Orientador: Luiz Malcolm Mano de Mello / Resumo: O emprego de técnicas racionais de preparo do solo vem se tornando fundamentais para garantir a máxima exploração do potencial produtivo das culturas agrícolas e reduzir os problemas de degradação dos solos. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar, para as culturas de soja e do milho, qual sistema de preparo do solo proporciona melhor condição para a descompactação do solo e retomada do plantio direto em área anteriormente conduzida sob este sistema. O experimento foi realizado nos anos de 2014, 2015 e 2016. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com quatro repetições e quatro tratamentos na safra 2014/2015 e passou a ter oito tratamentos a partir da safra outono/inverno de 2015 constituídos por: Plantio direto contínuo (PDC); Preparo convencional com arado de aiveca (AA); Preparo convencional com grade pesada implantado na safra verão 2014/2015 (GrPa); Preparo convencional com grade pesada implantado na safra outono/inverno de 2015 (GrPb); Cultivo mínimo com escarificação do solo (CM); Plantio direto sobre gradagem da safra verão 2014/15 (PD-GrP); Plantio direto sobre aração (PD-AA); Plantio direto sobre escarificação (PD-ESC). Os efeitos dos tratamentos foram avaliados a partir dos atributos: macroporosidade, microporosidade, porosidade total, densidade do solo, parâmetros de desenvolvimento e produtividade das culturas da soja e do milho. As condições físicas do solo encontradas no plantio direto contínuo (PDC) restringiram a produtividade da cultura do mi... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Fabrication of scaffold is the key for bone tissue engineering, which is commonly regarded as the most potential route for repairing bone defects. Previously, porous ceramic scaffolds were fabricated through a variety of traditional methods, like moulding and casting, but most of them cannot produce customised tissue-engineered scaffolds. Therefore, 3D printing methods are gaining more attention and are currently being explored and developed to make scaffolds with acceptable biocompatibility. With the considerable development of bone tissue engineering, the bioactivity of scaffolds is becoming increasingly demanded, which leads to new methods and techniques to produce highly biomimetic bone scaffolds. In this study, a new fabrication process to optimise the structures of scaffolds was developed, and intensive researches were performed on the porous scaffolds to confirm their advantages in biological performance. Specifically, by combination of motor assisted extrusion deposition and gas-foaming (graphite as the porogen) technique, hierarchically porous scaffolds with improved microstructures, i.e. multi-scaled pores from nanometre to millimetre (nm-μm-mm), was successfully developed. In this thesis, the optimal content of porogen for scaffolds was studied in terms of compressive strength and in-rod porosities. The most concerned physicochemical properties of scaffolds were carefully examined and the results revealed that such scaffolds exhibit excellent physicochemical properties owing to hierarchically porous structures. Due to additional in-rod micropores and increased specific surface area, along with better hydrophilicity, hierarchically porous scaffolds exerted complete superiority in biological activity, including promoting cellular proliferation of osteoblasts, adhesion and spreading status, as well as the ability to induce cellular differentiation.

