? to +13.1?), along with the results for ?18ONO3 (-3.60 to 4.50 ?), the fractionation ratio of this isotopes and the linear regression coefficient, obtained by other authors, reinforced the coexistence of denitrification and nitrification in the studied area. The results of ?15NN2O and ?18OO2 also indicated the presence of denitrification. The signatures of these two isotopes (-16.16 to -11.94? and 28.05 to 30.69?, respectivelly), compared to values reported by other authors (-37 to -11? and -21 to +57?), indicate that the N2O detected in the area is produced by this process. However, it is worth emphasizing that the use of 18OO2 and 15NN2O isotopes is still a very new technique in hydrogeological studies, and more studies are needed to establish the isotopic fingerprints of the nitrification and denitrification processes, considering the different sources of nitrate contamination.

A previsão de áreas suscetíveis a escorregamentos translacionais rasos tem como fundamental etapa a investigação dos fatores condicionantes e dos mecanismos de ruptura. Algumas destas propriedades, como os parâmetros físicos e hidrológicos dos solos, são determinantes para a instabilização de encostas que estão sujeitas a eventos pluviométricos intensos. Uma destas propriedades é a condutividade hidráulica saturada, cujo comportamento pode influenciar no desenvolvimento de poro-pressão positiva ou levar à perda de sucção dos solos, ocasionando rupturas. Desta forma, o objetivo principal desta pesquisa foi analisar a distribuição lateral e vertical da condutividade hidráulica saturada (Ksat) dos solos e sua influência nos escorregamentos translacionais rasos na Serra do Mar (SP). Para tanto, foi selecionada uma bacia representativa da Serra do Mar e nela foram escolhidas três cicatrizes acessíveis e com limites bem preservados para a realização dos ensaios in situ. As profundidades onde foram realizados os ensaios foram definidas a partir da caracterização morfológica dos mantos de alteração nas trincheiras abertas no topo, no centro e na lateral das cicatrizes (0.25, 0.50, 1.00, 1.50, 2.00 e 2.50 m). Finamente, foram realizados os ensaios in situ utilizando-se o Permeâmetro de Guelph, utilizando-se duas cargas hidráulicas H para a que fosse possível calcular a Ksat empregando-se as equações de Richards, Laplace e a análise de Elricket al. (1989), embora tenha sido utilizada esta última para a análise da variação dos valores. A partir dos valores de Ksat, das propriedades físicas dos materiais (distribuição granulométrica, micro e macroporosidade, porosidade total. Além disso, foi analisada a tendência de variação entre 10-4 e 10-7 m/s, predominando da Ksat com a profundidade. Foram obtidos 41 valores de Ksat, os quais variaram entre as ordens de grandeza 10-5 e 10-6 m/s (82,5% dos valores), que mostraram a pequena variabilidade da Ksat nos perfis de alteração investigados, se comparada às diferenças observadas nas propriedades dos solos e corroboram com os trabalhos desenvolvidos na Serra do Mar. Quando confrontado com as propriedades físicas dos materiais (por exemplo, granulometria e porosidade total), observou-se, principalmente, a correlação positiva com a fração areia. De forma geral, foi possível identificar uma tendência de aumento da Ksat com a profundidade, assim como a existência de algumas descontinuidades hidráulicas significativas, tanto de redução quanto de aumento brusco da Ksat em uma pequena profundidade. / The prediction of landslides-prone areas has as fundamental step researching controlling factors and failure mechanisms. Some of these properties, such as the physical and hydrological soil properties are crucial to the instability of slopes subject to intense rainfall events. One of these properties is the saturated hydraulic conductivity, whose behavior can influence and lead to the development of positive pore-pressure or the loss of soil suction, causing failures. The main objective of this research was to analyze the lateral and vertical hydraulic conductivity (Ksat) of soils and their influence on shallow landslides in the Serra do Mar (SP). Therefore, we selected a representative basin in the Serra do Mar and there three accessible scars, well preserved, were chosen for in situ measurements. Was also performed the topographical characterization of the scars (slope angle, curvature and orientation and contributing area). The depths where the measurements were performed were defined from the morphological characterization of soil profiles in opened trenches at the top, at the lateral and inside the scars (0.25, 0.50, 1.00, 1.50, 2.00 and 2.50 m). At last, were performed the in situ measurements using the Guelph Permeameter, using two heads H for calculating Ksat using Richards equations, Laplace equations and Elrick et al. (1989) analysis, although the latter has been used to analyze the range of values. From the Ksat values and physical soil properties (e. g. grain size distribution, micro and macroporosity, total porosity) we discussed the role played by them in Ksat values. Moreover was analyzed the trend of Ksat variation with depth. We obtained 41 Ksat values, which varied between 10-4 e 10-7 m/s, mostly among the orders of magnitude 10-5 e 10-6 m/s (82.5% values), that showed the small variability of Ksat in the soil profiles if compared to the observed differences in soil properties, and corroborate with studies developed in the Serra do Mar. When confronted with the physical properties of materials (eg, grain size and total porosity), we observed mainly the positive correlation with the sand content. In general, we observed a tendency of increase of Ksat with depth, as well as the existence of some significant hydraulic discontinuities, both the sudden decrease as the increase in Ksat in a small depth.