Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2018-04-27T12:15:53Z No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2018 Roos Sophia de Freitas Dam.pdf: 1402693 bytes, checksum: 6a8bc7c98b0b3e3e3d55619f51dd2f72 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-27T12:15:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2018 Roos Sophia de Freitas Dam.pdf: 1402693 bytes, checksum: 6a8bc7c98b0b3e3e3d55619f51dd2f72 (MD5) Previous issue date: 2018-02 / Agitadores ou misturadores são amplamente utilizados nas indústrias química, farmacêutica e de cosméticos quando processos como dispersão e homogeneização são desejados. Estes equipamentos são utilizados para misturar líquidos, promover reações de substâncias químicas, manter líquidos homogêneos durante armazenamento Agitadores industriais são construídos com características específicas para cada aplicação, dependendo de parâmetros como densidade, fase e viscosidade dos produtos a serem agitados. Durante a produção de um produto, o equipamento pode falhar e comprometer o procedimento de agitação ou mistura, tornando-se necessário avaliar o desempenho do misturador. Desta forma, é muito importante ter uma ferramenta de diagnóstico e de desempenho para unidades industriais visando garantir a qualidade do produto. O método utilizado neste trabalho baseia-se nos princípios da técnica de Rastreamento de Partícula Radioativa, que correlaciona as contagens obtidas por um arranjo de detectores com a posição instantânea ocupada por uma partícula radioativa. A geometria de detecção desenvolvida utiliza oito detectores cintiladores de NaI(Tl), uma fonte pontual de 137Cs (662 keV) com emissão isotrópica de raios gama e um tubo de policloreto de vinila como seção de teste. O modelo matemático foi desenvolvido utilizando o código MCNP-X, onde inicialmente o tubo é preenchido com ar e a partícula radioativa é posicionada em seu interior. Em um segundo momento, o tubo é preenchido com uma mistura de concreto. Nas duas situações, o algoritmo de localização utilizado pela rede foi capaz de predizer a posição instantânea da partícula radioativa. / Agitators or mixers are highly used in the chemical, pharmaceutical and cosmetic industries when processes such as dispersion and homogenization are desired. This equipment is used to mix liquids, promote reactions of chemical substances, keep homogeneous liquid bulk during storage. Agitators and mixers are designed for each application with specific configurations, depending on the characteristics, such as density, phase and viscosity of the agitated product. During the production process, the equipment may fail and compromise the stirring or mixing procedure, thus it is very important to have a diagnosis tool for these industrial units to assure the quality of the product. The method here presented is based on the principles of the radioactive particle tracking technique, which correlates the counts obtained by an array of detectors with the instantaneous position of the radioactive particle. The detection geometry developed in this work employs eight NaI(Tl) scintillation detectors, a 137Cs (662 keV) point source with isotropic emission of gamma-rays and a polyvinyl chloride tube as a test section. The mathematical model was developed using the MCNP-X code, where the tube is first filled with air and the radioactive particle is positioned inside it. Then, the tube is filled with a concrete mixture. In both situations, the search algorithm given by the network was capable to predict the instantaneous position of the radioactive particle.

Orientador: Marcos Silveira / Resumo: O objetivo deste trabalho é explorar a atenuação da vibração de uma metaestrutura por meio da adição de absorvedores de forma periódica. Além disso é explorada a atenuação da vibração de uma metaestrutura quando um absorvedor com rigidez cúbica não linear é incluído sem aumentar a massa total. As metaestruturas, e especificamente as estruturas periódicas, apresentam características interessantes para atenuação da vibração que não são encontradas em estruturas clássicas. Estas características foram exploradas para aplicações automotivas e aeroespaciais, entre outras, pois estruturas com baixa massa são fundamentais para essas indústrias. Também é desejável manter baixos níveis de vibração em uma ampla faixa de frequência. Foi demonstrado que a adição de absorvedores de vibração em um arranjo periódico pode fornecer atenuação da vibração para entrada de choque sem aumentar a massa total de uma estrutura. Neste trabalho, a resposta dinâmica do sistema proposto é comparada a uma metaestrutura base sem absorvedores e uma metaestrutura com absorvedores lineares para entrada harmônica através da avaliação da norma H2 da resposta em frequência. Um procedimento de otimização é mostrado para encontrar a posição ideal e os coeficientes de rigidez do absorvedor não linear. A resposta dinâmica do sistema ideal é obtida numericamente e mostra que a adição de um absorvedor não linear pode melhorar a atenuação da vibração. / Abstract: The objective of this work is to explore the vibration