Efeito do teor de água na avaliação da compactação do solo causada pelo tráfego agrícola e seu reflexo nos atributos físicos do solo

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Intervalo hídrico ótimo e grau de compactação de um latossolo vermelho após 30 anos sob plantio direto

A qualidade física do solo é um dos fatores determinantes da sustentabilidade agronômica, econômica e ambiental no sistema plantio direto (SPD). A compactação do solo tem sido apontada como um dos fatores de redução da qualidade física em solos sob SPD. Contudo, com a utilização do SPD, pode haver o incremento de matéria orgânica do solo e o desenvolvimento de um sistema poroso contínuo e estável, que atenuam os impactos negativos da compactação. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade física de um Latossolo Vermelho distroférrico sob SPD durante 30 anos, utilizando o intervalo hídrico ótimo (IHO) e o grau de compactação do solo (GC). Em uma área comercial com histórico de altas produtividades sob SPD, foram coletadas amostras de solo com estrutura preservada e deformada, para determinação da densidade do solo (Ds), do IHO e do GC. As amostras com estrutura preservada foram obtidas em três posições, relativas às linhas (L), entrelinhas (E) e posição intermediária entre as linhas e entrelinhas (PI) da cultura do milho. Foram determinadas as curvas de retenção de água e resistência do solo à penetração, bem como a Ds. A amostra de solo com estrutura deformada foi usada para obter a curva de compactação, utilizando o teste de Proctor. A Dmax foi obtida a partir da curva de compactação, e o GC foi determinado pela razão entre a Ds e a Dmax. Independentemente dos limites críticos de resistência à penetração (RP), verifica-se redução do IHO com o aumento da Ds. Os maiores valores do IHO foram verificados na posição de amostragem L, e a utilização de RP crítica maior que 2,0 MPa resultou em IHO condizente com a qualidade física desse solo sob SPD de longo tempo. A Dmax foi de 1,52 kg dm-3, e o GC variou de 64 a 87 %, sendo os maiores valores obtidos nas posições E e PI. Os valores de IHO e GC obtidos neste estudo indicam que a qualidade física desse solo não é limitante à produção das culturas após 30 anos de utilização do SPD.

Acúmulo de macronutrientes na soja influenciado pelo cultivo prévio do capim-marandu, correção e compactação do solo

O presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o efeito do cultivo prévio do capim-Marandu (Brachiaria brizantha cv. Marandu), da aplicação de corretivos e da compactação do solo no acúmulo de macronutrientes pela soja cultivada em sucessão. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 4 x 6 x 2, com três repetições. Os fatores de estudo foram quatro densidades do solo: 1,0; 1,20; 1,40 e 1,60 Mg m-3; seis tratamentos de correção: 1) controle, sem correção; 2) calcário; 3) silicato de cálcio; 4) gesso; 5) calcário + gesso; 6) silicato de cálcio + gesso; além de dois sistemas de cultivo: com e sem cultivo prévio do capim-Marandu. As unidades experimentais foram compostas por vasos de tubos de PVC de 20 cm de diâmetro, compostos por dois anéis: o anel inferior, de 40 cm de altura, recebeu o solo sob condições naturais e densidade de 1,0 Mg m-3; o anel superior, com 20 cm de altura representando 6,28 dm³, recebeu os tratamentos de densidades, correção e gesso como descrito adiante. Em cada um foram conduzidas três plantas de soja (cv. Conquista) até o final do ciclo, quando o acúmulo de macronutrientes pela cultura foi avaliado. Os resultados mostraram que o cultivo prévio do capim-Marandu e o uso de corretivos amenizaram os efeitos negativos da compactação do solo sobre a nutrição da soja. A utilização de corretivos do solo contribuiu para o aumento no acúmulo de macronutrientes na parte aérea da soja, porém o incremento na compactação diminuiu o acúmulo de N, P, K, Ca, Mg e S. A compactação do solo persistiu parcialmente mediante o cultivo prévio com o capim marandu.

