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.

Comparação entre dois penetrômetros na avaliação da resistência mecânica do solo à penetração

O penetrômetro é o instrumento usualmente indicado para avaliação da resistência mecânica do solo à penetração (RMP). O objetivo deste trabalho foi comparar o desempenho de dois penetrômetros: um eletrônico e outro de impacto, na avaliação da RMP. O trabalho foi realizado na Fazenda Experimental Chã-de-Jardim, Centro de Ciências Agrárias, da Universidade Federal da Paraíba (CCA/UFPB), Areia-PB, em área de Latossolo Amarelo de dimensão 35 × 35 m. Os penetrômetros utilizados foram: um de impacto, modelo IAA/Planalsucar-Stolf, e um digital, Falker, modelo PenetroLOG - PLG 1020, com aptidão eletrônica para aquisição de dados em quatro profundidades. Dentro da área, 40 pontos foram amostrados, seguindo duas direções: Norte, para o penetrômetro eletrônico, e Sul, para o de impacto, com os pontos de coleta de cada penetrômetro espaçados em 0,1 m. Os dados foram analisados segundo o modelo de análise de variância de um experimento em delineamento inteiramente casualizado. Os penetrômetros de impacto e Falker apresentaram médias de 1,75 MPa, sendo, portanto, semelhantes na avaliação da RMP em todas as profundidades analisadas, sugerindo que ambos modelos testados podem ser utilizados para solos com características texturais semelhantes as do solo deste estudo.

Tratamento de solos com cimento para obtenção de melhores características mecânicas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – perfil construção

Caraterização geotécnica na análise da estabilidade de taludes naturais - o caso de São Martinho do Porto

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Geológica (Geotecnia)

Método do Perfil Cultural para avaliação do estado físico de solos em condições tropicais

Uma nova abordagem para adoção do método do Perfil Cultural em condições de solos tropicais é aqui tratada. Analisou-se a evolução desse método desde seu início na França, na década de 1960, até a proposta de sua utilização no estudo de manejo de solos tropicais. Tal método mostra-se eficiente no diagnóstico qualitativo do estado físico dos solos no campo, na orientação de amostragem de solos, no estudo dos efeitos da antropização, na visualização das interações físicas, químicas e biológicas dos solos, nos estudos de mecânica do solo no campo e no estudo da organização estrutural de solos agrícolas, além de auxiliar na análise do sistema radicular.

Resistência mecânica à penetração de um Planossolo submetido a diferentes sistemas de cultivo

O conhecimento das características e propriedades dos solos de várzea do RS, utilizados atualmente com a cultura do arroz irrigado, torna-se essencial para a adoção de práticas que envolvam irrigação, drenagem, correção da acidez e da fertilidade, principalmente quando se deseja obter altos níveis de produtividade, com menor custo e com menores possibilidades de degradação destes solos e do ambiente onde estão situados. Dentro deste panorama, avaliou-se a compactação de um Planossolo cultivado sob diferentes sistemas de manejo, através da resistência mecânica do solo à penetração. Camadas compactadas foram identificadas, de forma mais acentuada, na profundidade intermediária (0,10-0,20 m) nos sistemas com maior utilização da mecanização agrícola (T2 - sistema de cultivo contínuo de arroz e T3 - sistema de cultivo de arroz x rotação de culturas). Observou-se que, em todos os sistemas, houve aumento dos valores de resistência mecânica do solo à penetração em relação à testemunha (T6 - solo mantido sem cultivo), principalmente na camada intermediária (0,10-0,20 m), quando o solo foi submetido ao sistema de cultivo contínuo de arroz (T2). Os tratamentos T3 (sistema de cultivo de arroz x rotação de culturas) e T5 (sucessão de culturas: soja (sistema convencional) x arroz (sistema de semeadura direta)) apresentaram os valores mais altos de resistência à penetração, provavelmente em decorrência da baixa umidade e dos efeitos do cultivo e da utilização de máquinas responsáveis pela deformação da estrutura do solo.