attenuation of a metastructure by periodically adding absorbers, and the vibration attenuation of a metastructure is explored when a nonlinear cubic stiffness absorber is included without increasing the total mass. Metastructures, and specifically periodic structures, present interesting characteristics for vibration attenuation that are not found in classical structures. These characteristics have been explored for automotive and aerospace applications, among others, as structures with low mass are paramount for these industries, and keeping low vibration levels in wide frequency range is also desirable. It has been shown that the addition of vibration absorbers in a periodic arrangement can provide vibration attenuation for shock input without increasing the total mass of a structure. In this work, the dynamical response of the proposed system is compared to a base metastructure without absorbers and a metastructure with linear absorbers for harmonic input via the evaluation of the H2 norm of the frequency response. An optimisation procedure is shown to find the optimal position and stiffness coefficients of the nonlinear absorber. The dynamical response of the optimal system are obtained numerically, and shows that the addition of one nonlinear absorber can improve vibration attenuation. / Mestre

Um material composto, formado pela mistura de muitos elementos, pode ser convenientemente descrito, a partir da forma com que a radiação interage com ele, como se fosse formado por um elemento ctício com um número atômico efetivo, Zef. Esse parâmetro não é constante com a energia, entretanto, pode ser considerado uma ferramenta útil na caracterização de tecidos biológicos, materiais tecido-equivalentes e dosímetros. Várias formas de determinação do Zef foram propostas na literatura, dentre elas, estão os métodos de atenuação que se baseiam no uso da seção de choque total (obtido a partir do coeciente de atenuação linear mássico (µ/)) e os métodos de espalhamento que se baseiam na razão entre as seções de choque diferenciais Rayleigh e Compton. Neste trabalho, buscou-se estudar métodos de obter Zef de forma experimental e teórica, por dois métodos (atenuação e espalhamento) para completar lacunas existentes na literatura. No método de atenuação, foi utilizado o (µ/) como grandeza de interação que, no conhecimento dos autores, ainda não foi utilizado. Para isso, arranjos experimentais que permitam determinar a densidade, , e o coeciente de atenuação linear, µ, foi construído. O µ (de materiais tecido-equivalentes e tecidos biológicos) foi determinado tanto para energia de 59.54 keV (fonte 241Am) com detector CdTe, quanto para faixa de energia entre 15 e 45 keV (tubo de raios X com alvo de W) com detector SDD. Um novo programa computacional para determinar o número atômico efetivo a partir do µ/ foi implementado e validado. A sensibilidade do método foi estudada de forma a determinar Zef de forma adequada. No método de espalhamento, arranjo experimental para detectar os fótons espalhados Rayleigh e Compton (utilizando fonte de 241Am e detector CdTe) foi construído, otimizado e validado. Um programa computacional para determinação de Zef através da razão Rayleigh/Compton, R/C, foi elaborado e validado . A sensibilidade do método foi estudada e analisada de forma a determinar Zef de maneira adequada. No método de atenuação, o arranjos para determinação do µ/ possibilitaram determiná-lo com diferenças menores que 6% quando comparados com a literatura e incertezas de 3.8% para 59.54 keV e até 7% na faixa de 15 à 45 keV. Também foi vericado que o método é adequado para determinar Zef para energias de até 60 keV, pois a partir deste valor, as incertezas em Zef aumentam (para mais de 10%). No método de espalhamento, o arranjo para determinação da razão Rayleigh/Compton possibilitaram obter medidas de R/C com menos de 10% de diferença com a literatura e incertezas de 7% e foi vericado ainda, que a faixa de momento transferido entre 1 Å1 e 2 Å1 é adequada para determinar Zef (incertezas menores que 3% de incerteza) / A composite material, formed by the mixture of several elements, can be conveniently described by, from the way the radiation interacts with it, as if it were formed by a factitious element with an eective atomic number (Zef). This parameter is not constant with the energy, however, can be considered as an useful tool for characterization of biological tissues, tissue-equivalent materials and dosimeters. Several ways for the determination of Zef were proposed by the literature, among them, are the attenuation methods which are based on the total cross section (derived form the mass attenuation coecient (µ/)) and the scatter methods which are based on the ratio between the Rayleigh and Compton dierential cross sections. In this work, were study ways to obtain Zef experimentally and theoretically by two methods (attenuation and scattering) to ll the gaps in the literature. In the attenuation method µ/ was used as interaction coecient which, in the authors knowledge, it hasnt been used. For this purpose, experimental arrangements to determine