As capas carbonáticas neoproterozóicas revestem-se de grande importância, uma vez que se formaram no meio a mudanças paleoclimáticas e evolutivas singulares, cujas origens e influências na história subsequente do planeta e da vida ainda não foram devidamente esclarecidas. Este trabalho procurou compreender parte desta história através do estudo da sedimentação estromatolítica associada à capa carbonática representada pela Formação Mirassol DOeste (base do Grupo Araras), que se formou há cerca de 635 Ma, imediatemente após a glaciação Marinoana, representada pela Formação Puga. A pesquisa foi realizada na região de Mirassol DOeste, Mato Grosso, na borda sudoeste do Cráton Amazônico junto a Faixa Paraguai. Foram estudadas características meso e microscópicas dos estromatólitos, bem como das feições sedimentológicas associadas (estruturas tubulares, megamarcas onduladas, megapeloides), em afloramento, amostras cortadas e lâminas petrográficas. A dois metros da base da formação, inicia-se uma sucessão de 10 metros de espessura de boundstones microbianos, caracterizados, petrograficamente, por lâminas alternadamente delgadas e espessas, compostas de peloides (restos micritizados de colônias microbianas) com micrita subordinada e fenestras. Constituem estromatólitos lateralmente contínuos e de morfologia simples. Estromatólitos estratiformes ocorrem ao longo de toda a sucessão, com formas dômicas, de dimensões métricas irregularmente espalhadas lateral e verticalmente, até dois ou três metros do topo da sucessão. Estromatólitos muito irregularmente ondulados, comumente assimétricos, com dimensões decímetros predominam a parte superior e estes estão recobertos por grainstones-packstones peloidais dolomíticos, com megapeloides milimétricos, em estratos marcados por megamarcas onduladas formadas por ondas. A sedimentação microbiana cessou na Formação Mirassol DOeste quando o ambiente de plataforma de baixa energia onde se desenvolvia começou a ser assolado pela ação de ondas de hipertempestades, que penetraram a região com o aumento do nível do mar. Estruturas tubulares verticais, de comprimento até decimétrico e diâmetro estreito (<3 cm), preenchidos, via de regra, por doloesparito maciço, perpassam a laminação estromatolítica principalmente das porções mais altas dos domos. Sugere-se que gênese dessas estruturas tenha sido pela percolação de gases e/ou líquidos derivados da decomposição de matéria orgânica nas esteiras microbianas. / Neoproterozoic cap carbonates are of great importance because they formed during a period of singular paleoclimatic and evolutionary changes, whose origin and influences upon subsequent geological and evolutionary history have yet to be unraveled. This dissertation sought to comprehend part of this story through the study of stromatolitic sedimentation associated with the cap carbonate represented by the Mirassol DOeste Formation (base of the Araras Group), deposited about 635 Ma ago, immediately following the Marinoan glaciation, represented by the Puga Formation. This research was carried out at Mirassol DOeste, Mato Grosso, on the southwest border of the Amazon craton next to the Paraguai fold belt. Meso and macroscopic characteristics of stromatolites and associated sedimentological features (tubular structures, megaripples, megapeloids) were studied in outcrop, cut specimens and petrographic thin sections. Two meters above the base of the formation a 10 m-thick succession of dolomitic microbial boundstones begins, characterized throughout by alternating thin and thick laminae made up of peloids (interpreted as the micritized remains of colonial microorganisms), subordinate dolomicrite, and fenestrae. They make up laterally continuous and morphologically simple stromatolites. Stratiform stromatolites occur throughout the succession, with irregularly scattered meter-sized domes till about two to three meters from the top. Above this point, very irregularly undulated, commonly asymmetric, decimeter-sized stromatolites predominate, and these, in turn, are covered by megaripple-marked dolomitic peloidal grainstones-packstones with millimetric megapeloids. Stromatolitic sedimentation ceased in the previously calm platform environment of the Mirassol DOeste Formation when wave action began to rework bottom sediments as extremely intense storms reached the locale with the rise in sea level. Narrow (<3 cm), vertical tubular structures of decimetric length and filled by massive dolosparite cut stromatolitic sediments, principally in the central portions of domal forms. These structures appear to have formed by the percolation of gas and/or liquids derived from the decomposition of organic material in the microbial mats.