A lixiviação de resíduos industriais e de mineração usualmente resultam em águas residuárias com pH extremamente ácido. Estes contaminantes podem migrar para o solo ou percolar através de barreiras de fundo em aterros de resíduos sólidos, perturbando a estrutura do solo e modificando a sua condutividade hidráulica. A adição de cimento Portland a este tipo de barreira pode ser uma opção para a neutralização do pH, buscando reduzir os impactos da lixiviação ácida nas águas subterrâneas. Embora muitos estudos abordem o comportamento de barreiras compactadas quando submetidas à ação dos mais diversos tipos de contaminantes, poucos tem explorado os aspectos microestruturais dos materiais componentes das barreiras e suas modificações ao longo do processo de percolação do contaminante. Neste contexto, este trabalho propôs a avaliação do comportamento microestrutural e macroestrutural de um solo argiloso residual compactado, com e sem a adição de cimento Portland (0, 1 e 2%), para fins de aplicação em barreiras impermeáveis sumetidas à ação de lixiviados ácidos. Os resultados motraram uma notável redução da condutividade hidráulica com a percolação de uma solução a 2% de ácido sulfúrico, a qual foi acompanhada pela ocorrência de recalques e redução do pH. Com relação à análise do tamanho e distribuição dos poros, pôde-se concluir que tanto a adição de cimento como a variação do peso específico de compactação, aliadas à ocorrência de recalques, contribuíram para a redução dos microporos e a consequente redução da condutividade hidráulica. Com relação às modificações químicas e mineralógicas, o ataque ácido promoveu principalmente a solubilização de Fe2O3 nas camadas superiores das amostras ensaiadas, porém não causou alterações significativas na estrutura dos argilominerais. Pode-se inferir que o peso específico de compactação não influenciou os resultados e que a adição de cimento contribuiu de maneira discreta para reduzir o impacto da percolação ácida, na medida em que produziu compostos de Ca e S nas camadas de meio e inferior das amostras, reduziu os microporos e retardou a solubilização de Fe2O3, a qual ocorreu principalmente nas camadas superiores das amostras ensaiadas. / The leaching of industrial and mining solid wastes usually result in wastewaters with extremely acidic pH, which might percolate into the ground or through bottom compacted barriers of landfills, disturbing soil structure and increasing hydraulic conductivity. The addition of Portland cement to containment barriers can be an option for pH neutralization, seeking to reduce the impact of acidic leachate to the groundwater. Although many studies have addressed the behavior of compacted barriers subjected to the action of several types of contaminants, a few have explored the microstructural aspects of barriers component materials and their modifications along the contaminant percolation process. In this context, this work proposed the evaluation of microstructural and macrostructural behavior of a compacted residual clayey soil, with and without the addition of Portland cement (0, 1, and 2%), for purposes of application in containment bottom submitted to acidic leachate percolation. The results showed a noticeable reduction in the compacted soil hydraulic conductivity during the percolation of a 2% sulfuric acid solution, which was accompanied by settlements and pH reduction. Regarding the determination of the size and distribution of pores, it can be concluded that both the addition of cement and the variation of specific weights, coupled with the occurrence of settlements, contributed to the reduction of micropores, which consequently resulted in hydraulic conductivity reduction. Concerning the chemical and mineralogical changes, the acidic attack mainly promoted the solubilization of Fe2O3 in the upper layers of the specimens tested but caused no significant modification in clay minerals structure. It can be inferred that the specific gravity did not influence the results and that the cement addition contributed discretely to reduce the acidic percolation impact, as it produced compounds of Ca and S in the middle and lower layers, reduced micropores, and slowly delayed Fe2O3 solubilization, which occurred mainly in the upper layers of the specimens tested.

