Estimativa do escoamento superficial em uma bacia hidrográfica com base em modelagem dinâmica e distribuída

A estimativa do escoamento superficial em bacias hidrográficas é de suma importância para conservação dos recursos naturais; entretanto, esse é um processo complexo e dinâmico, principalmente no contexto de sua variabilidade espacial. Dessa forma, torna-se adequada a aplicação dos Sistemas de Informações Geográficas (SIG) usando pequenas células de informação, pois assim é possível considerar o comportamento espacial das variáveis associadas à origem do escoamento superficial. Este trabalho teve como objetivo implementar os modelos hidrológicos Curva Número (CN-SCS) e Curva-Número Modificado (CN-MMS), com base na linguagem de programação do SIG PCRaster e em uma base de dados reduzida, de forma distribuída e dinâmica, com o intuito de estimar as lâminas de escoamento superficial geradas numa bacia hidrográfica de Latossolos, localizada no município de Nazareno, região dos Campos das Vertentes, Minas Gerais. Para aplicação do modelo CN-SCS foi preciso desenvolver um mapa com valores de CN no formato do PCRaster, enquanto para o modelo CN-MMS foram necessários os seguintes mapas: umidade volumétrica de saturação do solo, umidade volumétrica inicial do solo e profundidade de solo. Para simulação e avaliação de ambos os modelos, foram aplicados 18 eventos de chuva natural que provocaram escoamento superficial, durante o ano hidrológico 2004-2005, e suas respectivas lâminas de escoamento observadas. A análise do desempenho dos modelos foi feita aplicando-se análise de sensibilidade baseada no erro médio e na Raiz do Erro Quadrático (REQ). Tendo-se como referência essas estatísticas de precisão, pôde-se constatar que o modelo CN-MMS apresentou melhor calibração quando comparado ao modelo CN-SCS, devido à consideração direta da umidade inicial do solo. Contudo, a estruturação dos modelos no SIG PCRaster possibilitou o desenvolvimento de uma ferramenta computacional eficaz e útil para simulação do escoamento superficial, visto que propicia estruturação de rotinas computacionais considerando os problemas associados à variabilidade espacial dos dados de entrada dos modelos.

Uso de geomantas no controle da erosão superficial hídrica em um talude em corte de estrada

Considerando que o Brasil e muitos outros países tropicais necessitam de aperfeiçoar métodos de recobrimento de taludes, tornam-se necessários estudos que aprimorem a utilização e a eficácia das diferentes alternativas do mercado. Este estudo teve como objetivo avaliar o desempenho das geomantas comerciais antierosivas MacMat®, Fibrax® e Tela Biotêxtil® na proteção do solo contra a erosão superficial hídrica. O experimento foi realizado em um talude em corte de estrada na cidade de Viçosa (MG), em meados de 2003, e foi avaliado entre dezembro e março de 2004. Para isso, realizou-se uma análise do escoamento superficial baseada em oito eventos chuvosos comparando-se as variáveis massa de sólidos e volume de suspensão de água + solo escoado em uma combinação de geomantas com ou sem vegetação (mistura de espécies de gramíneas e leguminosas). Os tratamentos testados foram: Tratamento 1 - testemunha (solo exposto); Tratamento 2 - Tela Biotêxtil® com plantas; Tratamento 3 - MacMat® sem plantas; Tratamento 4 - MacMat® com plantas; Tratamento 5 - Fibrax® sem plantas; e Tratamento 6 - Fibrax® com plantas. A análise estatística utilizada foi o teste de Tukey a 5 %. Embora não tenham sido encontradas diferenças significativas entre os tratamentos aplicados devido ao elevado coeficiente de variação, pode-se constatar que a utilização das mantas proporcionou a redução da perda de solos. O tratamento seis foi o mais eficiente para impedir a perda de solo. Entretanto, quando esta geomanta foi utilizada sem vegetação (Tratamento 5), permitiu o maior volume de suspensão escoada. Concluiu-se que as geomantas aumentaram a proteção do solo contra a erosão superficial hídrica e a incorporação de vegetação melhorou os resultados em todos os tratamentos.