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-08-07T14:31:04Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-08-07T14:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Luana Fernandes do Nascimento (luanaf_n@yahoo.com.br) on 2016-12-14T18:53:09Z No. of bitstreams: 1 Luana_Unesp_Mestrado_Final.pdf: 15010826 bytes, checksum: d648b060d92f0de0538ad7924f8a3ce0 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-12-19T17:24:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 nacimento_lf_me_rcla.pdf: 15010826 bytes, checksum: d648b060d92f0de0538ad7924f8a3ce0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-19T17:24:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 nacimento_lf_me_rcla.pdf: 15010826 bytes, checksum: d648b060d92f0de0538ad7924f8a3ce0 (MD5) Previous issue date: 2016-10-21 / Outra / A área de estudo corresponde a um campo produtor de hidrocarbonetos situado no sudoeste da Bacia de Campos a 80 km da costa. Esta região produz hidrocarbonetos de diversos níveis estratigráficos, entre eles, os carbonatos do Albiano, foco deste estudo. O alto interesse econômico dos carbonatos no setor petrolífero mundial e a complexidade da sua análise nos dados geofísicos, justifica a importância desta pesquisa na definição de um método que auxilie na caracterização da distribuição regional da propriedade da rocha reservatório, neste caso, a porosidade. Neste contexto, este trabalho objetiva a determinação da heterogeneidade lateral e vertical das propriedades das rochas reservatórios, por meio da construção de um modelo geológico 3D de porosidade dos dois principais reservatórios identificados na Formação Quissamã (Grupo Macaé). Com esta finalidade, o método incluiu seis etapas principais: análise dos perfis geofísicos e correlação de poços, interpretação sísmica, conversão tempo x profundidade, análise de atributos sísmicos, análise geoestatística e modelagem geológica por meio da aplicação de Simulação Sequencial Gaussiana. Como níveis de referência, foram interpretados os intervalos estratigráficos correspondentes à Formação Outeiro e, na Formação Quissamã, os níveis Q1 e reservatórios R1 e R2 (principais produtores do campo). Estes níveis foram definidos com base na mudança do padrão geométrico dos perfis geofísicos de raio gama (RG), densidade (RHOB) e porosidade (Nphi). Os intervalos estudados estão distribuídos em um alto estrutural com eixo principal de direção NW-SE delimitado por falhas e pela própria geometria do banco carbonático. Na porção central do campo, este alto estrutural apresenta valores altos de porosidade (>21%), e se destacou no mapa de resistividade como portador de hidrocarbonetos nos reservatórios R1 e R2. Estas fácies carbonáticas variam para norte e nordeste da área com valores de porosidade mais baixos (<18%), representando a diminuição da qualidade dos reservatórios para estas regiões; esta observação, aliada à influência das falhas a sudoeste e nordeste do banco, permitiu classificar a trapa destes reservatórios como estrutural-estratigráfica. O sistema de falhas predominante na área de estudo corresponde ao NW-SE, que originou estruturas do tipo rollovers e horsts com potencial reservatório. Estas falhas abateram os blocos a sudeste e sul, que foram realçados nos mapas de atributos sísmicos como portadores de alta porosidade, comprovados por gráficos de correlação com coeficiente R2>0,65. Esta análise foi utilizada para determinar o modelo geológico 3D de porosidade, gerado por Simulação Sequencial Gaussiana. O resultado consistiu em uma representação coerente, com maior grau de certeza no alto estrutural central, que possui maior quantidade de dados de poços. Apesar das áreas a sudoeste e sul não apresentarem dados de poços, o método de Simulação Sequencial Gaussiana extrapolou altos valores de porosidade em 23% das 30 realizações geradas. / The study area is an ancient field and hydrocarbon producer, located in the southwest of the Campos Basin, in a water depth of approximately 100 m and 80 km distant from the coast. This region produces hydrocarbon from multiple stratigraphic layers, among them, there are the Albian carbonates, the focus of this research. The high economic interest in carbonates plays by the global oil industry and the complexity of their analysis in geophysical data, justifies the importance of this research to define a method, which determine the regional distribution of the property of the reservoir rock, in this case, the porosity. In this context, this study aims to determine the lateral and vertical heterogeneity of the properties of the reservoir rocks through the construction of a 3D geologic model of porosity from two main reservoirs in Quissamã formation (Macae Group). For this purpose, the method includes six major steps: analysis of well log and correlation of wells, seismic interpretation, conversion time vs. depth, analysis of seismic attributes, geostatistical analysis and geological modeling through the application of Gaussian simulation. The stratigraphic intervals such as Outeiro Formation and Quissamã Formation, which include level Q1, R1 and R2 reservoirs (main producers of the field) were interpreted as reference levels. These intervals were defined based on the change of the geometric standard of the geophysical profiles, as gamma ray (GR), density (RHOB) and porosity (Nphi). These levels are distributed in a carbonate bank with main axis in NW-SE direction, delimited by faults and its geometry. It was observed a structural high in the central portion of the field presenting high porosity values (> 21 %) that was highlighted in the resistivity maps as filled by oil in the reservoirs R1 and R2. These carbonate facies vary to the north and northeast of the area with lower values representing the decline in the quality of the reservoirs for these regions; this observation combined with the influence of the faults , in the southwest and northeast of the bank, allowed to classify the trap of these reservoirs as structural-stratigraphic. The predominant fault system in the study area corresponds to the NW-SE, which formed structures like rollovers and horsts with potential of being reservoir. These faults shot down the block to the southwest and south, which were highlighted in the maps of seismic attributes as having high porosity, supported by cross plots with correlation coefficient of R2> 0.65. This analysis was used to determine the 3D geologic model of porosity, generated by Gaussian simulation, most appropriate to the context of the geological area. The result was a coherent representation with greater certainty in the central structural high that presents a higher amount of well data. Despite the southwest and south areas do not present well data, the method was efficient in interpolate high values of porosity in 23% of 30 generated realizations. / PRH 05: 6000.0082154.13.4