Solos que contem sulfatos apresentam complicações no seu comportamento quando são tratados com estabilizadores à base de cálcio como a cal. Quando um solo que contem sulfatos reage com cal, formam-se minerais expansivos como a etringita e a taumasita que são responsáveis pela deterioração e falha de vários projetos de solos estabilizados. Tem-se bem demostrado sob ensaios de laboratório que a relação vazios/(agente cimentante) é um parâmetro adequado para a avaliação e previsão de comportamentos mecânicos, como a resistência à compressão simples de vários tipos de solos cimentados artificialmente. Este trabalho pretende encontrar se as previsões da relação vazios/cal na resistência à compressão simples são efetivas para dimensionar misturas de solos sulfatados estabilizados com cal construídas em campo. Para lograr esse objetivo executou-se um programa experimental de ensaios de laboratório em conjunto com a construção de trechos experimentais de solo-cal. Os ensaios de laboratório ajudaram comprender o comportamento de solos sulfatados estabilizados com cal, e demostraram que a relação vazios/cal controla a resistência à compressão simples desses solos estabilizados evidenciando uma relação coerente com os resultados das resistências de campo, encontrando-se que as resistências de campo e laboratório são controladas por essa relação e que podem ser previstas pela mesma Ensaios de Difração de Raios X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) identificaram minerais expansivos (etringita) nas amostras estabilizadas com cal e cinza-cal. Finalmente em laboratório foram testadas algumas soluções recomendadas na literatura para melhorar a estabilização de solos sulfatados mediante um projeto experimental demostrando que a estabilização com cinza volante e cal melhoram consideravelmente a resistência, a durabilidade e a estabilidade volumétrica de solos sulfatados enquanto que a técnica do mellowing mostrou melhoras apenas na estabilidade volumétrica do material. / Sulfate rich soils present complications in their behavior when are treated with calcium-based stabilizers such as lime. When a soil containing sulfates reacts with lime, expansive minerals such as ettringite and thaumasite are formed which are responsible for the deterioration and failure of various stabilized soil projects. It has been well demonstrated under laboratory tests that the relationship porosity/cementing agent ratio is an appropriate parameter for the evaluation and prediction of mechanical behavior, such as the unconfined compression strength of various types of artificially cemented soils. This work intends to find out if the predictions of the relation porosity/lime in the unconfined compression strength are effective to design lime stabilized soils mixtures built in field. In order to achieve this objective an experimental program of laboratory tests was carried out together with experimental road sections of lime stabilized soils were built. The laboratory tests helped to understand the behavior of lime stabilized sulfate soils, and demonstrated that the void/lime ratio controls the unconfined compression strength of these stabilized soils and that exist a consistent relationship with the field unconfined compression strength results, finding that both, field and laboratory strengths are controlled and can be predicted by this ratio X-ray diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) tests were performed to identify expansive minerals (ettringite) on soils samples stabilized whit lime and fly ash-lime. Finally, some solutions recommended in the literature have been tested in laboratory to improve the stabilization of sulfate rich soils through an experimental design, showing that the fly ash-lime stabilization improve considerably the strength, durability and volumetric stability of the sulfate rich soils whereas that for the mellowing the improve was observed only on the volumetric stability of the material.

Améliorer la stabilité de l’interface dentine adhésif est primordial si on veut prolonger la durée de vie et la longévité des restaurations en composite. La reminéralisation utilisant des matériaux relarguant des ions semble etre une approche prometteuse pour protéger la couche hybride de la dégradation hydrolytique et enzymatique. Les verres bioactifs mésoporeux (MBG) présentent des caractéristiques de surface intéressantes qui permettent de les utiliser comme charges au sein de l’adhésif qui favorisent d’une part la reminéralisation par la libération d’ions, d’autre part la fonctionnalisation des pores par des médicaments antibactériens. Ces caractéristiques permettent de lutter contre la reprise de carie. Le présent travail porte sur la synthèse et l'évaluation de nouveaux MBG pouvant être utilisés comme charges dans les adhésifs dentaires. Les MBG ont été préparés dans un système sol-gel à base d'acétate avec des précurseurs industriellement sûrs et non toxiques. Les MBG préparés à grande échelle (50g) offrent des caractéristiques de surface améliorées par rapport aux MBG à petite échelle (10g). L'étude de