[pt] A dessorção de íons secundários induzida por impacto de projéteis velozes é um fenômeno de interesse tanto da pesquisa fundamental dos processos de colisão quanto da Física de Superfícies, Biociência e Astrofísica. O modelo teórico de dessorção iônica induzida por elétrons baseado na formação de um traço nuclear é aprimorado no presente trabalho. Considera-se que o traço seja composto por um infratraço de carga positiva e um ultratraço de carga negativa. Ao chegarem na superfície do sólido, os elétrons secundários emanados do infratraço geram íons que são em seguida acelerados por ação do campo elétrico produzido pelos traços. Os dados experimentais escolhidos para testar o modelo correspondem à dessorção iônica induzida em filmes finos de gelo (H2O) por íons de nitrogênio de 1,7 MeV. As velocidades de emissão e as massas dos íons dessorvidos foram determinadas pela técnica de tempo- de-vôo. Empregou-se um detector de íons composto por um par de placas de microcanais e por um anodo sensível à posição de impacto dos íons. Os dados obtidos pela técnica XY-TOF mostram diferenças de simetrias na distribuição angular dos íons secundários. Em especial, observou-se emissão quase isotrópica dos agregados leves em relação a normal à superfície, contrastando com a dos agregados pesados que apresenta distribuição assimétrica atribuída a um efeito de memória da direção do projétil durante a emissão iônica. Um acordo entre os resultados do modelo e os dados experimentais é considerado razoáve / [en] Secondary ion desorption induced by impact of fast projectiles is an important phenomenon not only because it is directly connected to atomic collision processes in solids, but also to practical implications in the Physics of Surfaces, Bioscience and Astrophysics. A theoretical model describing the desorption induced by secondary electron (SEID) produced in nuclear tracks is extended in the present work. It considers that the nuclear track is composed by a positive charged infratrack and a negative charged ultratrack. Secondary electrons emanated from infratrack reach the surface of the solid and generate molecular ions which are accelerated by an electric field produced by the track. The experimental data obtained by a 1.7 MeV nitrogen beam inducing electronic sputtering on condensed water target are used to test the SEID model. The initial velocity vectors and the masses of the emitted ions were obtained by the time-of-fight technique equipped with a position sensitive delay line detector XY-TOF. The data obtained by the technique show differences of symmetries in the angular distribution of the secondary ions. In particular, isotropic emission was observed for light clusters in relation to normal to the surface, contrasting with heavy clusters that show an asymmetric distribution attributed to nuclear track memory direction during the emission. The agreement between the model results and experimental data is considered reasonable. / [es] La desorción de iones secundarios a partir de la incidencia de proyectiles rápidos en superficies es un fenómeno de gran interés científico en áreas de Física de Colisiones (interacciones ión-sólido), Física de Superficies, Bio-ciencia y Astrofísica. En esta Tesis fue desarrollado un modelo teórico para describir el proceso de desorción iónica inducida por los electrones emitidos durante la formación del trazo nuclear. El modelo considera que el trazo trazo nuclear. Las predicciones del modelo fueron comparadas con las mediciones de las especies emitidas por la incidencia de iones de nitrógeno de 1,7 MeV en películas delgadas de hielo (H2O). Las especies emitidas y sus velocidades iniciales fueron determinadas utilizando la técnica tiempo de vuelo (TOF). Fue utilizado un detector formado por un par de placas de micro canales con un ánodo sensible a la posición de impacto de los iones (técnica XY-TOF). Dos tipos de distribuciones angulares de los iones secundarios fueron observadas: isotrópica para masas pequeñas y anisotrópica para masas grandes. La distribución angular de masas grandes es preferencialmente simétrica a la dirección de incidencia del proyectil con respecto a la normal a la superficie y se debe al efecto de memoria del trazo nuclear sobre la dirección de incidencia del proyectil. Los resultados teóricos y los valores experimentales concuerdan parcialmente.

[pt] As reservas de óleos pesados têm obtido grande importância devido à diminuição das reservas de óleos leves e ao aumento dos preços do petróleo. Porém, precisa-se de aumentar a viscosidades destes óleos pesados para que possam fluir até superfície. Para reduzir a viscosidade foi escolhida a técnica de recuperação térmica SAGD (Steam Assisted Gravity Drainage) pelos seus altos valores de recobro. A redução da viscosidade é atingida pela transmissão de calor ao óleo pela injeção de vapor, porém uma parte deste calor é transmitida à rocha. Esta transmissão de calor junto com a produção de óleo geram uma variação no estado de tensões no reservatório o que por sua vez geram fenômenos geomecânicos. Os simuladores convencionais avaliam de uma forma muito simplificada estes fenômenos geomecânicos, o que faz necessários uma abordagem mais apropriada que acople o escoamento dos hidrocarbonetos e a transmissão de calor com a deformação da rocha. As mudanças no reservatório, especialmente a variação da saturação, afetam as propriedades sísmicas da rocha, as quais podem ser monitoradas para acompanhar o avanço da frente de vapor. A simulação fluxo-térmica-composicional-geomecânica é integrada à sísmica de monitoramento 4D da injeção de vapor (a través da física de rochas). Existe uma grande base de dados, integrada por propriedades dos fluidos do reservatório (PVT) (usado no arquivo de entrada de simulação de fluxo) e uma campanha de mecânica das rochas. Foram simulados vários cenários geomecânicos considerando a plasticidade e variação da permeabilidade. Foram avaliadas várias repostas geomecânicas e de propriedades de fluidos no pico de pressão e final do processo SAGD. A resposta geomecânica pode ser observada, porém foi minimizada devido à baixa pressão de injeção, sendo o mecanismo de transmissão de calor um fator importante na produção de óleo (pela redução da viscosidade) e a separação vertical entre poços. Foi também significativa à contribuição da plasticidade no aumento da produção de hidrocarbonetos. A impedância acústica foi calculada usando a Equação de substituição de fluidos de Gassmann. Os sismogramas sintéticos de incidência normal (para monitorar o avanço da frente o câmara de vapor) mostraram a área afetada pela injeção de vapor, porém com pouca variação devida principalmente à rigidez da rocha. / [en] The heavy oil reserves have gained importance due to the decreasing of the present light oil reserves. Although it is necessary to reduce the oil viscosity and makes it flows to surface. For its high recovery factor the SAGD (Steam Assited Gravity Drainage) thermal process was selected. The viscosity reduction is achieved by heat transfer from steam to oil, but some part of this heat goes to rock frame. This heat transfer together with oil production change the initial in-situ stress field what creates geomechanical effects. The conventional flux simulators have a very simplified approach of geomechanical effects, so it is necessary to consider a more suitable approach that considers the coupling between oil flux and heat transfer with rock deformation. The changes within the reservoir, specially the saturation change, affect the seismical rock properties which can be used to monitor the steam chamber growth. The flux-thermal geomechanics is integrated to steam chamber monitoring 4D seismic (through the rock physics). There is a great data base, integrated by reservoir fluid properties (PVT) (used in reservoir simulation dataset) and a rock mechanics campaign. Several scenaries were simulated considering the plasticity and permeability variation. Several geomechanical responses and flux properties at peak pressure and end of SAGD process were evaluated. The geomechanical response can be observed, but was minimized due to low steam injection pressure, being the heat transfer an important in oil production (for the viscosity reduction) and the vertical well separation, too. The plasticity has a significant contribution in the increment of oil production. Acoustic impedance was calculated by using Gassmann fluid substitution approach. 2D Synthetic seismograms, normal incidence (to monitor the steam camera front advance), showed the area affected by steam injection, but with little variation due principally to rock stiffness.