the density () and the linear attenuation coecient (µ) were built. The µ (of tissue-equivalent material and biological tissues) were determined both for 59.54 keV (241Am source) with a CdTe detector and for the energy rage between 15 and 45 keV (X ray tube, W target) with a SDD detector. A new computational program for determining Zef through µ/ was implemented and validated. The method sensibility was studied in the way to determine Zef properly. In the scattering method, an experimental arrangement to detect the Rayleigh and Compton scattered photons (with 241Am source and a CdTe detector) was built, optimized and validated. A computational program to determine Zef through Rayleigh to Compton ratio, R/C, was elaborated and validated. The methods sensibility was studied and analyzed to determine Zef properly. In the attenuation method, the arrangements for determining µ/ allowed to determine it with dierences smaller than 6% when compared with the literature and uncertainties of 3.8% for 59.54 keV and up to 7% in the range of 15 to 45 keV. It has also been found that the method is suitable for determining Zef for energies of up to 60 keV, because above that energy, the uncertainties in Zef increases (more than 10%). In the scattering method, the arrangement for determining R/C made it possible to obtain measurements of R/C with less than 10% dierence with the literature and uncertainties of 7% and it was veried that the momentum transfer range between 1 Å1 and 2 Å1 is suitable for determining Zef (uncertainties less than 3 % uncertainty)

O estudo da penetração da radiação solar no meio aquático foi desenvolvido em quatro partes. Na primeira delas, voltada para a atenuação da radiação solar na coluna d’água, foram discutidos fatores de interferência e suas inter-relações. Neste sentido, foi feita uma comparação da penetração da radiação solar em ecossistemas continentais naturais e artificiais, analisando as diferenças e similaridades. O estudo comparativo da atenuação da radiação solar subaquática em toda extensão de reservatórios constituiu a segunda parte deste trabalho. A comparação foi feita entre reservatórios que apresentam proximidades de localização, mas com diferenças marcantes nos usos e ocupações nas regiões em que os mesmos estão inseridos. Na terceira parte foram apresentados dois recursos de grande utilização na obtenção das respostas imediatas do ambiente aquático, do ponto de vista óptico, diante dos impactos sofridos. O primeiro recurso foi a determinação do espectrograma da radiação solar, indicando a atenuação da radiação solar subaquática na faixa fotossinteticamente ativa (400 nm - 700 nm). O outro recurso foi a obtenção do espectro de absorção da água superficial, que permitiu o estabelecimento do “Índice de Absorção Espectral da Água", I.A.E.A., que facilmente possibilita a detecção de fontes pontuais de poluição e contaminação. Como quarta e última parte foi proposto o desenvolvimento de um aparelho a partir da reconstrução do hidrofotômetro (Modelo Nº 268 WA 310 GM MFG & Instrument Corp. Bronx. N.Y. 10 451), onde foi introduzido e adaptado o detector fotocondutivo (PIN - 250DP) em substituição às fotocélulas anteriormente danificadas. Durante o trabalho de campo, este aparelho foi testado e foi feita a comparação com os obtidos do Quanta-meter LI-COR (LI - 185A) também utilizado neste trabalho. / The study of solar radiation penetration in aquatic environment was developed in four parts. The first one, directed to solar radiation attenuation in the water column, interference factors and their inter-relations were discussed. In this sense, a penetration comparison of the solar radiation in natural and artificial continental ecosystems was carried out, analyzing differences and similarities. The second part of this work consisted of a comparative study of underwater solar radiation in the entire reservoir. The comparison was done between reservoirs that are near to one another, but with marked differences in use and occupation within the regions where they are located. In the third part, two resources of great utilization in obtaining immediate response from the aquatic environment, from an optical point of view of the impacts experienced, were presented. The first resort was the spectrogram determination of solar radiation, which indicated the underwater solar radiation attenuation in the active photosynthetic range (400 nm - 700 nm). The other resort was the superficial water absorption spectrum, which allowed establishing the “Water Spectral Absorption Index", I.A.E.A. that easily makes possible detection of accurate sources of pollution and contamination. The fourth and last part proposed to develop an apparatus from the construction of an underwater hydrophotometer (Model 268 WA 310 GM MFG & Instrument Corp. Bronx N.Y. 10451), where the photoconductor detector was adapted and introduced (PIN - 250DP) substituting the previously damaged photocells. During field work, this apparatus was tested and comparison was performed with data obtained from Quanta-meter LI-COR (LI - 185A), also used in this work.