Resistência ao cisalhamento e grau de intemperismo de cinco solos na região de Lavras (MG)

Atualmente os parâmetros da resistência ao cisalhamento dos solos podem ser uma ferramenta muito útil na estabilização de taludes e recuperação de voçorocas, bem como na adoção de práticas mecânicas de conservação para os solos agrícolas. Com o objetivo de avaliar a resistência ao cisalhamento de cinco solos da região de Lavras (MG) e sua relação com o grau de intemperismo, realizou-se um experimento, utilizando uma prensa de cisalhamento direto, a qual permite ensaiar amostras indeformadas de solos. Essas amostras foram coletadas na profundidade de 0-0,03 m e submetidas ao ensaio de cisalhamento, para a definição das envoltórias de resistência e obtenção da coesão aparente (C) e o ângulo de atrito interno (φ). Observou-se que C, de forma geral, foi maior para solos que apresentaram maior densidade, umidade a -0,01 MPa e maior teor de areia. Os valores de (φ) foram maiores nos solos com maiores teores de argila. O Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico (LVAd) e o Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico típico (PVAd), com densidades do solo, teores de areia e umidade a -0,01MPa maiores, apresentaram maiores resistências ao cisalhamento em relação ao Latossolo Vermelho distrófico (LVd), Cambissolo Háplico Tb distrófico (CXbd) e Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), que apresentaram maiores teores de argila e matéria orgânica. Para a classe dos Latossolos, a resistência ao cisalhamento foi maior onde os índices Ki e Kr foram mais elevados, graças à estrutura em blocos apresentada pelo LVAd, que condicionou maior resistência ao cisalhamento. Do ponto de vista da resistência ao cisalhamento, os solos LVAd e PVAd mostraram-se mais resistentes a voçorocamento e ao preparo do solo.

Eficiência da escarificação mecânica e biológica na melhoria dos atributos físicos de um latossolo muito argiloso e no incremento do rendimento de soja

A compactação é uma das principais causas de decréscimo da produtividade dos solos agrícolas. A escarificação mecânica tem sido sugerida para reduzir a compactação do solo em áreas sob sistema de semeadura direta consolidada. Outra opção para aliviar a compactação é o uso de plantas de cobertura com sistema radicular pivotante e bem desenvolvido, como o nabo-forrageiro, com capacidade de crescer em camadas compactadas, formar bioporos estáveis e melhorar os atributos físicos do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do método mecânico (escarificador) e do método biológico (nabo-forrageiro) de descompactação do solo, ou de ambos associados, em promover a melhoria dos atributos físicos de um Latossolo de textura muito argilosa e o rendimento de grãos da cultura da soja manejada sob semeadura direta. Os tratamentos utilizados foram: aveia-preta em semeadura direta (SD-Av), consórcio de nabo-forrageiro e aveia-preta em semeadura direta (SD-Nb+Av), aveia-preta em solo escarificado (ESC-Av) e consórcio de nabo-forrageiro e aveia-preta em solo escarificado (ESC-Nb+Av). Foram avaliadas a densidade, macroporosidade, microporosidade e porosidade total do solo nas camadas 0-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,15; e 0,15-0,20 m, resistência do solo à penetração, umidade gravimétrica e infiltração de água no solo, no momento do pleno florescimento da soja. Além disso, foram determinadas a produção de matéria seca das plantas de cobertura de solo de inverno e o rendimento de soja no verão. Os tratamentos não afetaram significativamente a densidade do solo em nenhuma das camadas avaliadas, no entanto os tratamentos SD-Nb+Av e ESC-Nb+Av duplicaram os valores de macroporosidade do solo na média da camada 0-0,20 m, com efeitos mais pronunciados nas camadas mais superficiais do solo. Os tratamentos SD-Nb+Av e ESC-Nb+Av reduziram a resistência do solo à penetração em relação ao tratamento SD-Av, enquanto o tratamento ESC-Av teve comportamento intermediário. Os tratamentos SD-Nb+Av e ESC-Nb+Av aumentaram, em média, 46,6 % a lâmina de água infiltrada em relação aos tratamentos SD-Av e ESC-Av. O maior rendimento de grãos de soja foi observado no tratamento ESC-Nb+Av (3,73 Mg ha-1), que não diferiu significativamente do SD-Nb+Av (3,49 Mg ha-1). A escarificação mecânica do solo teve efeito temporário, e não foram constatadas melhores condições físicas do solo após nove meses, com exceção do aumento da porosidade total e macroporosidade do solo na camada 0-0,05 m. Por outro lado, a escarificação biológica aumentou a macroporosidade do solo, diminuiu sua resistência à penetração e melhorou a infiltração de água. A escarificação mecânica foi uma alternativa eficiente em melhorar as condições físicas do Latossolo textura muito argilosa quando associada à escarificação biológica, que preveniu a reconsolidação do solo.

