Caracterização de vertissolos da ilha de Fernando de Noronha, Pernambuco

O Arquipélago de Fernando de Noronha (FN) possui solos pouco desenvolvidos das classes dos Cambissolos, Vertissolos e Neossolos, com características peculiares relacionadas ao material de origem vulcânico, clima tropical com franco domínio oceânico e relevo ondulado a forte ondulado. Os Vertissolos de FN são formados a partir de rochas básicas, tufos vulcânicos e sedimentos aluvionares e estão associados às superfícies rebaixadas com drenagem impedida do planalto central ou da baixada litorânea. Tendo em vista a necessidade de preservação ambiental, uso agrícola ou geotécnico e características peculiares desse ambiente insular, os Vertissolos de FN precisam de melhor entendimento de seus atributos. O objetivo deste trabalho foi, portanto, caracterizar morfológica, física, química e mineralogicamente Vertissolos de ocorrência comum na ilha de Fernando de Noronha. Três perfis de Vertissolos derivados de diferentes materiais de origem, classes de drenagem e níveis de salinidade e sodicidade foram descritos e coletados para realização das análises de caracterização. Os solos estudados foram: Vertissolo Háplico órtico solódico (P01), Vertissolo Háplico sálico gleissólico (P02) e Vertissolo Háplico sódico gleissólico (P03). Os Vertissolos de FN apresentam feições típicas da ordem, como a textura argilosa a muito argilosa, as superfícies de fricção (slickensides) e o fendilhamento horizontal e vertical quando secos. Esses solos são imperfeitamente a maldrenados e sofrem alagamento temporário no período de maior concentração das chuvas. Apresentam elevados valores de soma e saturação por bases, além de teores altos a muito altos de P extraível, de distribuição irregular entre perfis e com dominância de formas inorgânicas. Não obstante, esses apresentam problemas de acumulação de sais, o que restringe a utilização agrícola ou geotécnica deles. Os principais minerais da fração argila dos solos são do grupo das esmectitas, seguidos por caulinitas e, ou, haloisitas. A fração silte é constituída por hematita, goethita, magnetita/maghemita, ilmenita, mica e feldspato e por minerais pouco comuns em solos brasileiros como crandalita e holandita.

Influence of hydrodynamic interactions on the adsoption process of large particles

We have studied the adsorption process of non-Brownian particles on a line. Our work differs from previously proposed models in that we have incorporated hydrodynamic interactions between the incoming particles and the preadsorbed particles as well as the surface. We then numerically analyze the effect of these interactions on quantities related to the adsorption process. Comparing our model to the ballistic deposition model (BM) shows a significant discrepancy in the pair correlation function. These results can explain some differences between recent experiments and BM predictions. Finally, the limitations of the applicability of BM are addressed.

Adsorption kinetics in the presence of external fields

In this article we present a detailed analysis of the kinetics of a class of sequential adsorption models that take into account the effect of externally applied fields (as an electric field, or a shear rate) on the adsorption. The excluded volume interactions related to the finite size of the adsorbing particles are modified by the external fields. As a result, new adsorption mechanisms appear with respect to the ones used to describe the kinetics in a quiescent fluid. In particular, if the adsorbing particles are allowed to roll over preadsorbed ones, adsorption becomes non local even in the simplest geometry. An exact analytic theory cannot be developed, but we introduce a self-consistent theory that turns out to agree with the simulation results over all the range of the parameters.

Adsorption kinetics in the presence of external fields

In this article we present a detailed analysis of the kinetics of a class of sequential adsorption models that take into account the effect of externally applied fields (as an electric field, or a shear rate) on the adsorption. The excluded volume interactions related to the finite size of the adsorbing particles are modified by the external fields. As a result, new adsorption mechanisms appear with respect to the ones used to describe the kinetics in a quiescent fluid. In particular, if the adsorbing particles are allowed to roll over preadsorbed ones, adsorption becomes non local even in the simplest geometry. An exact analytic theory cannot be developed, but we introduce a self-consistent theory that turns out to agree with the simulation results over all the range of the parameters.

FERRAMENTAS MATEMÁTICAS, SUSCETIBILIDADE MAGNÉTICA E MODELOS DE PAISAGEM APLICADOS NA DELIMITAÇÃO DE ÁREAS DE MANEJO ESPECÍFICO

A identificação de padrões de variabilidade dos atributos do solo permite o uso e a ocupação do solo de maneira sustentável. O objetivo deste trabalho foi delimitar áreas de manejo específico utilizando ferramentas matemáticas, suscetibilidade magnética e modelos de paisagem. A área de estudo localiza-se no município de Guariba, SP. Escolheu-se uma área de 110 ha, onde foram identificadas e mapeadas três superfícies geomórficas (I, II e III). Na área, foram coletadas 204 amostras de solo em uma transeção, nas profundidades de 0,00-0,20 e 0,60-0,80 m. Foram determinados o pH em CaCl2, os teores de areia, argila, matéria orgânica, P, Ca, Mg, K, H+Al, e calculados SB, CTC e V. A suscetibilidade magnética (SM) foi medida com o auxílio de uma balança analítica. Os limites matemáticos da técnica Split Moving Windows Dissimilarity Analysis (SMWDA) utilizando as informações da suscetibilidade magnética ficaram próximos aos limites de campo identificados com base nos modelos de paisagem. A utilização conjunta da suscetibilidade magnética, dos modelos matemáticos e de paisagem permitiu identificar diferentes áreas de manejo, locais com diferentes teores de argila e níveis de fertilidade do solo. A susceptibilidade magnética pode ser adotada como alternativa para identificar e mapear unidades de manejo.