Com base na aplicação dos pressupostos da estratigrafia de seqüências, facilitado pela excelente qualidade dos dados sísmicos, foi realizado um estudo sistemático para entender como se processou o desenvolvimento da sedimentação siliciclástica/carbonática da porção sul da Bacia de Santos, durante o Mioceno. O banco de dados constituiu-se de uma malha sísmica multicanal, perfazendo aproximadamente 500 km de amostragem linear e dados de três poços. As técnicas de análise estratigráfica aplicadas foram: sismoestratigrafia e análise dos perfis de raio gama e sônico. O pacote carbonático Miocênico foi subdividido em cinco seqüências deposicionais. A partir daí estabeleceu-se um modelo de evolução paleoambiental e de correlação com os principais eventos globais de variação relativa do nível do mar. Os resultados indicaram que a sedimentação teve como fatores controladores e moduladores a glacio- eustasia associada às principais mudanças paleoclimáticas que ocorreram durante o Mioceno, assim como a halocinese, que teve forte influência no controle da paleobatimetria. Os dados globais indicaram para o Eomioceno condições climáticas mais amenas e para o Meso e Neomioceno, uma tendência geral de resfriamento. Diretamente relacionados a estas mudanças, predomina para o Eomioceno o caráter transgressivo dos sistemas deposicionais e para o Meso e Neomioceno, o regressivo. Esta tendência transgressiva, iniciada no Oligoceno, ocasionou o afastamento gradual das fontes de sedimentos siliciclásticos da área de estudo, permitindo condições propícias ao estabelecimento de uma sedimentação mista. No início do Mioceno, a deposição carbonática encontrava-se restrita às áreas proximais, desenvolvendo-se durante os tratos transgressivos. Nas fases finais do evento transgressivo, o nível de mar alto estabilizado/início de descida da curva eustática foram os principais momentos do desenvolvimento da sedimentação carbonática, tendo início a ampliação da sua área de ocorrência. / Based on the sequence stratigraphy and on the excellent quality of the seismic data, a systematic study was used to better understand the development of the siliciclastic / carbonatic sedimentation of the southern portion of Santos Basin, occurred during Miocene. The database includes a multichannel seismic data, with approximately 500 km of linear data, and 3 wells. The applied seismic techniques used, both seismic stratigraphy and well log analysis (gamma ray and sonic). The Miocene interval was subdivided into 5 depositional sequences, and a paleoenvironmental evolutionary model was established together with a correlation of global sea level variation. The results showed that the sedimentation was controlled by the glacio-eustasy associated with the main changes of the paleoclimate occurred in Miocene, as well as with the influence of the halokinesis. The global data indicated that in Early Miocene the climatic conditions start to cool, and then the Middle Mioceno and Late Miocene too. With a direct relationship with these changes, the transgressive characteristic of the depositional systems predominated in Early Miocene and regressive in Middle Miocene and Early Miocene. This transgressive tendency that started at Oligocene changed the source of siliciclastic sediments outside of the studied area, allowing good conditions for the mixed sedimentation to establish. In the beginning of Miocene the carbonatic sedimentation was restricted to the proximal areas, during the development of the transgressive tracts. At the end of the transgressive events, the maximum maximum flood was responsible for the main development of the carbonatic sedimentation, beginning the enlargement of the area.

Cinco poços, localizados na porção centro-sul da Bacia de Campos, que atravessaram os carbonatos do Membro Siri, foram utilizados objetivando a realização de um estudo petrográfico/microfaciológico e quimioestratigráfico nestes calcários. Foram identificas sete microfácies, constituídas basicamente por algas coralináceas, macroforaminíferos e cracas, que abrangem um conjunto de sistemas deposicionais que vai desde um a laguna rasa de circulação aberta até um forereef/margin reef abaixo da base de onda, passando por bioconstruções que formam um complexo de bancos algálicos na borda da plataforma. As condições iniciais destas rochas foram alteradas, em maior ou menor grau, devido à diagênese, notadamente, em ambiente meteórico freático. A cimentação foi o principal processo responsável pela diminuição da porosidade nestes carbonatos. Por outro lado, o processo de dissolução promoveu um alargamento dos poros, melhorando as características do reservatório. Quimioestratigrafia baseada em elementos químicos maiores e traços possibilitou a subdivisão dos carbonatos do Membro Siri em três unidades químicas e oito subunidades. Paralelamente a correlação de eventos isotópicos de dO18 e dC13 identificados no poço E, com eventos globais, sugere idade neo-oligocênica a eomiocênica para estes calcários. Finalmente, o entendimento da sucessão dos estratos carbonáticos dentro dos conceitos da estratigrafia de seqüências evidenciou que os tratos de sistemas podem ser relacionados com as variações observadas nos perfis geoquímicos e nas assembléias fossilíferas observadas na rocha. / Five wells have crossed carbonates of the Siri Member in the south of Campos Basin. They have been used objectifying the accomplishment of a petrographic/microfacies and chemostratigraphic study in these calcareous rocks. This work allowed to identify seven microfacies, constituted basically of coralline algae, larger foraminifera and barnacles, which enclose a set of depositional systems since a shallow lagoon of open circulation until a forereef/reef margin below wave base, passing for organics build up that form a complex of algalic banks in the edge of the platform. The rocks previously deposited have been modified by diagenesis, mainly, in a marine phreatic diagenetic environment. Cementation has been the main process responsible for lost of porosity in these carbonates. On anothe r hand, solution has improved the reservoir porosity. A chemostratigraphic study using major e trace chemical elements made possible the recognition of three chemical units and eight subunits in Siri Member. By correlating dO18 and dC13 isotopic events, identified in well E, with global events, a Late Oligocene Early Miocene age is suggested for Siri limestone. The stratigraphic sequences have showed that system tracts can be relationed with specific fossi liferous assemblages and with chemical variations observed in geochemical profiles.