Análise dos resultados do ensaio CBR realizado em condições variadas de umidade pós-compactação

O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da variação do teor de umidade no valor do índice de suporte CBR de uma brita estabilizada granulometricamente e de seis solos coletados em rodovias do interior do Estado de São Paulo. Os seis solos estudados foram divididos em três pares, com curvas granulométricas próximas, mesma classificação HRB e USCS, sendo cada par formado por um solo de comportamento laterítico e um solo de comportamento não-laterítico. Os corpos-de-prova foram moldados na umidade ótima e massa específica seca máxima obtidos com os resultados do ensaio de Proctor normal. Os materiais foram analisados sob quatro condições de umidade: sem imersão, após alcançar metade da umidade de estabilização, após quatro e oito dias de imersão. Observou-se a distribuição da umidade interna dos corpos-de-prova para cada uma das situações. Foi analisada a influência do envelhecimento dos materiais solto e compactado por quatro dias e sem imersão, nos resultados dos ensaios de CBR. Com os resultados pôde-se correlacionar a influência da granulometria e da gênese dos materiais nos resultados dos ensaios de índice de suporte CBR nas diversas condições de umidade avaliadas.

Avaliação do comportamento mecânico de corpos de prova de misturas asfálticas a quente resultantes de diferentes métodos de compactação.

Os procedimentos de dosagem Marshall e Superpave definem os teores de ligante de projeto baseados em parâmetros volumétricos. Nessa situação, sistemáticas de dosagem com tipos de compactação diferentes podem conduzir a teores de ligante de projeto distintos que definirão a vida útil dos revestimentos asfálticos. O objetivo principal desse trabalho é avaliar o comportamento mecânico de misturas asfálticas moldadas por diferentes métodos de compactação de laboratório e analisar a relação com os resultados de amostras obtidas a partir de misturas compactadas por rolagem pneumática na mesa compactadora francesa. A fase experimental consistiu na dosagem de misturas pelos métodos Marshall e Superpave (este último com dois tamanhos de moldes), além da compactação na Prensa de Cisalhamento Giratória (PCG) e da moldagem de placas na mesa compactadora. Avaliou-se o efeito do tipo de compactação, do tamanho do molde e do número de giros do Compactador Giratório Superpave (CGS) no teor de projeto, nos parâmetros volumétricos, no comportamento mecânico e no desempenho quanto à fadiga e à resistência ao afundamento em trilha de roda. Adicionalmente, foi avaliada a eficiência do método Bailey de composição granulométrica quanto à resistência à deformação permanente em função do tipo de agregado. Constatou-se que o método Bailey, por si só, não garante resistência à deformação permanente, sendo essa dependente do tipo de agregado incluindo seus parâmetros de forma. O principal produto da pesquisa, com efeitos práticos no projeto de misturas asfálticas, traduz-se na recomendação do método Superpave com molde de 100 mm (para TMN <= 12,5 mm) para volume de tráfego médio a alto em detrimento ao método Superpave com 150 mm, tendo em vista que o primeiro apresenta densificação mais semelhante às amostras preparadas na compactação por rolagem (similar ao que ocorre em pista) o que resulta em comportamento mecânico também mais próximo da realidade de campo. A utilização dos moldes de 150 mm de diâmetro no CGS pode ser viabilizada desde que se adote um número de giros menor do aquele proposto para projeto pelo Asphalt Institute (2001). Por fim, é fundamental que os ensaios e os cálculos para obtenção dos parâmetros volumétricos e escolha do teor de projeto sigam ao normatizado pela ASTM, pelo Asphalt Institute (2001) e pela ABNT.

Compactação e elevação da vida útil de transformadores de distribuição empregando óleo vegetal isolante.

A busca no aumento da vida útil dos transformadores de distribuição, redução dos custos de manutenção e mitigação de falhas, leva ao desenvolvimento de novos materiais e critérios de exploração diferenciados desses ativos. Esta pesquisa apresenta o desenvolvimento de um novo transformador de distribuição compacto e mais eficiente utilizando óleo vegetal isolante totalmente biodegradável. Além de biodegradável, o óleo vegetal utilizado possui menor agressividade ambiental e maior capacidade térmica aumentando, a capacidade de carregamento do transformador sem comprometer a sua vida útil. A fim de atestar essa menor agressividade em relação ao óleo mineral, ensaios foram efetuados em um equipamento que permaneceu 12 anos em operação. O equipamento foi totalmente desmontado para análise e coleta de amostras de papel e óleo vegetal isolante. As análises visam comprovar a menor agressividade em relação ao óleo mineral, apresentadas na revisão bibliográfica. A menor agressividade torna possível a proposição de uma nova filosofia de planejamento de redes de distribuição utilizando uma quantidade menor dos novos transformadores para uma mesma carga, tornando-a mais compacta e eficiente.