PROPRIEDADES MECÂNICAS E PERMEABILIDADE AO AR EM TOPOSSEQUÊNCIA ARGISSOLO-GLEISSOLO: VARIAÇÃO NO PERFIL E EFEITO DE COMPRESSÃO

Uma topossequência apresenta solos com características estruturais e morfológicas distintas que podem alterar a susceptibilidade à deformação estrutural em curtas distâncias espaciais. Os objetivos deste estudo foram avaliar a capacidade de suporte de carga e a suscetibilidade à compactação e mensurar o efeito que cargas acima e abaixo da pressão de preconsolidação causam na permeabilidade ao ar de solos numa topossequência da Depressão Central do Rio Grande do Sul, Brasil. Amostras indeformadas foram coletadas nos horizontes de três perfis de Argissolos (Ap, A1, AB, BA, Bt1 e Bt2; Ap, A1, A2, AB, BA, Bt1 e Bt2; e Ap, A1, BA, Bt1 e Bt2) e dois de Gleissolos (A1, A2, Bg; A, Bg e Cg), no longo de uma topossequência. Essas amostras foram submetidas ao teste de compressão uniaxial, sendo avaliada a permeabilidade ao ar antes e após compressão. Na condição de capacidade de campo, os Gleissolos apresentaram menor suscetibilidade à compactação e maior capacidade de suporte de carga que os Argissolos. O teor de argila esteve diretamente correlacionado com a capacidade de suporte de carga. Portanto, foi inversamente proporcional à suscetibilidade à compactação, exceto em condições de elevada umidade do solo quando a água lubrificou as superfícies aumentando a susceptibilidade à compactação de quaisquer solos. Até 25 kPa de carga ao solo não resultou degradação física do solo, mas quando foram aplicadas cargas de 200 kPa, mesmo na condição de capacidade de campo, houve redução significativa do volume de macroporos e porosidade total em níveis inferiores ao limite crítico (0,10 m3 m-3).

Understanding and modulating the competitive surface-adsorption of proteins through coarse-grained molecular dynamics simulations

It is now well accepted that cellular responses to materials in a biological medium reflect greatly the adsorbed biomolecular layer, rather than the material itself. Here, we study by molecular dynamics simulations the competitive protein adsorption on a surface (Vroman effect), i.e. the non-monotonic behavior of the amount of protein adsorbed on a surface in contact with plasma as functions of contact time and plasma concentration. We find a complex behavior, with regimes during which small and large proteins are not necessarily competing between them, but are both competing with others in solution ("cooperative" adsorption). We show how the Vroman effect can be understood, controlled and inverted.

Competing tunneling and capacitive paths in Co-ZrO2 granular thin films

The ac electrical response is studied in thin films composed of well-defined nanometric Co particles embedded in an insulating ZrO2 matrix which tends to coat them, preventing the formation of aggregates. In the dielectric regime, ac transport originates from the competition between interparticle capacitive Cp and tunneling Rt channels, the latter being thermally assisted. This competition yields an absorption phenomenon at a characteristic frequency 1/(RtCp), which is observed in the range 1010 000 Hz. In this way, the effective ac properties mimic the universal response of disordered dielectric materials. Temperature and frequency determine the complexity and nature of the ac electrical paths, which have been successfully modeled by an Rt-Cp network.

"Bottleneck effect" in two-Dimensional microfluidics

An anomalously long transient is needed to achieve a steady pressurization of a fluid when forced to flow through micronarrowed channels under constant mechanical driving. This phenomenon, known as the "bottleneck effect" is here revisited from a different perspective, by using confined displacements of interfacial fluids. Compared to standard microfluidics, such effect admits in this case a neat quantitative characterization, which reveals intrinsic material characteristics of flowing monolayers and permits to envisage strategies for their controlled micromanipulation.

Nonequilibrium orientational patterns in two-component Langmuir monolayers

A model of a phase-separating two-component Langmuir monolayer in the presence of a photoinduced reaction interconverting two components is formulated. An interplay between phase separation, orientational ordering, and reaction is found to lead to a variety of nonequilibrium self-organized patterns, both stationary and traveling. Examples of the patterns, observed in numerical simulations, include flowing droplets, traveling stripes, wave sources, and vortex defects.

Self-organizing propagation patterns from dynamic self-assembly in monolayers

Propagation of localized orientational waves, as imaged by Brewster angle microscopy, is induced by low intensity linearly polarized light inside axisymmetric smectic-C confined domains in a photosensitive molecular thin film at the air/water interface (Langmuir monolayer). Results from numerical simulations of a model that couples photoreorientational effects and long-range elastic forces are presented. Differences are stressed between our scenario and the paradigmatic wave phenomena in excitable chemical media.