l'influence des modificateurs de réseau (CaO: Na2O) sur les caractéristiques de surface des MBG a révélé que la porosité était influencée par la teneur en CaO dans la composition. Une surface spécifique très élevée (535 m2g-1) et un volume de pores (0,33 cm3) ont été atteints dans le MBG avec la plus forte teneur en CaO. Par la suite, l'ordre de l'effet d'addition des précurseurs sur les caractéristiques de surface des MBG a été étudié. En maintenant la composition fixée et en faisant varier l'ordre d'addition du précurseur pendant la synthèse sol-gel, on a obtenu une augmentation de 1,5 fois du volume des pores et une diminution de 1,2 fois de la taille moyenne des pores. La méthode démontrée est une voie simple et directe pour améliorer la porosité et l'homogénéité des MBG. De plus, la modulation de la taille moyenne des pores pour une composition fixe est également utile pour une éventuelle application d’administration de médicament. En ce qui concerne la bioactivité, les charges de MBG ayant la plus forte teneur en CaO ont augmenté le précipité de phosphate de calcium dans le SBF après 7 jours, par opposition au MBG avec une teneur élevée en Na2O. De plus, tous les échantillons testés étaient non cytotoxiques pour les fibroblastes gingivaux humains (HGF) in vitro. De manière positive, les MBG traités à basse température ont significativement augmenté l'activité métabolique des HGF. Le broyage à boulets a été utilisé pour réduire la taille des particules primaires de MBG à moins de 3 µm. Le fraisage a visiblement eu un effet néfaste sur la porosité des charges MBG. Néanmoins, une certaine porosité est restée. L'adhésif commercial a été mélangé avec 3, 10, 20 et 30% en poids de charge MBG. L'adhésif rempli de MBG jusqu'à 10% en poids de charge a une viscosité fluide compatible avec l’application d'un adhésif. Le MBG ainsi développé avec une haute porosité et un contenu en CaO représentent des charges prometteuses pour des futures applications en dentisterie restaurative et régénérative / Improving the stability of adhesive dentin interface is crucial to extend the longevity of composite restorations. Remineralization through use of ion releasing materials is a promising approach to protect the hybrid layer from hydrolytic and enzymatic degradation. Mesoporous bioactive glasses (MBGs) offer attractive surface features (enhanced surface area and porosity) to use them as fillers in dental adhesives to promote remineralization through ions release. Moreover, the functionalization of pores with antibacterial drugs is a good way to combat secondary caries. The present work focused on the synthesis and evaluation of novel MBGs suitable to be used as fillers in dental adhesives. The MBGs were prepared in an acetate based sol-gel system with industrially safe and non-toxic precursors. MBGs prepared in large scale (50g) offered enhanced surface characteristics in comparison to small scale (10g) MBGs. The investigation on the influence of network modifiers (CaO:Na2O) on the surface characteristics of MBGs revealed that the porosity was driven by CaO content in the composition. Notable, very high surface area (535m2g-1) and pore volume (0.33cm3g-1) was attained in the MBG with highest CaO content. Next, the order of precursor addition effect on the surface characteristics of MBGs has been studied. By Keeping the composition fixed and varying the order of precursor addition during sol-gel synthesis a doubling of surface area, 1.5 times increase in pore volume and 1.2 times decrease in mean pore size was obtained. The demonstrated method is a simple and straightforward route to improve the porosity and homogeneity of MBGs. Furthermore, modulation of mean pore size for a fixed composition is also useful to tailor the pores of the fillers for drug delivery application. With regards to bioactivity, the MBG fillers with highest CaO content had increased calcium phosphate precipitate in SBF after 7 days as opposed to MBG with high Na2O content. Furthermore, all tested samples were non-cytotoxic to Human Gingival Fibroblasts (HGFs) in vitro. Positively, MBGs treated at lower temperature significantly enhanced the metabolic activity of HGFs. Ball milling was employed to reduce the primary particle size of MBG to less than 3μm. Milling seemingly had an adverse effect on the porosity of the MBG filler. Nevertheless, some porosity remained. The commercial adhesive was mixed with 3, 10, 20 and 30 weight percentage of MBG filler. MBG filled adhesive up to10 weight percent filler content had flowable viscosity suitable for adhesive application. The developed MBG with high porosity and CaO content appears as a new step in the development of dental adhesives and also other bioactive dental materials