Validação do compactador de Harvard no estudo da compactação de solos coesivos

Ensaios anteriormente efetuados indicam que não existe nenhum procedimento recorrente em laboratório, que permita reproduzir adequadamente a compactação de campo. Como tal, surgiu na década de cinquenta do século passado, um equipamento de compactação de utilização manual que oferecia vantagens na realização de ensaios envolvidos em qualquer investigação ou trabalhos referentes à compactação de solos. Este permite a redução em termos de material, trabalho e tempo despendido e as suas reduzidas dimensões tornam-no portátil, com a possibilidade de ser utilizado para ensaios em campo. O equipamento designa-se por Compactador Miniatura de Harvard e o método de compactação que lhe está associado permite, segundo Wilson (1950), reproduzir com uma maior precisão a ação do cilindro pés-de-carneiro, utilizado frequentemente em obra sobre solos coesivos. Porém, para tal é necessário definir uma adequada combinação de molas, número de camadas e pressões por camada de forma a reproduzir com o compactador miniatura de Harvard valores aproximados aos valores que se obtêm tradicionalmente com o compactador de Proctor. Na presente dissertação apresentam-se os estudos realizados com o objetivo de completar as investigações promovidas anteriormente, por forma a desenvolver um procedimento adequado e possível de ser utilizado por entidades, não só em trabalhos laboratoriais como de campo.

Avaliação da compactação do solo no crescimento inicial de espécies florestais da caatinga

Despite the importance of the study of roots, little is known about the negative effects of soil compaction in the development of the Caatinga forest species. In this sense, the objective was to evaluate the initial growth of Mimosa caesalpiniifolia, Tabebuia caraiba and Erythina velutina in soil under varying levels of compression. The experiment was conducted in a greenhouse located at the Academic Unit Specialized in Agricultural Sciences, UFRN. To perform the experiment, was used Oxisoil of sandy loam texture, from forest trial Area Agricultural School of Jundiaí (EAJ) of the municipality of Macaíba-RN, in an experimental unit consisting of three overlapping PVC rings, 10 cm in diameter and 25 cm in height, with a central ring which has undergone compression. The experimental design was a randomized block with six replications, being tested four levels of soil compaction (1.35; 1.45; 1.60 and 1.80 kg.dm-³), evaluating the following variables: diameter, height, number of leaves, dry weight of shoot and root system in each layer of the vessels. Overall, the species M. caesalpiniifolia, T. caraiba and E. velutina had initial growth favored by treatment consists of uncompressed soil. The M. caesalpiniifolia and T. caraiba species proved relatively resistant to compaction of the soil does not undergo any significant reduction in root growth density equal to or less than 1.60 kg.dm-³, whereas E. velutina proved susceptible effects of soil compaction, with significant changes in root growth under soil densities equal to or greater than 1.45 kg.dm-³. Increased soil compaction caused the impediment to the expansion of taproot inside the experimental units, promoting the accumulation of roots in the upper layers of the soil for the studied species. The subsoil physical impediment changed the initial aerial growth of M. caesalpiniifolia and E. velutina, but did not influence the growth of air T. caraiba seedlings the tested compression levels.

Desempenho de sulcadores no desenvolvimento e produtividade da soja em solo submetido a diferentes níveis de compactação

On the national scene, soybean crop occupies a prominent position in cultivated area and volume production, being cultivated largely in the no tillage system. This system, due to the intense traffic of machines and implements on its surface has caused soil compaction problems, which has caused the yield loss of crops. In order to minimize this effect the seeder-drill uses the systems to opening the furrow by shank or the double disc type. The use of the shank has become commonplace for allowing the disruption of the compacted surface layer, however requires greater energy demand and may cause excessive tillage in areas where there is not observed high levels of compaction. Thus, this study aimed to evaluate the effects of furrowers mechanisms and levels of soil compacting on traction requirement by a seeder-drill and on the growing and productivity of soybean in an Oxisol texture clay, in a two growing seasons. The experimental design consisted of randomized blocks with split plots with the main plots composed of four levels of soil compaction (N0 – no tillage without additional compaction, N1, N2 and N3 – no tillage subjected to compaction through two, four and six passes with tractor, respectively) corresponding to densities of soil 1.16, 1.20, 1.22 and 1.26 g cm-3, and subplots by two furrowers mechanisms (shank and double disc) with four replicates. To evaluate the average, maximum and specific traction force requested by the seeder-drill, was used a load cell, with capacity of 50 kN and sensitivity of 2 mV V-1, coupled between the tractor and seeder-drill, whose data are stored in a datalogger system model CR800 of Campbell Scientific. In addition, were evaluated the bulk density, soil mechanical resistance to penetration, sowing depth, depth and groove width, soil area mobilized, emergence speed index, emergence operation, final plant stand, stem diameter, plant height, average number of seeds per pod, weight of 1,000 seeds, number of pods per plant and crop productivity. Data were subjected to analysis of variance, the mean of furrowers were compared by Tukey test (p≤0.05), while for the factor soil compaction, polynomial regression analysis was adopted, selected models by the criterion of greater R2 and significance (p≤0.05) of equation parameters. Regardless of the crop season, penetration resistance increase as soil compaction levels up to around 0.20 m deep, and bulk density influenced the sowing quality parameters, however, did not affect the crop yield. In the first season, there was a higher productivity with the use of the shank type. In the second crop season, the shank demanded greater energetic requirement with the increase of bulk density and opposite situation with the double disc. The locking of sowing lines allow better performance of the shank to break the compacted layer.