Idades radiométricas absolutas recentemente publicadas levantaram questões sobre a evolução deposicional da Formação Sete Lagoas (FSL). Esta unidade é composta predominantemente por carbonatos com rochas siliciclásticas subordinadas e constitui a unidade basal do Grupo Bambuí, sobreposta aos depósitos glaciogênicos da Formação Jequitaí no Cráton São Francisco (CSF). Este estudo combina quimioestratigrafia isotópica (C, O e Sr) e geocronologia (U-Pb e Hf em zircão detrítico e Sm-Nd em rocha total) em amostras de cinco seções da FSL na região de Lagoa Santa, MG, sul do CSF, com a finalidade de responder a tais questionamentos. As seções Vespasiano (VS) e Ana Paula (AP) são constituídas por calcários cinzas e dolomitos beges, com altos teores de sedimentos terrígenos e pobres em matéria orgânica. Os valores de \'delta\'\'POT.13C\' mais representativos do ambiente deposicional oscilam em uma estreita faixa ao redor de 0%o. Estes dados permitem posicionar estas seções na primeira sequência deposicional da FSL, acima dos carbonatos de capa Sturtianos (~740 Ma) da base desta unidade. As seções Bairro da Lapinha (BL), Pedra do Baú (BAU) e Parque da Gruta da Lapinha (PGL) são compostas por calcários de coloração cinza escura a negra, pobres em sedimentos detríticos e ricos em matéria orgânica. São caracterizados por valores de \'delta\'\'POT.13\' C bastante positivos (> 6%o) e razões \'87 ANTPOT.Sr\'/\'86 ANTPOT.Sr\' próximas de 0,7075. Estas seções estão posicionadas na segunda sequência deposicional da FSL. Zircões detríticos foram separados de três amostras de marga das seções VS, AP e PGL e datados pelo método U-Pb. Os resultados indicam que os sedimentos siliciclásticos da FSL na área de estudo provêm de fontes de longa residência crustal do Orógeno Araçuaí-Oeste Congo. A população expressiva mais jovem tem 557 Ma e determina a idade máxima de deposição para a segunda sequência da unidade e para a maior parte do Grupo Bambuí. Além disso, grãos de zircão concordantes mais jovens com idades de 537 ± 4 Ma e 506 ± 7 Ma para a primeira e segunda sequência, respectivamente, refutam a existência de um hiato deposicional expressivo entre as duas sequências, como recentemente proposto, e endossam uma idade deposicional do limite Ediacarano/Cambriano para a FSL. Se existe uma discordância, esta está posicionada entre os carbonatos de capa Sturtianos e as seções com valores de \'delta\'\'POT.13\'C\' ao redor de 0%o. Estas idades indicam que grande parte do Grupo Bambuí foi depositada em uma bacia de foreland, após o fechamento do Oceano Adamastor que culminou com a edificação da Faixa Araçuaí a leste do CSF. As razões \'87 ANTPOT.Sr\'/\'86 ANTPOT.Sr\' obtidas nos carbonatos da FSL contrastam com as recentes curvas de evolução de Sr para os oceanos, especialmente no Cambriano, quando razões maiores que 0,7085 são esperadas. É provável que esta unidade tenha sido depositada em um mar epicontinental restrito e a correlação global por meio de isótopos de Sr não é confiável nestes casos. / Recently published geochronological data has arisen questions on the Sete Lagoas Formation (SLF) depositional evolution. This unit is mainly composed by carbonate rocks with subordinated pelitic intercalations and represents the basal unit of the Bambuí Group, which overlies the glacial deposits of the Jequitaí Formation in the São Francisco Craton (SFC). This study combines isotope chemostratigraphy (C, O, Sr) and geochronology (U -Pb and Hf on detrital zircons and Sm-Nd on whole rock samples) in five sections of the SLF in the Lagoa Santa (MG) region, southern part of SFC, in order to answer such questions. Vespasiano (VS) and Ana Paula (AP) sections are composed by gray limestones and beige dolostones, with high contents of detrital sediments and poor in organic matter. The most representative \'delta\'\'POT.13C\' values obtained oscillate within a narrow range around 0%o. These data allow positioning these sections in the first depositional sequence of the SLF, above the basal Sturtian cap carbonates (~740 Ma) of this unit. Bairro da Lapinha (BL), Pedra do Baú (BAU) and Parque da Gruta da Lapinha (PGL) sections comprises dark gray to black limestones, with low detrital sediments contents and rich in organic matter. They are characterized by very positive \'delta\'\'POT.13\'C values (> 6%o) and \'87 