La détection de gaz est un enjeu de plus en plus important, aussi bien dans le domaine de la surveillance de la qualité de l’air -intérieur et extérieur- que dans le suivi de procédés. Cet enjeu est d’autant plus critique dans le cas des composés organiques volatiles (COVs) que leur impact sur la santé publique est avéré. Détecter et quantifier leur présence devient une problématique majeure et différentes solutions existent. L’une d’elles, basée sur le couplage d’une nano-poutre résonnante et d’une micro colonne de chromatographie, s’avère être une solution prometteuse. Ces deux dispositifs alliant sélectivité et grande sensibilité nécessitent cependant une fonctionnalisation à l’aide d’une couche sensible. Ces travaux se sont focalisés sur le développement de matériaux sensibles de la famille des SiOCH déposés en couche mince par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD). L’étude de la réponse sous gaz des différents matériaux synthétisés au cours de cette thèse a été réalisée à l’aide de microbalances à cristal de quartz (QCM). Les mesures obtenues ont ensuite été corrélées à un modèle simple permettant de proposer une interprétation de l’interaction entre les SiOCH et le gaz d’intérêt, à l’équilibre mais aussi en régime dépendant du temps. La première partie de l’étude montre l’impact de la composition chimique de ces matériaux sur leur affinité envers un gaz représentatif des COVs aromatiques : le toluène. En s’appuyant sur des caractérisations physico-chimiques, le rôle de différentes liaisons chimiques ainsi que celui de l’hydrophobie des couches minces sur l’interaction avec le gaz d’intérêt a été analysé. Ces travaux montrent qu’un compromis entre composition chimique et hydrophobie doit être trouvé afin de préserver affinité et temps de réponse des SiOCH. L’étude de l’influence de la porosité sur la sensibilité a ensuite été abordée dans un second temps. Pour cela, des procédés originaux de réalisation de couches minces poreuses ont été développés afin de proposer de nouveaux matériaux poreux et d’accroître leur sensibilité vis-à-vis du toluène. Les limites de l’approche soustractive généralement utilisée pour ce type de matériau (i.e. l’approche porogène) ont pu ainsi être dépassées en termes de porosité et de tailles de pores. Concernant la détection de gaz, il s’avère difficile de décorréler l’impact de la chimie de celui de la porosité. Quoi qu’il en soit, l’augmentation de la porosité ouverte n’apparait pas comme le seul paramètre pertinent pour accroître la sensibilité de ces matériaux aux faibles concentrations. / Gas detection is a growing field, both for indoor and outdoor air quality monitoring and for process monitoring. It is indeed particularly critical in the case of volatile organic compounds (VOC) whose impact on public health is proven. Detecting and quantifying their presence becomes a major problem and various solutions are available. One of them, based on the coupling of a resonant beam and a chromatography micro column, appears to be a promising solution. Those two devices combine selectivity and high sensitivity; however, they require functionalization with a sensitive layer. This work focused on SiOCH thin films deposited by PECVD. The gas interaction of the sensitive layers deposited during this work was studied using quartz crystal microbalances (QCM). The obtained measurements were then correlated to a simple model, providing an interpretation of the interaction – for steady-state but also kinetic regime - between the SiOCH and the gas of interest. The first part of the study shows the impact of the chemical composition of those materials on their affinity for toluene, representative for aromatic VOCs. Relying on physico-chemical characterization techniques, the role of various chemical bonds on the solid/gas interaction was investigated. This work shows that a compromise between chemical composition and hydrophobicity has to be reached to preserve SiOCH affinity and temporal response. The influence of porosity was then explored in a second step to further increase the sensitivity of those materials. Original deposition processes were developed in order to propose new porous materials with higher toluene affinity. The limits of the subtractive approach generally used for these PECVD materials (i.e. the porogen approach) were then overcome in terms of porosity and pore size. Concerning gas detection, it is difficult to decorrelate between the impact of chemistry and porosity. Whatever, increasing porosity does not appear to be the only relevant parameter in order to increase these materials affinity at low concentrations.