Avaliação da trabalhabilidade de misturas betuminosas com base nas curvas de compactação

Diversos estudos propõem a avaliação da trabalhabilidade de misturas betuminosas utilizando as curvas de compactação obtidas em laboratório. Utilizou-se um compactador giratório para produzir provetes de duas misturas, uma densa do tipo AC, e uma de granulometria descontínua, do tipo SMA. Foram determinados diversos parâmetros provenientes da modelação das curvas de compactação. Os resultados indicam uma adequação dos diversos parâmetros na caracterização das misturas, embora apresentem limitações na comparação de misturas de diferentes tipologias. Os resultados mostram que estes índices podem ser úteis em aplicações onde estas propriedades sejam importantes.

Contribuição aos estudos de compactação, adensamento e coesão do solo.

2002

Projeto conceitual de um instrumento para avaliar o estado de compactação do solo

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016.

Métodos probabilístico e determinístico para diagnóstico da necessidade de subsolagem de solos agrícolas

This paper presents two techniques to evaluate soil mechanical resistance to penetration as an auxiliary method to help in a decision-making in subsoiling operations. The decision is based on the volume of soil mobilized as a function of the considered critical soil resistance to penetration in each case. The first method, probabilistic, uses statistical techniques to define the volume of soil to be mobilized. The other method, deterministic, determines the percentage of soil to be mobilized and its spatial distribution. Both cases plot the percentage curves of experimental data related to the soil mechanical resistance to penetration equal or larger to the established critical level and the volume of soil to be mobilized as a function of critical level. The deterministic method plots showed the spatial distribution of the data with resistance to penetration equal or large than the critical level. The comparison between mobilized soil curves as a function of critical level using both methods showed that they can be considered equivalent. The deterministic method has the advantage of showing the spatial distribution of the critical points.

Características físicas e mecânicas de misturas de solo, cimento e cinzas de bagaço de cana-de-açúcar

This work was done with the objective of studying some physical and mechanical characteristics of the sugarcane bagasse ash added to a soil-cement mixture, in order to obtain an alternative construction material. The sugarcane bagasse ash pre-treatment included both sieving and grinding, before mixing with soil and cement. Different proportions of cement-ash were tested by determining its standard consistence and its compressive resistance at 7 and 28 days age. The various treatments were subsequently applied to the specimens molded with different soil-cement-ash mixtures which in turns were submitted to compaction, unconfined compression and water absorption laboratory tests. The results showed that it is possible to replace up to 20% of Portland cement by sugarcane bagasse ash without any damage to the mixture's compressive strength.

Características físicas e mecânicas de misturas de solo, cimento e casca de arroz

The main objective of this work is the study of the effect of rice husk addition on the physical and mechanical properties of soil-cement, in order to obtain an alternative construction material. The rice husk preparation consisted of grinding, sieving, and the pre-treatment with lime solution. The physical characteristics of the soil and of the rice husk were determined. Different amounts of soil, cement and rice husk were tested by compaction and unconfined compression. The specimens molded according to the treatments applied to the mixtures were subsequently submitted to compression testing and to tensile splitting cylinder testing at 7 and 28 days of age and to water absorption testing. After determining its physical and mechanical characteristics, the best results were obtained for the soil + 12% (cement + rice husk) mixture. The results showed a promising use as an alternative construction material.