ANTPOT.Sr\'/ \'86 ANTPOT.Sr\' ratios close to 0.7075. These sections belong to the second sequence of the SLF. Detrital zircons were retrieved from three marl samples from sections VS, AP and PGL and dated by the U-Pb method. The results indicate that the siliciclastic sediments of the SLF come from sources of long crustal residence time located in the Araçuaí-West Congo Orogen. The youngest population is 557 Ma aged and sets the maximum depositional age for the second sequence of SLF and most of the Bambuí Group. Furthermore, younger concordant zircon grains with ages of 537 ± 4 Ma and 506 ± 7 Ma for the first and second sequence, respectively, refute the hypothesis of a major sedimentation gap between the sequences, as recently proposed, and endorse an Ediacaran/Cambrian age for the SLF. If such gap does exist, it lies between the Sturtian cap carbonates and the sections with \'delta\'\'POT.13\' C around 0%o. These ages also indicate that the deposition of most of the Bambuí Group took place in a foreland basin, after the closure of the Adamastor Ocean which led to the edification of the Araçuaí Belt to the east of the SFC. The \'87 ANTPOT.Sr\'/ \'86 ANTPOT.Sr\' ratios obtained on the SLF carbonates contrast with the recently proposed Sr evolution curves, especially for the Cambrian, from where ratios higher than 0.7085 would be expected. It is possible that the SLF was deposited on a restricted eipiric sea and global correlations based on Sr isotopes are not reliable in such cases.

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-08-07T14:31:04Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-08-07T14:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / De modo geral, os materiais termoplásticos são sensíveis à radiação ultravioleta (UV), a qual provoca mudanças em suas estruturas químicas, afetando suas propriedades, principalmente as mecânicas, e características de aparência. A radiação ultravioleta (10-400 nm), em especial na faixa entre 290- 400 nm, é bastante agressiva aos materiais plásticos resultando na quebra de cadeias e/ou reticulação. Para aplicações agrícolas, são fatores críticos para envelhecimento: a radiação solar total, temperatura, umidade relativa do ar, esforço mecânico, presença de agroquímicos, poluição do ar e a combinação desses fatores. Os aditivos estabilizantes de luz são adicionados aos plásticos para aumentar a durabilidade do produto final. Existem diversos sistemas estabilizantes de luz, desenvolvidos de acordo com a resina, aplicação final, tipo de cultivo e outras características. Além dos estabilizantes convencionais, como por exemplo, benzofenona, benzotriazol e as moléculas do tipo aminas estericamente bloqueadas (HALS), existem também aditivos inorgânicos baseados em nanotecnologia. Este estudo avalia diferentes sistemas de aditivos: HALS, nano carbonato de cálcio (nCaCO3 ou NPCC), nano óxido de zinco (nZnO) e nano dióxido de titânio (nTiO2), aplicados a 0,25 % e 0,75 % (em massa) em polietileno de baixa densidade linear (PEBDL) e copoliéster alifático aromático. As amostras foram envelhecidas em QUV-B simulando 6 meses de exposição à intempérie. Foram realizados testes de resistência à tração, termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), índice de carbonila, espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM) e espectroscopia de absorção na região de ultravioleta e visível (UV-VIS). As propriedades das amostras não envelhecidas foram comparadas as envelhecidas para avaliar o desempenho dos vários sistemas de aditivos sobre o comportamento da degradação das amostras. Como resultado deste estudo, concluiu-se que há viabilidade da aplicação de nanopartículas como aditivos estabilizantes de luz (anti-UV), em especial o nZnO. Contudo, a aditivação do tipo HALS ainda mostrou-se mais eficaz, considerando os polímeros, sistemas de aditivação e proporções utilizadas. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-01-13T15:38:59Z No. of bitstreams: 2 Tese - Edgard Alves Muniz - 2015.pdf: 1352609 bytes, checksum: c9b3cdfa4970aae68eeb4f9b944894ed (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-01-13T15:42:17Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Edgard Alves Muniz - 2015.pdf: 1352609 bytes, checksum: c9b3cdfa4970aae68eeb4f9b944894ed (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-13T15:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Edgard Alves Muniz - 2015.pdf: 1352609 bytes, checksum: c9b3cdfa4970aae68eeb4f9b944894ed (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-05-21 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The latosolic Concretionary Petric Plintosol is the less fertile soil in the bioma Cerrado. Making it to produce food in order to contribute to the Brazilian agribusiness, turns into a great challenge for Science. In addition to this fact, the\pineapple fruits exports are important incomes sources for our Country. For this reason, the present work aimed to assess effects of application, on soil, of calcium carbonate, calcium & magnesium carbonate and calcium sulfate, on productivity of pineapple plant (Ananas comosus L. Merril) var. Pérola cultivated in typical Distrocohesive Yellow Latosol and latosolic Concretionary Petric Plintosol on a same topossequence of Cerrado bioma. Soon after planting, it were applied on both soils, the following equivalent doses\(kg ha-1): on the latossol area – 2000, 2000 and 1000; and on the plintossol area – 3000, 3000 and 1500; of calcium carbonate, calcium & magnesium carbonate and calcium sulfate, respectively. As effects, the fruits production averages (t ha-1), in both soils were: 8,32; 12,94; 13,82; 15,09; 5,02; 12,60; 14,11; e 14,82, respectively, in the same sequence above. The essays were set up in 2010, in a region of Anápolis, Goiás State, latitude 16º19ˈ 36 ̎ S, longitude 48º57ˈ 10 ̎ W and altitude 1017 m. The yearly pluviosity average is 1.200 mm, and the temperature oscillates between 21 and 35ºC; the climate is classified as Aw according to Köppen system. The harvest was achieved in 2012. The experimental design was in randomized blocks. Each plot measured 1,20 x 6,60 m and were four the number of treatments with five replications. The three products, in the mentioned equivalent doses, induced the latosolic Concretionary Petric Plintosol studied to reach a pineapple Pérola production capacity equivalent to the typical Distrocohesive Yellow Latosol. Calcium sulfate, calcium carbonate and calcium & magnesium carbonate, individually, increased the tenor of changeable bases in the upper layers of both soils, wich made it possible to obtain greater pineapple Pérola yielding. / Plintossolo Pétrico Concrecionário latossólico é o menos fértil dos solos cerradinos. Fazê-lo produzir alimentos para contribuir com o agronegócio brasileiro, tornase um desafio para a ciência. Em adição a este fato, abacaxi é uma importante fonte de divisas para o país. Por estas razões, o presente trabalho objetivou avaliar efeitos de aplicações, no solo, de calcário calcítico, calcário dolomítico e gesso agrícola sobre a produtividade do abacaxizeiro (Ananas comosus L. Merril) var. Pérola cultivado em Latossolo Amarelo Distrocoeso típico e em Plintossolo Pétrico Concrecionário latossólico de uma mesma topossequência de bioma Cerrado. Logo após o plantio, foram aplicadas, aos dois solos, as seguintes doses equivalentes (kg ha-1): na área de latossolo – 2.000, 2.000 e 1.000; e na área de plintossolo – 3000, 3000 e 1 .500 de calcário calcítico, calcário dolomítico e gesso agrícola, respectivamente. Como efeitos, as produções médias de frutos (t ha-1), nos dois solos, foram: 8,32; 12,94; 13,82; 15,09; 5,02; 12,60; 14,11; e 14,82, na mesma ordem das doses equivalentes descritas acima. Os ensaios foram instalados em 2010, no município de Anápolis (GO), com latitude de 16º19ˈ 36 ̎ S, longitude 48º57ˈ 10 ̎ W e altitude 1017 m. A média anual de pluviosidade é de 1.200 mm e a temperatura oscila entre 21 e 35ºC; clima é classificado como Aw no sistema Köppen. A colheita realizou-se em 2012. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso. Cada parcela mediu 1,20 x 6,60 m, e foram quatro os tratamentos de cinco repetições. Os três insumos, nas doses equivalentes mencionadas, induziram o Plintossolo Pétrico Concrecionário latossólico estudado a atingir uma capacidade de produção de abacaxi Pérola estatisticamente igual à do Latossolo Amarelo Distrocoeso típico. O gesso agrícola, o calcário dolomítico e calcário calcítico, individualmente, aumentaram os teores de bases trocáveis nas camadas mais superficiais dos dois solos, o que possibilitou a obtenção de maiores produtividades do abacaxizeiro Pérola.