Alteração de atributos físicos em latossolo com aplicação superficial de escória de aciaria, lama cal, lodos de esgoto e calcário

Os resíduos industriais e urbanos podem atuar como condicionadores do solo, pois possuem a capacidade de alterar suas propriedades físicas. Contudo, não há referência para os atributos físicos do solo quando esses resíduos são aplicados sobre a superfície do solo no sistema plantio direto. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação superficial de escória de aciaria, lama cal, lodos de esgoto e calcário nos atributos físicos de um Latossolo Vermelho distrófico sob sistema plantio direto. Os tratamentos foram constituídos por quatro resíduos: lodos de esgoto centrifugado - LC e de biodigestor - LB, escória de aciaria - E, e lama cal - Lcal, interagindo com quatro doses (0, 2, 4 e 8 t ha-1, aplicadas na forma seca) mais uma testemunha (controle), constituída da aplicação de 2 t ha-1 de calcário. O delineamento experimental foi em blocos casualizados no esquema fatorial 4 x 4 + 1, com quatro repetições. A presença de Ca na composição de lama cal, lodo de esgoto centrifugado, escória de aciaria e calcário permite o aumento da agregação das partículas, diâmetro médio ponderado, índice de estabilidade de agregados, porosidade e retenção de água, sendo essas alterações distintas para cada fonte, dose e profundidade de reação no solo. A aplicação superficial da lama cal na dose de 8 t ha-1, após 27 meses de reação, proporcionou a maior agregação das partículas no solo, desde a superfície até 40 cm de profundidade.

Área superficial específica, porosidade da fração argila e adsorção de fósforo em dois latossolos vermelhos

A porosidade da fração argila é muito importante para entendimento dos fenômenos físico-químicos que estão relacionados com a área superficial específica das partículas sólidas. Por meio de isotermas de adsorção e dessorção com N2, avaliaram-se a área superficial específica (S BET) e a porosidade das frações argila de Latossolos Vermelhos do Estado de Mato Grosso do Sul, sendo um distroférrico (LVdf) e outro distrófico (LVd), além de caulinita natural (KGa2), goethita (Gt) e hematita (Hm) sintéticas. Resultados referentes à S BET e à porosidade das partículas foram relacionados à adsorção máxima de P (Pmáx) determinada pela isoterma de Langmuir. A classe de poros predominante nas frações argila avaliadas foi de mesoporos. As frações argila extraídas dos solos e KGa2 adsorveram quantidades semelhantes de P por unidade de área, mas diferentes das quantidades de P adsorvido por Gt e Hm. Tal diferença, possivelmente, deu-se em função da quantidade e distribuição dos grupamentos OH em superfície, bem como imperfeições superficiais dos materiais. Os óxidos de Fe e de Al e outros materiais amorfos das frações argila extraídas dos solos foram mais importantes que a caulinita para a adsorção de P. A caulinita, embora sendo o filossilicato de maior representatividade nas frações argila de LVDf e LVD, teve menor importância sobre a adsorção de P.

Relações entre tamanho de sedimentos erodidos, velocidade da enxurrada, rugosidade superficial criada pelo preparo e tamanho de agregados em solo submetido a diferentes manejos

Vários fatores determinam a seletividade do processo de erosão hídrica pluvial no que se refere ao tamanho dos sedimentos transportados na enxurrada. Dentre eles, destacam-se a intensidade da chuva e da enxurrada a ela associada, a textura e o grau de consolidação da camada superficial do solo, a forma em que a erosão ocorre (entre sulcos, sulco ou voçoroca), a cobertura do solo por resíduos culturais, o microrrelevo do terreno ou a rugosidade superficial resultante do seu preparo e o tamanho e a estabilidade dos agregados do solo. Considerando isso, realizou-se este trabalho com o propósito de estabelecer relações quantitativas entre o índice D50 da distribuição de tamanho dos sedimentos erodidos, a velocidade da enxurrada, o índice IR da rugosidade superficial do solo criada pelo preparo e o diâmetro médio ponderado (DMP) dos agregados do solo, em solo submetido a diferentes formas de manejo. O estudo foi desenvolvido em campo, na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (EEA/UFRGS), em Eldorado do Sul (RS), aplicando-se chuva simulada sobre um Argissolo Vermelho com textura francoargiloarenosa na camada superficial e declividade média de 0,115 m m-1. Esse solo havia sido submetido ao uso agrícola de diferentes modos (cultivos contínuo e interrompido), com diferentes sequências culturais (gramíneas e leguminosas de inverno e verão, implantadas em fileira, usando a técnica de semeadura direta), durante 7,5 anos (partindo da condição original de campo nativo). Efetuaram-se sete testes de erosão na pesquisa, cada um deles na intensidade constante de chuva de 63,5 mm h-1 e com duração de 1,5 h, usando o simulador de chuva de braços rotativos e parcelas experimentais com dimensões de 3,5 x 11,0 m cada uma. Os referidos testes de erosão foram realizados nas seguintes condições físicas de superfície do solo: (a) solo não-mobilizado, com completa e nenhuma cobertura por resíduos culturais, e (b) solo sucessivamente mobilizado com grade leve de discos (cinco vezes, uma gradagem por vez), com nenhuma cobertura. As sequências culturais proporcionaram valores de DMP significativamente diferentes entre si, o que se refletiu em valores significativamente diferentes do índice IR e, em consequência, da velocidade da enxurrada e do índice D50, com as sequências com nenhum ou menos tempo de supressão do cultivo (no último período da pesquisa) tendo produzido os melhores resultados. No solo não-mobilizado e totalmente coberto, com a superfície consolidada e praticamente nenhuma rugosidade, a cobertura por resíduos culturais foi o fator determinante, tanto da redução da velocidade da enxurrada, quanto do aprisionamento das eventuais partículas desagregadas de solo de maior tamanho, o que acarretou valores do índice D50 muito pequenos. No solo nãomobilizado e descoberto, em que a enxurrada atingiu as suas maiores velocidades, o tamanho dos sedimentos erodidos foi ditado pela consolidação da superfície do solo e pelos valores do índice DMP, sendo os menores para os maiores valores das duas últimas variáveis referidas. Já no solo sucessivamente mobilizado com grade leve e descoberto, com a superfície solta e rugosa, a rugosidade superficial criada pelo preparo foi o fator determinante, tanto da redução da velocidade da enxurrada, quanto do aprisionamento das partículas desagregadas de solo de maior tamanho, o que aumentou o percentual das partículas erodidas com tamanho < 0,0375 mm e, em decorrência, diminuiu os valores do índice D50, independentemente dos valores de DMP. O aumento dos valores de DMP acarretou maior valor e maior persistência da rugosidade superficial do solo criada pelo preparo e, como consequência, diminuiu de modo mais efetivo a velocidade da enxurrada e o tamanho dos sedimentos erodidos. As relações matemáticas efetuadas com as variáveis em consideração indicaram tendência de ajustes significativos a modelos linear e nãolinear e foram coerentes na descrição dos processos que se pretendia visualizar com a realização da pesquisa.