Dans le contexte du stockage profond des déchets radioactifs, il est important d'identifier l’hystérésis de saturation de la roche hôte, l'argilite du Callovo-Oxfordien, et sa capacité de scellement (en particulier, la porosité et la distribution de taille des pores). Tout d'abord, six cycles différents d'humidité relative sont destinés à évaluer l’hystérésis de saturation, qui n'est pas observée dans les cycles de faible amplitude. D'autre part, une nouvelle méthode est proposée pour la mesure de la porosité, qui utilise l'injection d'un gaz pour évaluer le volume des pores. Par rapport à la porosité par adsorption d'eau, l’injection de gaz fournit des porosités supérieures d’environ 5%. L'injection de gaz est également utilisée pour quantifier les isothermes de sorption-désorption, qui sont sensiblement différentes de celles obtenues par la méthode gravimétrique, avec un volume poreux accessible au gaz plus élevé pour une humidité relative <43%. Enfin, par Microscopie Electronique à Balayage couplée à un Faisceau Ionique Focalisé (FIB/MEB), on reconstruit le réseau poreux 3D de l'argilite à partir de séries d'images 2D espacées de 10nm : la porosité et la distribution de taille des pores sont quantifiés jusqu’à 20nm, ainsi que l’orientation et l'anisotropie. Avec une résolution plus élevée (jusqu’à moins de 1nm), la Microscopie Electronique à Transmission (MET) montre une grande quantité de pores de l’ordre de quelques nm, situés entre les agrégats d'argile. / In the context of deep underground storage of radioactive nuclear waste, it is important to identify the saturation hysteresis of the host rock, i.e. of Callovo-Oxfordian (COx) claystone, and its porosity and pore size distribution. Firstly, six different cycles of relative humidity are applied for saturation hysteresis, which is not observed in the cycles with low magnitude. Secondly, a new method is proposed for measuring porosity, which uses injection of gas to evaluate the pore volume. In contrast to porosity given by water adsorption, the gas injection method provides larger porosity values of around 5%. The gas injection method is also used to quantify the sorption-desorption isotherms of COx claystone, which are significantly different from those obtained by the gravimetric method, with a bigger pore volume accessible to gas in relative humidities < 43%. Finally, by Focused Ion Beam/Scanning Electron Microscopy (FIB/SEM), we obtain 2D image stacks and 3D reconstructed pore volumes, by which porosity and pore size distribution are quantified down to 20nm, as well as pore orientation and anisotropy. At a higher resolution (below 1nm), Transmission Electron Microscopy (TEM) imaging reveals significant amounts of smaller pores (of a few nm) between clay aggregates.

SANTOS, Carlos Levi Anastacio dos. Curva característica de água no solo: relações com estrutura e volume da amostra. 2014. 33 f. Dissertação (Mestrado em agronomia)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2016. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-08-29T21:43:41Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_clasantos.pdf: 14059895 bytes, checksum: edc08497c5a4bd633796c0c1c87947e0 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-08-31T23:40:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_clasantos.pdf: 14059895 bytes, checksum: edc08497c5a4bd633796c0c1c87947e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-31T23:40:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_clasantos.pdf: 14059895 bytes, checksum: edc08497c5a4bd633796c0c1c87947e0 (MD5) Previous issue date: 2014 / A curva característica de água no solo (CCAS) é considerada uma propriedade físico-hídrica do solo, uma vez que modificações na granulometria ou na estrutura do solo alteram o seu formato. A partir dela é possível manejar a irrigação de uma cultura e inferir acerca da qualidade física do solo. No entanto, sua determinação é lenta e onerosa. Uma abordagem para tal inconveniente consiste em reduzir o volume da amostra de solo, pressupondo que o tempo para obtenção da CCAS seja proporcional ao quadrado da altura da amostra. Mas até que ponto a redução do volume da amostra não altera a representatividade da CCAS? Para tanto admite-se as seguintes hipóteses: 1- O comportamento da CCAS é coincidente para amostras que possuem a mesma textura e estrutura, independente do volume, considerando que mudanças na textura e/ou estrutura provocam alterações na curva; e 2- O comportamento da CCAS é coincidente para amostras que apresentam a mesma textura e estruturas diferente, apenas na faixa de alta tensão (33 – 1500 kPa), considerando que nessa faixa o fenômeno responsável pela retenção de água seja a adsorção, cuja ação independe da estrutura e do volume da amostra. Afim de testar as hipóteses, coletaram-se amostras com estrutura deformada e indeformada com volume de 20, 50 e 100 cm3, aproximadamente, para diferentes classes texturais. Assim estabeleceu-se o delineamento inteiramente casualizado com 8 repetições para cada tratamento e aplicou-se os testes de Jarque-Bera para normalidade, F para a análise de variância e de Dunnett para comparação de médias. Afora isso, foram feitas análises de regressão e correlação entre o log neperiano do potencial mátrico e conteúdo de água no solo, o que possibilitou a obtenção de retas para então aplicar testes de coincidência a 5%. Verifica-se que é possível obter a CCAS com um volume mínimo de 50 cm3, sem a perda da sua representatividade, considerando amostras com estrutura indeformada e textura franco argiloarenosa e que amostras com estrutura deformada não podem substituir amostras com estrutura indeformada na parte mais úmida da curva (0 – 10 kPa), independente da textura e do volume da amostra; enquanto na parte mais seca da curva característica de água (33 – 1500 kPa) é possível, desde que se considere a textura e o volume da amostra.