Le Bassin de Franceville situé au SE du Gabon présente une série de black shales (Formation FB) d'âge Paléoprotérozoïque (2.1 Ga) surmontant les grès de la Formation FA. Ce bassin peu déformé et non métamorphique représente une archive exceptionnelle des processus de dépôt de cette période de l’histoire de la Terre où la vie commence à se développer. En particulier, la Formation FB contient le protore d'un gisement mondial d'oxydes de manganèse exploité par la société Eramet-Comilog. L’objectif de ce travail est de préciser les conditions de formation de ce protore et de le replacer dans l’histoire du remplissage du bassin. Ce protore d'une épaisseur moyenne de 75 m est constitué de carbonates de manganèse ; il a fait l'objet d'une récente campagne de 24 forages carottés d'une profondeur moyenne de 125 m sur le plateau de Bangombé (Pl. Bangombé).A travers une approche pluridisciplinaire comprenant l'étude de ces forages et des affleurements clefs du bassin, ce travail porte sur la caractérisation i) de l'environnement de dépôt du protore et des séries qui l'encadrent (du toit du FA au toit du FB) ; ii) du mode de formation des carbonates de Mn à 2.1 Ga et iii) de l'architecture et de la répartition des hautes teneurs en Mn du protore représentant un gisement potentiel du futur.L’étude pétro-sédimentaire détaillée a permis de distinguer neuf unités (U1 à U9) au sein de la Formation FB organisées suivant un cycle rétrogradant jusqu’à U5 puis progradant jusqu’à U9. Ce découpage montre une évolution du milieu de dépôt depuis un domaine de shoreface contrôlé par des courants deltaïques (U1) évoluant vers des dépôts d’offshore restreint (U2). Ce bassin enregistre ensuite un système de chenaux-levées turbiditiques (U3) qui alimentent un réseau d'injectites reconnu sur l’ensemble du Pl. de Bangombé et qui traverse 150 m de série (U4 à U7) en affectant le protore et ainsi les teneurs en Mn. L'environnement de dépôt du protore (U5 et U6) marque l’isolement du bassin qui devient affamé et contrôlé par une sédimentation biochimique à l’origine du dépôt des carbonates de Mn. L'Unité 7 correspond à la réouverture des apports détritiques en domaine d'offshore supérieur puis en domaine de shoreface dominé par des dépôts de tempêtes et de chenaux sous-aquatiques deltaïques (U8), et enfin lagunaire (U9) dans lequel apparaissent les premiers métazoaires de l’histoire de la planète, suivant une séquence régressive.Une étude géochimique a permis de préciser les conditions de dépôt du protore qui se forme en milieu alcalin anoxique à sub-oxique. Dans ce milieu, nous montrons pour la première fois une précipitation directe des carbonates de Mn sous forme bactériomorphe induite par l'activité photosynthétique des cyanobactéries qui consomment le CO2/HCO3 et conduisant à une augmentation du pH favorable à la formation des carbonates de Mn. L'activité cyanobactérienne est conditionnée par l’absence de courants de fond qui augmentent la turbidité du milieu et stoppent cette dernière.Les corrélations diagraphiques et séquentielles permettent de préciser la répartition spatiale et temporelle du FB permettant ainsi de replacer le protore dans l’histoire tectono-sédimentaire du bassin. Une première phase syn-tectonique (U1 à U3) contrôle l’épaisseur et la mise en place de dépôts turbiditiques dans les parties subsidentes, de dépôts argileux sur les pentes et de dépôt de carbonates sur les hauts-fonds. La seconde phase post tectonique (U4 à U7) permet la mise en place de dépôts relativement isopaques, bien que le protore enregistre une subsidence plus importante au nord du Pl. de Bangombé. On observe ainsi, sur le Pl. de Bangombé, des teneurs en Mn qui augmentent vers le sud alors que l’épaisseur du protore augmente vers le NNE. Postérieurement au dépôt du FB, le protore est structuré par des failles qui le compartimentent en touches de piano limitant ainsi sa continuité sur le Pl. de Bangombé. / The Franceville Basin (2.1 Ga) in southeastern Gabon, hosts a black shale series well preserved (FB Formation) which represents an exceptional example of unmetamorphised Paleoproterozoic sediment strata. This basin includes the protore of one of the largest Mn-oxide laterite ore worldwide, mined by Eramet-Comilog. The aim of this this work is to determine formation conditions of this protore and to characterize the global sedimentary evolution of the FB Formation which include the protore. This 75 m thick protore is constituted of Mn carbonate-rich black shales which represent a potential ore deposit for the future. It was drilled, on the Bangombé plateau, during a recent campaign of 24 boreholes with an average depth of 125 m.Through multidisciplinary study on these cores and key outcrops of the basin, this work focuses on : i) the depositional environment of the Mn-protore and FB Formation ; ii) the processes of formation of the Mn-carbonates at 2.1 Ga and iii) the architecture and distribution of Mn-rich levels of the protore on the Bangombé Plateau.A detailed sedimentological and petrological study allowed us to redefine the division of the FB into nine units, named U1 to U9 from the base to the top. These units show a fine upward cycle up to U5 and a reverse coarse loop until U9. This division leads to a new interpretation to propose an evolution from a shoreface depositional environment controlled by deltaic currents (U1) to an offshore depositional environment with anoxic conditions (U2). In this basin, a system of submarine fan is developed, feeding a network of sand injections (injectites) covering the Bangombé plateau (70 km²) and with a thickness of 150 m affecting U4 to U7, including the Mn-protore. The protore depositional environment formed below the wave base limit (U4, U5 and U6) in a starved basin, controlled by biochemical sedimentation allowed the formation of Mn-carbonates. The end of starved basin, would allow the re-opening of the detrital input into the offshore basin (U7). This basin is then filled by storm bar deposits intersected by deltaic sub-aquatic channels (U8). The U9 unit corresponds to a quiet lagoon environment, allowing the multicellular organism development for the first time on the planet.A geochemical study allowed the characterization of the depositional environment of Mn-carbonates as an anoxic to sub-oxic and alkaline environment. For the first time, we showed that the manganese carbonates, present as bacteriomorph forms, are precipitated from the seawater by the mediated photosynthetic cyanobacterial activity, which allows CO2 / HCO3 depression of the environment and a local increase of pH. The cyanobacterial activity is controlled by the absence of bottom currents, which increase the detrital input. This would stop the activity of the cyanobacteria and thus would lead to the decrease of the Mn-concentration along the protore.Finally, well-log and a sequential correlation analyses allowed us to detail spatial and timing repartition of FB Formation deposit, controlled by a tectono-sedimentary model. We propose two- tectono-sedimentary phases. A first syn-tectonic phase (U1 to U3) controls the depocentres and sedimentation gaps. Turbidite coarse deposits are located in the most subsident part, clay deposits rather on the slope and carbonates on shoals. A second post-tectonic phase (U4 to U7) allows isopach deposits. The Mn-protore formed during the post-tectonic phase. However, it shows a variable thickness due to subsidence to the north of the Bangombé plateau. So, on the Bangombé plateau, Mn-contents increase towards the south, whereas the protore thickness increases towards the NNE. Moreover sand injectites decrease Mn-content in the eastern part of the Bangombé plateau and impact on the economic evaluation of the Mn-carbonates. Currently, the protore is structured by post-sedimentary faults, which lead to a non-continuity of the high Mn levels on the Bangombé plateau.