Nesta pesquisa teve-se como objetivo estudar as propriedades físicas de polpas de açaí disponíveis comercialmente, tais como: pH, condutividade, viscosidade, tensão superficial e atenuação acústica, em função da temperatura e de particulados presentes na suspensão de açaí. Foram selecionadas quatro marcas comerciais de polpa de açaí originárias da região norte do Brasil. As amostras foram estudadas na forma pura (sem diluição) e diluídas. As análises de tensão superficial foram conduzidas utilizando o tensiômetro da Sensadyne (modelo QC6000) na faixa de temperatura de 15ºC a 60ºC. Observou-se uma variação da tensão superficial entre as marcas estudadas e em todos os casos a polpa de açaí diluída apresentou tensão superficial superior à polpa pura. Para valores de temperatura maiores que 45ºC, a tensão superficial aumentou com a temperatura para duas marcas estudadas. A verificação da atenuação e do tamanho de partículas foi realizada utilizando a técnica de espectroscopia de atenuação acústica com o equipamento APS-100 (Matec Applied Science, Northborough, USA). A polpa diluída apresentou uma menor atenuação com relação à polpa pura. As polpas de açaí, pura e diluída, apresentaram partículas com tamanho inferior a 0,6 µm de diâmetro, sendo que a polpa pura apresentou partículas com diâmetros maiores. Na investigação reológica foram utilizados reômetros rotacionais (Modelo DVIII+) da marca Brookfield com geometrias de cone-placa e cilindros concêntricos na faixa de temperatura de 15ºC a 60ºC. Os reogramas obtidos foram ajustados aos modelos de Ostwald-de-Waale (Lei da Potência) e Herschel-Bulkley, sendo que o melhor ajuste foi obtido com o modelo de Lei da Potência. Todas as amostras estudadas apresentaram comportamento reológico não-Newtoniano, com características de fluidos tixotrópicos. Foi investigado também o comportamento reológico de polpas de açaí tratadas enzimaticamente para posterior processamento por microfiltração tangencial. As enzimas comerciais Pectinex Ultra SP-L, Biopectinase KK Plus e Ultrazym AFPL foram avaliadas separadamente e a respectiva eficiência foi analisada pela redução da viscosidade no reômetro rotacional com a geometria de cone-plana. A enzima comercial Ultrazym foi mais eficiente na redução da viscosidade aparente da polpa de açaí, sendo que as enzimas Pectinex e Biopectinase não apresentaram alteração significativa da viscosidade. A análise da viscosidade aparente dos produtos (permeado e retentado) da microfiltração utilizando membranas cerâmicas comerciais de 0,8 e 0,2 \'mü\'m foi feita utilizando o reômetro rotacional com a geometria de cone-placa, na temperatura de 25ºC. Para o processamento por microfiltração sem tratamento enzimático, o retentado apresentou valores de viscosidade aparente superior ao permeado e à polpa diluída, enquanto que a polpa diluída apresentou viscosidade aparente superior ao permeado. Na microfiltração com tratamento enzimático a polpa diluída apresentou viscosidade aparente inferior ao permeado, comportamento observado para as duas membranas estudadas (0,8 e 0,2 \'mü\'m). Com os resultados obtidos foi possível verificar a grande variação nas propriedades físicas de polpas comerciais de açaí e com isso, a importância de se realizar tais medidas para a otimização de processos como a microfiltração tangencial. / The main objective of this research was the study of physical properties of commercial types of açaí pulp; including pH, electric conductivity, viscosity, surface tension and acoustic attenuation as a function of temperature and particulates of açaí suspension. Four types of açaí pulp from north region of Brazil were selected. The samples were analyzed in pure (undiluted) and diluted form. Surface tension was measured with Sensadyne tensiometer (model QC6000) in the temperature range: 15º to 60º Celsius. In all types of pulp studied the surface tension of diluted sample was higher than pure sample. For temperatures above 45º Celsius surface tension increased for two types of açai pulp studied. Acoustic attenuation and particle size of samples were analyzed with the equipment APS-100 from Matec Applied Science, Northborough, USA. Acoustic attenuation of diluted samples is smaller for pure samples; the açaí pulp (pure and diluted) has particle sizes below 0,6 µm and the particle sizes of the pure samples were larger than the diluted samples. Brookfield/USA rotational rheometers (Model DVIII+) was employed for rheological analysis with two geometries: cone-plate and concentric cylinders in the temperature range: 15º to 60º Celsius. The rheological behavior was adjusted by Ostwald-de-Waale model (or Power-law model) and Herschel-Bulkley model; the Ostwald-de-Waale model showed a better fit. All brands of pulp studied presented non-Newtonian behavior with tixotropic characteristics. It also investigated the rheological behavior of açaí pulp treated enzymatically for later processing by tangential microfiltration. The commercial enzymes: Pectinex Ultra SP-L (Novozymes - Bagsvaerd, Dinamarca), Biopectinase KK Plus (Kerry Bio-Science) and Ultrazym AFPL (Novozymes - Bagsvaerd, Dinamarca), were utilized to reduce viscosity and the effect was evaluated with the cone-plate geometry of the Brookfield/USA rheometer (Model DVIII+). The data shows that the Ultrazym enzyme was the best option for viscosity reduction of açaí pulp, and the other presented no changes in the viscosity. The viscosity of the retentate and permeate from the microfiltration process (membranes with cut-off 0,8 and 0,2 µm) was determined with the cone-plate geometry of the Brookfield/USA rheometer (Model DVIII+) at 25º Celsius. In microfiltration process without enzymatic action, the apparent viscosity of retentate was always higher than the retentate from diluted pulp. With the results we observed the large variation in physical properties of commercial açaí pulp and thus, the importance of carrying out such measures for the optimization of processes such as tangential microfiltration.