Com o crescimento dos grandes centros urbanos e expansão da ação do homem sobre a natureza, muitos projetos de engenharia se tornam inviáveis devido a inexistência de solos que atendam as solicitações necessárias no local, elevados custos de transporte e excessivos danos ambientais. Uma das alternativas existentes é a melhoria das condições destes solos e entre as múltiplas técnicas para melhoramento encontram-se os solos artificialmente cimentados, os quais têm como uma de suas mais corriqueiras utilizações em campo a resistência a solicitações cíclicas, principalmente na construção de pavimentos, o reforço de áreas suscetíveis a sismos e a fundação de estruturas costeiras. Assim esta pesquisa estuda o comportamento cíclico de uma determinada areia artificialmente cimentada, aferindo sua resistência a compressão simples, módulo cisalhante, sucção e focando nos parâmetros módulo de resiliência e vida de fadiga e busca correlacioná-los com a razão porosidade/teor volumétrico de cimento. Para tanto, foi projetado e construído um equipamento para realização dos ensaios de fadiga e calibrado outro equipamento já existente para execução de ensaios de módulo de resiliência conforme a norma vigente. Em conjunto com os resultados dos ensaios, são apresentadas uma relação de previsão do módulo com base no modelo composto de estado de tensões e correlações satisfatórias dos parâmetros cíclicos obtidos com a razão porosidade/teor volumétrico de cimento, comprovando a possibilidade de seu uso na previsão do comportamento e dosagem deste solo-cimento. / With the growth of large urban centers and expansion of human activities, many engineering projects become infeasible due to the absence of soils that meet the necessary requests on site, high transportation costs and excessive environmental damage. One of the alternatives is to improve the conditions of these soils and, among multiple improvement techniques, the artificially cemented soil is highlighted. This practice has one of its most usual applications on the field to improve materials strength to cyclic loads, especially in pavement designs, reinforcement of areas susceptible to earthquakes and foundations of coastal structures. This research studies the cyclic behavior of a artificially cemented sand, checking its compressive strength, shear modulus, suction and focusing on the resilient modulus and fatigue life parameters. Additionally it seeks to correlate them with the porosity/volumetric cement content ratio. To this end it was designed and built a device for carrying out the fatigue tests and calibrated another existing equipment to run resilient modulus tests according to current standards. Along with the tests results, a modulus prediction relationship is shown based on the composite model of stress state and good correlations of cyclic parameters obtained with the porosity/volumetric content of cement ratio are observed proving the possibility of its use for predicting behavior and dosage of this soil-cement.

Os reservatórios lacustres do Grupo Lagoa Feia, seção rift da Bacia de Campos, margem Leste brasileira, tem mantido há décadas uma expressiva produção a partir de campos localizados em águas rasas. A descoberta de grandes acumulações na seção rift e sag (pré-sal) da Bacia de Santos reativou a exploração por reservatórios análogos na Bacia de Campos e em outras bacias marginais. Um estudo petrográfico e petrofísico sistemático foi executado sobre os reservatórios rift da Formação Coqueiros e sag da Formação Macabu do Norte da Bacia de Campos, com objetivo de caracterizar os principais controles sobre a gênese e evolução daqueles reservatórios não-convencionais e seus sistemas porosos. As principais petrofácies de reservatório reconhecidas foram grainstones e rudstones bioclásticos, arenitos ooidais argilosos e dolomitos na Formação Coqueiros, e crostas coalescentes e não-coalescentes de calcita fascicular, rudstones e grainstones intraclásticos e dolomitos na Formação Macabu. A evolução dos reservatórios bioclásticos foi controlada pelo balanço entre dissolução ou neomorfismo dos bioclastos aragoníticos de bivalves, favorecendo a geração de porosidade móldica pouco conectada, ou a preservação da porosidade interpartícula bem conectada, controlando a permeabilidade dos reservatórios. Os arenitos de oóides de argilas magnesianas sofreram dissolução e substituição por dolomita e sílica, o que gerou sistemas porosos altamente heterogêneos, compostos por poros