Estimativa da resistência mecânica à penetração de um latossolo vermelho sob cultura perene no norte do estado do Paraná

Uma das propriedades físicas importantes para o manejo e estudo da qualidade física dos solos é sua resistência à penetração, uma vez que esta propriedade se apresenta relacionada a diversos atributos do solo indicadores do grau de compactação. O objetivo deste trabalho foi estimar a resistência mecânica do solo à penetração de um Latossolo Vermelho eutroférrico sob cultura perene, em três condições de umidade gravimétrica, a partir da densidade, umidade, teor de argila (Arg) e matéria orgânica do solo. A resistência mecânica do solo à penetração foi avaliada mediante o uso do penetrômetro de impacto, e os dados obtidos em impactos dm-1 foram convertidos em resistência dinâmica (MPa). No momento da determinação da resistência mecânica do solo, foram coletadas 30 amostras por profundidade: 0-0,10; 0,1-0,3; 0,3-0,5 m, para determinação de três diferentes teores de umidade gravimétrica (Ug) (Ug1 < 0,20 kg kg-1 , 0,20 < Ug2 < 0,30 kg kg-1 e Ug3 > 0,30 kg kg-1 ), composição granulométrica, teor de matéria orgânica (MO) e densidade do solo (Ds). Foram aplicados testes de distribuição normal para seleção das variáveis participantes dos modelos, por meio do teste W. Em seguida, foram realizadas análises de correlação simples entre as variáveis e análise de regressão múltipla por Stepwise. Para obtenção dos modelos, realizou-se uma análise com quatro variáveis independentes, representadas por: X1 = Ug, X2 = Ds, X3 = MO, X4 = Arg, e a variável dependente (Y), caracterizada pela resistência do solo à penetração (RP). Após obtenção dos modelos finais, testaram-se os efeitos de multicolinearidade por meio do VIF (Fator de Incremento de Variância), sendo os valores de VIF menores que 10 indicativos de que o efeito da multicolineridade não influencia os resultados da regressão. Foi utilizado o nível de significância do valor F da variável de 15 % de probabilidade para a inclusão e exclusão de variáveis no modelo. Os resultados permitiram concluir que as equações que melhor estimaram a resistência do solo à penetração foram: para Ug < 0,20 kg kg-1 : RPE = 1,12 + 2,04Ds + 0,17MO (R² = 0,92); para (0,20 < Ug < 0,30 kg kg-1): RPE = 2,93 - 17,85Ug + 2,98Ds (R² = 0,95); para Ug > 0,30 kg kg-1: RPE = 3,20 - 13,78Ug + 4,43Ds (R² = 0,97). Em todas as situações estudadas, os coeficientes de variação variaram de altos (situação UG1) a muito altos (situação UG2 e Ug3), caracterizando alta variabilidade espacial da RP; logo, a utilização dos modelos selecionados deve ser feita com cautela, pois ocorre importante dispersão de pontos estimados por meio dos modelos, em relação aos valores medidos.

Adição de areia para dispersão de solos na análise granulométrica

A acurácia da análise granulométrica depende da obtenção de suspensões de solo completamente dispersas e estáveis para possibilitar a separação das suas frações granulométricas. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficácia da adição de quantidades e tamanhos de grãos de areia na fase de dispersão da análise granulométrica de solos, visando à maior acurácia na obtenção dos resultados da análise granulométrica. Os solos utilizados foram: Latossolo Vermelho eutroférrico (LVef), LatossoloVermelho acriférrico (LVwf), Latossolo Vermelho eutrófico (LVe), Argissolo Vermelho-Amarelo eutrófico (PVAe) e Nitossolo Vermelho eutroférrico (NVef). A dispersão das amostras dos solos foi realizada por meio da adição de hidróxido de sódio e agitação rotativa (60 rpm) por 16 h. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado, com esquema fatorial 6 x 2, com três repetições. Os tratamentos foram constituídos por seis quantidades (0, 5, 10, 15, 20 e 25 g) e dois diâmetros (2,0-1,0 e 1,0-0,5 mm) de areia, adicionados na fase de dispersão da análise granulométrica dos solos. De acordo com as equações ajustadas, a adição de areia com diâmetro entre 1,0 e 0,5 mm nas quantidades de 21,4 g para LVef, 19,6 g para LVwf e 25,8 g para NVef proporciona, respectivamente para esses solos, aumentos de 50, 38 e 14,5 % nos teores de argila. No LVe e no PVAe não se justifica a adição de areia na análise granulométrica, pois esses solos não apresentaram problemas de dispersão. Os resultados demonstram que a adição de 25 g de areia, com diâmetro entre 1,0 e 0,5 mm, na fase de dispersão da análise granulométrica de solos argilosos com altos teores de óxidos de Fe e com dificuldades de dispersão, é eficiente para promover efetiva dispersão das partículas primárias do solo.