Imagens digitais são utilizadas para diversas finalidades, variando de uma simples foto com os amigos até a identificação de doenças em exames médicos. Por mais que as tecnologias de captura de imagens tenham evoluído, toda imagem adquirida digitalmente possui um ruído intrínseco a ela que normalmente é adquirido durante os processo de captura ou transmissão da imagem. O grande desafio neste tipo de problema consiste em recuperar a imagem perdendo o mínimo possível de características importantes da imagem, como cantos, bordas e texturas. Este trabalho propõe uma abordagem baseada em um Algoritmo Genético Híbrido (AGH) para lidar com este tipo de problema. O AGH combina um algoritmo genético com alguns dos melhores métodos de supressão de ruídos em imagens encontrados na literatura, utilizando-os como operadores de busca local. O AGH foi testado em imagens normalmente utilizadas como benchmark corrompidas com um ruído branco aditivo Gaussiano (N; 0), com diversos níveis de desvio padrão para o ruído. Seus resultados, medidos pelas métricas PSNR e SSIM, são comparados com os resultados obtidos por diferentes métodos. O AGH também foi testado para recuperar imagens SAR (Synthetic Aperture Radar), corrompidas com um ruído Speckle multiplicativo, e também teve seus resultados comparados com métodos especializados em recuperar imagens SAR. Através dessa abordagem híbrida, o AGH foi capaz de obter resultados competitivos em ambos os tipos de testes, chegando inclusive a obter melhores resultados em diversos casos em relação aos métodos da literatura. / Digital images are used for many purposes, ranging from a simple picture with friends to the identification of diseases in medical exams. Even though the technology for acquiring pictures has been evolving, every image digitally acquired has a noise intrinsic to it that is normally gotten during the processes of transmission or capture of the image. A big challenge in this kind of problem consists in recovering the image while losing the minimum amount of important features of the image, such as corners, borders and textures. This work proposes an approach based on a Hybrid Genetic Algorithm (HGA) to deal with this kind of problem. The HGA combines a genetic algorithm with some of the best image denoising methods found in literature, using them as local search operators. The HGA was tested on benchmark images corrupted with an additive white Gaussian noise (N;0) with many levels of standard deviation for the noise. The HGAs results, which were measured by the PSNR and SSIM metrics, were compared to the results obtained by different methods. The HGA was also tested to recover SAR (Synthetic Aperture Radar) images that were corrupted by a multiplicative Speckle noise and had its results compared against the results by other methods specialized in recovering with SAR images. Through this hybrid approach, the HGA was able to obtain results competitive in both types of tests, even being able to obtain the best results in many cases, when compared to the other methods found in the literature.

O presente trabalho propõe a concentração da bauxita presente em um rejeito fino gerado na usina de beneficiamento da Companhia Brasileira de Alumínio (CBA), agora denominada Votorantim Metais Alumínio, em Itamarati de Minas (MG), através da flotação reversa da sílica, sob a forma de quartzo. Como os minerais de ferro e titânio acompanham a bauxita, é necessário fazer separação magnética para eliminá-los do concentrado final. O concentrado de ferro e titânio pode ser utilizado como aditivo para fabricação de cimento portland. O rejeito de sílica pode ser utilizado como areia para construção civil ou na própria mina em manutenção de vias de acesso. Os experimentos sistemáticos em bancada foram realizados em célula de flotação mecânica, primeiramente, com minério de uma amostragem realizada em 2004. Determinadas as dosagens ótimas dos reagentes (coletor e depressor), partiu-se para a flotação com etapas cleaner e scavenger para definir o balanço de massas e verificar o comportamento do processo. Para validar as conclusões do trabalho experimental, foi feita nova amostragem na usina de beneficiamento de Itamarati de Minas, em julho de 2005, e, com este minério, o experimento de flotação com recirculação de produtos em um circuito em bancada composto por cinco etapas rougher, cleaner e scavenger. Partindo-se de uma alimentação nova com 11,6% de alumina aproveitável, chegou-se a um concentrado com teor de 52,6% no final do circuito, após a separação magnética, com recuperação em massa de 13,3% e recuperação de alumina aproveitável de 60,4%. / The present work proposes bauxite concentration using quartz flotation from a product so far considered a tailing, from the ore processing plant of Companhia Brasileira de Alumínio (CBA), now called Votorantim Metais Alumínio, at Itamarati de Minas (MG). A magnetic separation operation is also necessary to eliminate iron and titanium contaminants. Both products from this beneficiation process can have an industrial destination: iron and titanium concentrate can be used as a portland cement charge and the quartz can be used as construction sand in mine or in road maintenance. Systematic experiments were performed on bench cell froth flotation using the remaining ore sample taken in a 2004 campaign. The optimum collector and depressant dosages were found, followed by a flotation test with cleaner and scavenger that determined the mass balance and confirmed the process behavior. To validate these conclusions a fresh ore sample was taken in July 2005. A new simulation of the flotation circuit by locked cycle with five steps rougher, cleaner and scavenger in bench scale was done with this sample. From an 11,6% alumina feed, a 52% Al2O3 alumina concentrate was achieved, after magnetic separation. The mass recovery was 13,3% and the available alumina recovery was 60,4%