Dans ce travail, nous développons deux grands axes de recherche liés aux carbonates fondus. Le premier est l'optimisation des piles à combustible à base de carbonates fondus, avec deux approches : (i) l'amélioration de la durée de vie de la cathode grâce à des couches ultra-minces d'oxydes métalliques élaborés par la technique de dépôt de couches atomiques; (ii) la modification des électrolytes Li-K et Li-Na par addition de Cs ou de Rb. Le second est consacré à la valorisation du CO2 par sa réduction électrochimique dans les électrolytes à carbonates fondus, où nous analysons la réduction du CO2 par chronopotentiométrie et chronoamperométrie. Finalement, afin de tester les modifications subies par certains des composants analysés dans les deux premières parties, nous avons installé et adapté une configuration de cellule complète couplée à la chromatographie en phase gazeuse. Nous avons obtenu quelques résultats significatifs dans l’ensemble des approches abordées ; en ce qui concerne le point (i), nous avons constaté que TiO2 et CeO2 sont appropriés pour protéger la cathode contre la corrosion sans affecter ses propriétés électrochimiques en réduisant presque de moitié la dissolution du Ni. Les résultats obtenus pour le point (ii) sont également fructueux, car nous avons établi une méthode pour comparer deux électrolytes différents en déterminant les coefficients de diffusion des ions superoxyde et du dioxyde de carbone. Nous avons également comparé les performances de la cathode de NiO dans les électrolytes modifiés avec Cs et Rb. De ces études, nous avons constaté que l'addition de Cs améliore significativement le coefficient de diffusion de CO2 en réduisant la résistance de transfert de charge et la résistance totale à l'électrode, étant l'additif le plus prometteur testé ici. En ce qui concerne la réduction du CO2, nous avons constaté que la réaction implique des espèces adsorbées et instables et se produit en deux étapes à un électron ou une étape à deux électrons ; ainsi, il s’agit très probablement d’un mécanisme de réduction simultanée d’espèces adsorbées et dissoutes. Finalement, nous avons effectué les premiers tests sur cellule complète MCFC dans notre laboratoire, obtenant une performance et une puissance acceptables. Cependant, de petites améliorations sont encore nécessaires pour pouvoir tester les composants modifiés de cellule MCFC. / In this work, we develop two major research routes related to molten carbonates. The first one is the molten carbonate fuel cell optimization, with two approaches: (i) cathode lifetime improvement through ultra-thin layers of metal oxides deposited by atomic layer deposition; (ii) Li-K and Li-Na electrolyte modification by Cs or Rb additions. The second one is dedicated to CO2 valorization through its electrochemical reduction in molten carbonate electrolytes, where we analyze CO2 reduction by means of chronopotentiometry and chronoamperometry. Finally, in order to test some of the component modifications described in the two first parts, we installed and adapted a single-cell setup coupled to gas chromatography. We obtained some significant results in all the approaches; concerning point (i), we found that TiO2 and CeO2 are suitable for cathode corrosion protection without affecting the electrochemical properties of the electrode and reducing almost by half the dissolution of Ni. The results obtained from point (ii) are also fruitful, since we established a method for comparing two different electrolytes and obtained the diffusion coefficients of the superoxides and carbon dioxide. We also compared the performance of the state-of-the-art NiO cathode in Cs and Rb modified electrolytes. From these studies, we found that Cs addition improves significantly the CO2 diffusion coefficient and reduces the charge transfer and total resistance at the electrode, being a promising additive. Regarding CO2 reduction, after all the tests performed, we found that the reaction involves adsorbed and instable species and occurs in two one-electron steps or in two-electron unique step; thus, it follows most probably a mechanism of simultaneous reduction of the adsorbed and dissolved species. Finally, we performed the first MCFC single-cell tests in our laboratory obtaining an acceptable cell performance and output power. However, small improvements are still necessary to be able to test MCFC modified components.