Calagem superficial com resíduo alcalino da indústria de papel e celulose em um solo altamente tamponado

Solos dos planaltos subtropicais do Brasil são pobres em nutrientes e têm alta necessidade de calagem, o que encarece e pode limitar a correção da acidez. O objetivo deste estudo foi avaliar modificações químicas e físicas de um Cambissolo Húmico alumínico e a resposta da cultura do trigo ao resíduo alcalino da indústria de papel e celulose (Dregs) em comparação com um corretivo convencional. Os tratamentos foram doses de resíduo (Res) de 25, 50 e 100 % da recomendação indicada pelo método SMP, visando elevar o pH para 6,0, que correspondem a 2.625, 5.250 e 10.500 kg ha-1, respectivamente. Essas doses se comparam a 50 e 100 % SMP de calcário dolomítico (Cal), e correspondem a 5.600 e 11.200 kg ha-1, respectivamente, além do solo sem correção (testemunha, sem resíduo e, ou, corretivo). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com quatro repetições. Os corretivos foram aplicados superficialmente em duas épocas: primeira metade em junho de 2004 e o restante em junho de 2006, em uma área de campo nativo pastejado, sem revolvimento do solo. As amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0 a 5, 5 a 10, e 10 a 15 cm para caracterização química e física do solo. Em 2006, foram avaliados os teores foliares de nutrientes e a produtividade de grãos de trigo. A aplicação superficial do resíduo alcalino melhorou os atributos químicos do solo, principalmente na camada superficial, com aumento do pH e dos teores de Ca e Mg, da relação molar entre Ca e Mg e do teor de Na, sem, entretanto, atingir o valor crítico de saturação da CTC por Na. A calagem superficial com resíduo ou calcário reduziu linearmente o grau de floculação das argilas na camada superficial do solo. Os teores de nutrientes nas plantas e a produtividade de grãos foram semelhantes entre os tratamentos com calcário ou resíduo, com respostas crescentes às doses dos corretivos.

Erosão superficial em argissolo amarelo sob cultivo perene e com pousio florestal em área de relevo montanhoso

A Região Serrana Fluminense possui muitas nascentes de água com as maiores áreas de remanescentes da Mata Atlântica do Estado do Rio de Janeiro. Para conciliar a preservação ambiental com a intensa produção de olerícolas nessa região de relevo montanhoso, é relevante conhecer e controlar a ação nociva da erosão. Este trabalho teve como objetivo estudar as perdas de solo por erosão superficial e suas componentes hidrológicas, em uma encosta com aproximadamente 65 cm m- 1 de declividade, em tratamentos sob cultivo de olerícolas em rotação, banana e deixada sob pousio florestal por três anos. O estudo foi realizado em uma microbacia no município de Bom Jardim, instalando-se quatro parcelas experimentais com 88,0 m² (4 x 22 m) de área cada uma, para o monitoramento de perdas de solo, escoamento superficial e dinâmica da água no solo. Foi feita a caracterização do solo, determinando-se características físicas, químicas e mineralógicas. Os resultados indicaram que as maiores perdas por erosão acumulada foram registradas no período de maior precipitação, entre setembro e março, correspondendo a aproximadamente 30 t ha-1 ano-1 no tratamento sob cultivo anual e em torno de 10 t ha-1 ano-1 no tratamento com pousio florestal ainda no primeiro ano de desenvolvimento. Os atributos do solo que melhor se correlacionaram com a erosão foram a textura e o índice de estabilidade dos agregados. Constatou-se que o tempo utilizado nos cultivos e pousios pode dificultar a manutenção dos recursos naturais nesses locais, comprometendo a estabilização dessas encostas e sua vegetação.