Submitted by Jesiel Ferreira Gomes (jesielgomes@ufcg.edu.br) on 2018-04-19T20:06:11Z No. of bitstreams: 1 LOUIS DOSTOIEVSKY GOMES TABOSA – DISSERTAÇÃO (PPGEPM) 2016.pdf: 50198999 bytes, checksum: 7f83d1805af66a602bbb6f4676a86192 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-19T20:06:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LOUIS DOSTOIEVSKY GOMES TABOSA – DISSERTAÇÃO (PPGEPM) 2016.pdf: 50198999 bytes, checksum: 7f83d1805af66a602bbb6f4676a86192 (MD5) Previous issue date: 2016-04-04 / Capes / Neste trabalho são obtidas e analisadas propriedades petrofísicas e elásticas de amostras de rochas oriundas da Bacia do Rio do Peixe, através de ensaios laboratóriais e computacionais, obtendo-se informações sobre a densidade de grãos, a porosidade, a permeabilidade, as velocidades de propagação e os atributos de atenuação de ondas elásticas, estabelecendo-se correlações entre o comportamento viscoelástico e as propriedades faciológicas para aquela bacia. Compara-se, também, duas diferentes aproximações, no domínio da frequência, para a determinação do fator da qualidade Q (o qual corresponde a uma descrição quantitativa que sintetiza os complexos processos associados à atenuação): a razão espectral e o deslocamento de frequência. As análises mostram boa correlação das velocidades elásticas com a porosidade e a densidade, resultado da cimentação carbonática, amplamente presente em muitas áreas da Bacia. Já os fatores de qualidade obtidos não correlacionam-se fortemente, de modo fundamentado, às outras propriedades medidas, sendo mais influenciados pelas estruturas tectônicas presentes. Em geral observa-se um comportamento viscoelástico particular, atribuído à complexidade estrutural e diagenética da Bacia. / In this work petrophysical and elastic properties of rocks from the rio do Peixe Basin - Brazil - were obtained and analyzed throught laboratory and computacional assays, providing information about grain density, porosity, permeability, velocity and attenuation attributes from elastic waves. Correlations were established between the viscoelastic behavior and the facies units. Moreover, two different methods to determine the quality factor Q (which corresponds to a quantitative description of complex process associated to wave attenuation) in the frequency domain were compared: the spectral ratio and the frequency shift methods. The analysis show good correlacion of the elastic velocities with porosity and, also, with the density, which results from carbonatic cementation, extensively present in the Basin. The quality factors does not correlate strongly with other measured properties. Those are more affected by tectonic structures. In general, a particular viscoelastic, behavior is observed, witch is atributted to the diagenetic and structural complexity of the Basin.

Submitted by Ana Carolina Campos Gomes (carol.campos01@hotmail.com) on 2018-04-20T17:35:54Z No. of bitstreams: 1 AnaCarolina.pdf: 2801427 bytes, checksum: 1809e31f1376c275f1b3a1c9eca5cf6f (MD5) / Approved for entry into archive by Claudia Adriana Spindola null (claudia@fct.unesp.br) on 2018-04-20T19:06:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gomes_acc_me_prud.pdf: 2801427 bytes, checksum: 1809e31f1376c275f1b3a1c9eca5cf6f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-20T19:06:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gomes_acc_me_prud.pdf: 2801427 bytes, checksum: 1809e31f1376c275f1b3a1c9eca5cf6f (MD5) Previous issue date: 2018-03-23 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O presente trabalho teve como objetivo estimar as profundidades da zona eufótica (Zeu) e do disco de Secchi (ZSD) a partir do coeficiente de atenuação da luz (kd) utilizando dados do sensor Operational Land Imager (OLI)/Landsat-8 no reservatório de Bariri. Como importantes parâmetros de medida da claridade da água, kd, Zeu e ZSD são afetados pelas substâncias opticamente significativas (SOS). A caracterização óptica do reservatório foi realizada a partir de duas campanhas de campo realizadas no período seco, aqui nomeadas como BAR1 (agosto/2016) e BAR2 (junho/2017), que contaram com análises das propriedades ópticas inerentes (POIs), das SOS e da coleta de dados radiométricos para o cálculo da reflectância de sensoriamento remoto (Rsr). A localização do reservatório de Bariri como o segundo do Sistema de Reservatórios em Cascata (SRC) do Rio Tietê promove a heterogeneidade dos seus níveis de eutrofização na direção montante-jusante além de caracterizá-lo como altamente produtivo. As campanhas de campo foram marcadas por uma significativa