Persistência do efeito de intervenções mecânicas para a descompactação de solos sob plantio direto

A compactação tornou-se uma das principais causas de degradação do solo em áreas agrícolas, estando diretamente relacionada ao sistema de manejo do solo adotado e, muitas vezes, demandando práticas de descompactação para mitigar esse problema. Este trabalho objetivou avaliar a duração do efeito de intervenções mecânicas, como a aração e escarificação do solo associadas à ação de semeadora de plantio direto equipada com mecanismos rompedores de solo tipo discos e discos + facão, como práticas mitigadoras da compactação de um solo manejado sob o Sistema Plantio Direto (SPD), por meio da avaliação de atributos físicos do solo e do esforço de tração. O estudo foi realizado no município de Coxilha, na região Norte do Rio Grande do Sul, localizado nas coordenadas geográficas de 28°10'18,7" S e 52°22'39,89" O, sobre um Latossolo Vermelho, em experimento instalado no ano de 2001 em área com histórico de oito anos sob SPD. Nessa área foram realizadas intervenções mecânicas anuais, mediante a aração e escarificação do solo, anteriores à implantação da cultura de verão. Os tratamentos de manejo do solo constituíram- se da testemunha, com manutenção ininterrupta do SPD por 16 anos e por seis períodos de tempo de condução desse sistema (7,5; 6,5; 5,5; 4,5; 3,5; e 2,5 anos) após a escarificação ou aração, aplicados nas parcelas principais. Nas subparcelas foram aplicados dois tratamentos de dispositivo de aplicação do adubo no sulco de semeadura (discos duplos defasados e facão + discos). O delineamento experimental adotado foi de blocos completos casualizados com parcelas subdivididas e três repetições. Os resultados indicaram a existência de compactação na camada subsuperficial do solo, situada entre 7 e 15 cm, evidenciada por aumentos na densidade e redução na porosidade total e macroporosidade do solo em todos os tratamentos avaliados. Observou-se que a intervenção mecânica apresenta potencial efêmero para mitigar a compactação e melhorar a estrutura do solo, com duração de até dois anos e meio dos atributos porosidade total e macroporosidade após a escarificação, e a densidade do solo depois da aração. Nos demais atributos avaliados, tais benefícios deixaram de ser perceptíveis em período inferior a dois anos e meio após a intervenção mecânica, o que não provocou alterações na força exercida na barra de tração do trator agrícola, comparativamente à testemunha. Contudo, o mecanismo facão + discos de rompimento do solo na semeadora foi efetivo em alterar os atributos avaliados, aumentando a macroporosidade, diminuindo a microporosidade, a densidade do solo e o esforço de tração e auxiliando, assim, na mitigação da compactação do solo.

Proyecto de estabilización de taludes y protección contra desprendimientos en la Ladera del Parral de la localidad de Benaocaz, provincia de Cádiz

A finals de gener de l'any 2009, després d'un període excepcional de pluges, part d'una de les vessants rocoses situades al paratge “Laderas del Parral” col·lapsa, patint un despreniment de considerables dimensions que afecta un dels dipòsits d’aigua potable situat als peus d’aquesta, així com una torre d’electrificació i una antena de telefonia mòbil, deixant part del material generat a pocs metres d’unes quantes cases situades en l'àrea. S’ha dimensionat un sistema flexible d'estabilització dissenyat per assegurar la zona i el tanc contra més despreniments de roques que podrien succeir.