móldicos, intercristalinos, vugulares e microcristalinos. O crescimento de agregados cristalinos arborescentes nas crostas coalescentes de calcita gerou porosidade de crescimento do arcabouço primária, que foi reduzida principalmente por cimentação dolomítica, ou alargada por dissolução, o que ampliou sua permeabilidade. Crostas nãocoalescentes de calcita mostram forte interação com argilominerais magnesianos, que preenchem interstícios, e/ou estão intercalados com as crostas. Sua porosidade está relacionada com a dissolução das argilas, o que produziu baixa permeabilidade. Rochas intraclásticas comumente mostram matriz argilosa, ou estão compactadas e cimentadas. Onde exibem porosidade interpartícula primária ou dissolução da matriz, podem ter boas porosidades e permeabilidades. A dolomitização heterogênea de ambas as Formações em alguns casos destruiu a porosidade primária ou eodiagenética, ou em outros gerou altos valores de porosidade e permeabilidade nos dolomitos. Relações de substituição e de compactação indicam que muitos dos processos diagenéticos ocorreram durante a eodiagênese, controlados principalmente pela instabilidade da aragonita nos reservatórios bioclásticos da Formação Coqueiros, e dos argilominerais magnesianos na Formação Macabu. Este estudo representa a primeira caracterização petrográfica publicada dos reservatórios carbonáticos não-convencionais do sag, e salienta a importância crucial dos estudos petrográficos sistemáticos para a compreensão e previsão da qualidade de reservatórios complexos. / Lacustrine carbonate reservoirs from the Lagoa Feia Group, rift section of Campos Basin, offshore eastern Brazil, have sustained for decades a significant production from shallow water oil fields. The discovery of giant accumulations in the rift and sag (pre-salt) section of the adjacent Santos Basin has reactivated the exploration for equivalent reservoirs in the Campos Basin and in other marginal basins. A systematic petrographic and petrophysical study was performed on the rift Coqueiros Formation and the sag Macabu Formation carbonates from the Lagoa Feia Group in northern Campos Basin, in order to characterize the main controls on the origin and evolution of those unconventional reservoirs and their pore systems. The main types of reservoir petrofacies recognized were grainstones and bioclastic rudstones, magnesian clay ooidal arenites and dolostones from the Coqueiros Formation; coalescent and non-coalescent crusts of fascicular calcite, intraclastic rudstones and grainstones, and dolostones from the Macabu Formation. The evolution of bioclastic reservoirs was controlled by the balance between dissolution and neomorphism of the aragonitic bivalve bioclasts, favoring the generation of poorly-connected moldic porosity or the preservation of well-connected interparticle porosity, which controlled the permeability of the reservoirs. The magnesian clay (stevensite) ooidal arenites suffered dissolution and replacement by dolomite and silica, what generated highly heterogeneous pore systems, composed by moldic, intercrystalline, vugular and microcrystalline pores. The growth of crystal shrubs in coalescent calcite crusts generated growth-framework primary porosity, which was reduced mostly by dolomite cementation, or enlarged by dissolution, what enhanced their permeability. Non-coalescent calcite crusts usually show strong interaction with syngenetic magnesian clay minerals, which fill interstices and/or are interbedded with the crusts. Their porosity is related to dissolution of the clays, what generated poor permeability. Intraclastic rocks usually display clay matrix, or are compacted and cemented. Where they show interparticle primary porosity or matrix dissolution, they may have good porosities and permeabilities. The heterogeneous dolomitization of both formations, either destroyed the primary or early diagenetic porosity, or generated high porosity and permeability values in the dolostones. Relationships of replacement and compaction indicate that most of the diagenetic processes occurred during eodiagenesis, controlled mostly by the instability of the aragonite in the bioclastic Coqueiros reservoirs, and of the magnesian clay minerals in the Macabu Formation. This study represents the first published petrographic characterization of the unconventional sag carbonate reservoirs, and stresses the crucial importance of systematic petrographic studies for the understanding and prediction of the quality of complex reservoirs.