diferença nos valores de concentração de clorofila-a ([Chl-a]) que apresentou variação média entre 7,99 e 119,76 μg L-1 com os maiores valores em BAR1, com decréscimo das SOS em BAR2 em relação a BAR1 e predomínio de material particulado orgânico (MPO) nas duas campanhas de campo; a turbidez variou entre 5,72 e 16,60 NTU. A absorção por matéria orgânica colorida dissolvida (aCDOM) foi predominante nas duas campanhas de campo, sendo mais expressiva em BAR2. Para as estimativas de kd, nove modelos empíricos e três modelos semi-analíticos baseados em dados radiométricos como razões entre as bandas azul/verde e azul/vermelho do sensor OLI/Landsat-8 e baseados em [Chl-a] foram avaliados. Considerando a propriedade óptica aparente (POA) do kd, um modelo semi-analítico baseado em POIs e na distribuição angular da luz apresentou os menores erros (erro médio percentual absoluto – MAPE) de 40% em relação aos modelos empíricos de [Chl-a] com 60% e de 80% para os modelos empíricos baseados em razões de bandas. A partir das estimativas de kd, modelos de estimativa de Zeu e ZSD foram avaliados. Para as estimativas de Zeu, cinco modelos empíricos, baseados na relação entre o coeficiente de atenuação da luz da radiação fotossinteticamente ativa [kd(PAR)] e de kd em 490 nm [kd(490)], e um modelo semi-analítico, baseado na equação de transferência radiativa, foram considerados; para as estimativas de ZSD, um modelo semi-analítico foi testado. Os resultados obtidos foram melhores para um modelo empírico (erro percentual absoluto – ε) de Zeu com 16% em relação ao modelo semi-analítico (ε 30%) e os erros nas estimativas de ZSD foram de 57%. Os erros nas estimativas de kd revelaram que a acurácia dos modelos empíricos foi comprometida devido à influência por CDOM e que o modelo semi-analítico, por considerar a natureza óptica de kd como uma POA, apresentou os melhores resultados. As estimativas de ZSD também foram afetadas pelas características ópticas de Bariri, não apresentando correlação com a matéria orgânica em BAR2, marcado pelo decréscimo de [Chl-a] e aumento dos valores de aCDOM. Zeu mostrou melhores resultados a partir de um modelo empírico calibrado com dados ópticos semelhantes aos do reservatório de Bariri em comparação ao modelo semi-analítico, desenvolvido para abranger as variações bio-ópticas sazonais e regionais. kd, Zeu e ZSD foram espacializados a partir de imagens do sensor OLI/Landsat-8 permitindo a avaliação espaçotemporal desses parâmetros que apresentaram um padrão sazonal quando analisados em relação aos dados de precipitação. kd apresentou variação entre 0,89 e 5,60 m-1 para o período analisado (2016) e Zeu e ZSD apresentaram variação entre 0,30 e 7,60 m e entre 0,32 e 2,95 m, respectivamente, para o período de 2014-2016. Pode-se concluir então, que apesar das estimativas de kd, Zeu e ZSD terem sido afetadas pela influência de CDOM no reservatório de Bariri, o esquema semi-analítico foi capaz de estimar kd com menor erro e permitiu as estimativas de Zeu e ZSD. / The objective of this present work was estimate the euphotic zone (Zeu) and Secchi disk (ZSD) depths from the light attenuation coefficient (kd) using the Operational Land Imager (OLI)/Landsat-8 data in Bariri reservoir. The kd, Zeu and ZSD are important water clarity parameters and are influenced by the optically significant substances (OSS). The optical characterization was carried out with data collected in two field campaigns in the dry period, here called BAR1 (august/2016) and BAR2 (june/2017), that included analysis of the inherent optical properties (IOPs), of the OSS and radiometric data to calculate the remote sensing reflectance (Rrs). The location of Bariri reservoir as the second of the Cascading Reservoir System (CRS) of Tietê River promotes the heterogeneity of the eutrophication levels from upstream to downstream besides characterizes the reservoir as highly productive. The field campaigns presented a significant difference in chlorophyll-a concentrations ([Chl-a]) with mean variation between 7.99 and 119.76 μg L-1 with the highest values in BAR1, with reduce of the OSS in BAR2 in relation to BAR1 and predominance of organic particulate matter (OPM) in both field campaigns and variation in turbidity from 5.72 to 16.60 NTU. The absorption of chromophoric dissolved organic matter (CDOM) was dominant in both field campaigns and more expressive in BAR2. For the kd estimates, nine empirical models and three semi-analytical models based on radiometric data such as ratios of blue-green and blue-red bands of (OLI)/Landsat 8 sensor and based on [Chl-a] were evaluated. Considering the apparent optical property (AOP) of kd, a semi-analytical model based on IOPs and the light angular distribution presented the lowest errors (mean absolute percentage error – MAPE) of 40% in relation to the empirical models of [Chl-a] with 60% and of 80% for the empirical models based on the band ratios. Through the kd estimates, models to derive Zeu and ZSD were evaluated. For the Zeu estimates, five empirical models were considered based on the relation between the attenuation coefficient of the photosynthetically active radiation [kd(PAR)] and the kd at 490 nm [kd(490)], and one semi-analytical model, based on the radiative