Influência do tratamento térmico do resíduo sólido industrial (Grits) na resistência mecânica de um latossolo para pavimentos de estradas florestais

Em estudos que envolvem o tratamento de solos com aditivos químicos com fins rodoviários, merecem especial importância aquelas pesquisas orientadas no sentido de descobrir novos meios de torná-los mais econômicos e, ao mesmo tempo, mais resistentes. No presente trabalho, o resíduo sólido industrial Grits, oriundo do processo de fabricação de papel e celulose, foi aplicado a um latossolo denominado ETA, característico da microrregião de Viçosa, Minas Gerais, Brasil, com o intuito de melhorar suas características mecânicas para sua aplicação em pavimentos de estradas florestais. O Grits, após receber tratamento térmico a 200, 300, 400, 500 e 600 ºC, em mufla, foi misturado no teor de 10%, em peso, ao solo anteriormente citado. Parâmetros geotécnicos, característicos dos ensaios de compactação e resistência à compressão simples, foram utilizados para avaliar o efeito do tratamento térmico nas misturas solo+10% Grits. Os resultados indicaram que o Grits tem potencial para estabilização de solos de pavimentos de estradas florestais, sendo o melhor resultado alcançado para o Grits tratado a 600 ºC, pois houve ganhos de resistência mecânica.

Classificação tecnológica de solos e resíduos industriais, com e sem tratamento térmico, para fins rodoviários

Estudou-se o comportamento mecânico das misturas solo-alcatrão, solo-cal-alcatrão e solo-cimento-alcatrão, com base nos ensaios de limites de liquidez e plasticidade, CBR, compressão simples e permeabilidade, visando a aplicabilidade destas em rodovias. Trabalhou-se com três amostras de solos (ETA, NV e VS), representativos das ocorrências da microrregião de Viçosa-MG. Foram empregados alcatrão, nos quantitativos de 0,25, 0,5, 1, 2, 4 e 6%, cal hidratada e cimento Portland, em conjunto com o alcatrão, na dosagem de 2%, considerando-se a energia do ensaio de compactação AASHTO Normal. A adição de alcatrão reduziu significativamente os valores de LL dos solos, mas com pouca variação nos valores de IP. Conclui-se que o alcatrão contribuiu para melhorar as características mecânicas e hidráulicas dos solos, para alguns tratamentos, não atingindo, entretanto, os padrões de resistência mecânica exigida pelo DNER para camadas de sub-base de pavimentos flexíveis. Quanto às misturas solo-cal-alcatrão e solo-cimento-alcatrão, constatou-se melhoria substancial nos parâmetros de resistência mecânica em relação aos solos, principalmente devido à ação cimentante da cal e do cimento, e que para alguns tratamentos esta ação foi potencializada pelo alcatrão, incidindo em resistência mecânica superior à das misturas solo-cal e solo-cimento. O alcatrão, em alguns tratamentos, ocasionou decréscimos na permeabilidade das misturas, com relação ao solo, de até dez vezes. O alcatrão mostrou ser um estabilizante de interesse para fins rodoviários apenas para determinadas condições, envolvendo tipo de solo e tipo e teor de alcatrão, o que indica que estudos nesta direção devem apresentar uma característica regional.

Estabilização química do subleito de estradas: influência do tempo decorrido entre a mistura e a compactação na resistência mecânica de misturas solo-RBI Grade 81

Este artigo aborda o estudo da influência do tempo decorrido entre mistura e compactação na resistência mecânica de três solos da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, Brasil, quando estabilizados com 4% de RBI Grade 81, em relação ao peso de solo seco. Um solo residual maduro (solo 1) e dois solos residuais jovens (solos 2 e 3) de gnáisse foram utilizados no presente estudo. O programa de ensaios de laboratório englobou: (i) tempos decorridos entre mistura e compactação: 0, 4, 8 e 24 horas; (ii) energia de compactação: Proctor Modificado; (iii) período de cura das misturas: 7 dias; e (iv) determinação da resistência mecânica: média de três determinações da resistência à compressão não-confinada. Os resultados desta pesquisa indicam que: (i) o tempo decorrido entre mistura e compactação dos corpos-de-prova influenciou significativamente o parâmetro resistência à compressão não confinada das misturas; (ii) 4 horas foi o tempo ótimo entre mistura e compactação para as misturas dos solos 1 e 2 com RBI Grade 81; e (iii) no solo 3, foi observado um melhor resultado para a compactação imediatamente após a mistura.