Dejeto líquido bovino em plantio direto: perda de carbono e nitrogênio por escoamento superficial

A utilização de dejetos de animais na produção agrícola é uma alternativa de disposição do resíduo gerado na atividade pecuária, porém se aplicado inadequadamente pode causar problemas ambientais. Nesse sentido, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar as concentrações e perdas de C e N por escoamento superficial em quatro doses de dejeto líquido bovino (0, 60, 120, 180 m³ ha-1 ano-1) aplicado em Latossolo franco-argiloarenoso com 13 % de declividade, manejado em plantio direto com soja, aveia-preta, milho e trigo, em sistema de rotação. O escoamento superficial foi coletado durante dois anos e sete meses em galões de 60 L após cada chuva, com geração de escoamento em pelo menos uma parcela. Os nutrientes solúveis foram determinados em amostra filtrada por uma membrana de éster de 0,45 µm e os nutrientes totais, em amostras não filtradas. A aplicação de dejeto líquido bovino reduziu as perdas de C orgânico e N por escoamento superficial, com consequências positivas para a qualidade da água em corpos hídricos a jusante. Porém, doses crescentes de dejeto tendem a aumentar a concentração dos referidos elementos e, por conseguinte, diminuir a qualidade da água. As concentrações médias ponderadas de nitrato estiveram abaixo do limite permitido pela legislação brasileira, porém as de amônio ficaram acima do máximo permitido, indicando a necessidade de práticas de controle e retenção do escoamento superficial, a fim de evitar a entrada do nitrato nos corpos d'água, mesmo em áreas sob plantio direto. Cabe ressaltar que esses dados foram obtidos em condição de baixo potencial poluidor, ou seja, relevo com 13 % de declividade, baixa precipitação e intervalo mínimo de dez dias entre a aplicação do dejeto e a ocorrência de chuva, com formação de escoamento superficial. Além disso, há a necessidade de estudos futuros para avaliar a lixiviação de nitrato.

Demyelination of superficial white matter in early Alzheimer's disease: a magnetization transfer imaging study.

Assuming selective vulnerability of short association U-fibers in early Alzheimer's disease (AD), we quantified demyelination of the surface white matter (dSWM) with magnetization transfer ratio (MTR) in 15 patients (Clinical Dementia Rating Scale [CDR] 0.5-1; Functional Assessment Staging [FAST]: 3-4) compared with 15 controls. MTRs were computed for 39 areas in each hemisphere. We found a bilateral MTR decrease in the temporal, cingulate, parietal, and prefrontal areas. With linear discriminant analysis, we successfully classified all the participants with 3 variates including the cuneus, parahippocampal, and superior temporal regions of the left hemisphere. The pattern of dSWM changed with the age of AD onset. In early onset patients, we found bilateral posterior demyelination spreading to the temporal areas in the left hemisphere. The late onset patients showed a distributed bilateral pattern with the temporal and cingulate areas strongly affected. A correlation with Mini Mental State Examination (MMSE), Lexis, and memory tests revealed the dSWM impact on cognition. A specific landscape of dSWM in early AD shows the potential of MTR imaging as an in vivo biomarker superior to currently used techniques.

Light induced defects in thermal annealed hydrogenated amorphous silicon

The metastable defects of a-Si:H samples annealed at temperatures in the 300-550°C range have been studied by photothermal deflection spectroscopy (PDS). The light-soaked samples show an increase in optical absorption in the 0.8 to 1.5 eV range. The metastable defect density decreases when the annealing temperature increases, while the defect density increases. This decrease in the metastable defect density shows an almost linear correlation with the decrease in the hydrogen content of the samples, determined by IR transmission spectroscopy and thermal desorption spectroscopy.

Crystal defects and spin tunneling in single crystals of Mn12 clusters

The question addressed in this paper is that of the influence of the density of dislocations on the spin tunneling in Mn12 clusters. We have determined the variation in the mosaicity of fresh and thermally treated single crystals of Mn12 by analyzing the widening of low angle x-ray diffraction peaks. It has also been well established from both isothermal magnetization and relaxation experiments that there is a broad distribution of tunneling rates which is shifted to higher rates when the density of dislocations increases.