transfer equation; for the ZSD estimates, one semi-analytical model was tested. The empirical model of Zeu showed the better results with the (unbiased absolute percentage error – ε) 16% in relation to the semi-analytical model (ε 30%) and the estimates errors of ZSD were 57%. The errors in kd estimates revealed that the accuracy of the empirical models was affected by the CDOM influence in Bariri reservoir and the semi-analytical model presented a better performance when considering the optical nature of kd as an AOP. The ZSD estimates were also affected by the optical characteristics of Bariri with no correlation to the SPM in BAR2, where the [Chl-a] decreased and the aCDOM increased. Zeu showed better results from an empirical model calibrated with similar optical data to Bariri reservoir in relation to the semi-analytical model developed to be applied in a wide range of bio-optical seasonal and regional variations. The kd, Zeu and ZSD were spatially distributed through OLI/Landsat-8 images allowing the temporal-spatial assessment of theses parameters, which presented a seasonal pattern when analyzed in relation to rainfall data. kd presented variation from 0.89 to 5.60 m-1 to the analyzed period (2016) and Zeu and ZSD presented variations between 0.30 and 7.60 m and between 0.32 and 2.95 m, respectively, for 2014-2016 period. It can be concluded, therefore, that despite of the CDOM have affected the kd, Zeu and ZSD retrievals in Bariri reservoir, the semi-analytical scheme was able to estimate kd with lowest error and enable the Zeu and ZSD estimates. / CNPq: 131737/2016-3 / FAPESP: 2012/19821-1 e 2015/21586-9

Um material composto, formado pela mistura de muitos elementos, pode ser convenientemente descrito, a partir da forma com que a radiação interage com ele, como se fosse formado por um elemento ctício com um número atômico efetivo, Zef. Esse parâmetro não é constante com a energia, entretanto, pode ser considerado uma ferramenta útil na caracterização de tecidos biológicos, materiais tecido-equivalentes e dosímetros. Várias formas de determinação do Zef foram propostas na literatura, dentre elas, estão os métodos de atenuação que se baseiam no uso da seção de choque total (obtido a partir do coeciente de atenuação linear mássico (µ/)) e os métodos de espalhamento que se baseiam na razão entre as seções de choque diferenciais Rayleigh e Compton. Neste trabalho, buscou-se estudar métodos de obter Zef de forma experimental e teórica, por dois métodos (atenuação e espalhamento) para completar lacunas existentes na literatura. No método de atenuação, foi utilizado o (µ/) como grandeza de interação que, no conhecimento dos autores, ainda não foi utilizado. Para isso, arranjos experimentais que permitam determinar a densidade, , e o coeciente de atenuação linear, µ, foi construído. O µ (de materiais tecido-equivalentes e tecidos biológicos) foi determinado tanto para energia de 59.54 keV (fonte 241Am) com detector CdTe, quanto para faixa de energia entre 15 e 45 keV (tubo de raios X com alvo de W) com detector SDD. Um novo programa computacional para determinar o número atômico efetivo a partir do µ/ foi implementado e validado. A sensibilidade do método foi estudada de forma a determinar Zef de forma adequada. No método de espalhamento, arranjo experimental para detectar os fótons espalhados Rayleigh e Compton (utilizando fonte de 241Am e detector CdTe) foi construído, otimizado e validado. Um programa computacional para determinação de Zef através da razão Rayleigh/Compton, R/C, foi elaborado e validado . A sensibilidade do método foi estudada e analisada de forma a determinar Zef de maneira adequada. No método de atenuação, o arranjos para determinação do µ/ possibilitaram determiná-lo com diferenças menores que 6% quando comparados com a literatura e incertezas de 3.8% para 59.54 keV e até 7% na faixa de 15 à 45 keV. Também foi vericado que o método é adequado para determinar Zef para energias de até 60 keV, pois a partir deste valor, as incertezas em Zef aumentam (para mais de 10%). No método de espalhamento, o arranjo para determinação da razão Rayleigh/Compton possibilitaram obter medidas de R/C com menos de 10% de diferença com a literatura e incertezas de 7% e foi vericado ainda, que a faixa de momento transferido entre 1 Å1 e 2 Å1 é adequada para determinar Zef (incertezas menores que 3% de incerteza) / A composite material, formed by the mixture of several elements, can be conveniently described by, from the way the radiation interacts with it, as if it were formed by a factitious element with an eective atomic number (Zef). This parameter is not constant with the energy, however, can be considered as an useful tool for characterization of biological tissues, tissue-equivalent materials and dosimeters. Several ways for the determination of Zef were proposed by the literature, among them, are the attenuation methods which are based on the total cross section (derived form the mass attenuation coecient (µ/)) and the scatter methods which are based on the ratio between the Rayleigh and Compton dierential cross sections. In this work, were study ways to obtain Zef experimentally and theoretically by two methods (attenuation and scattering) to ll the gaps in the literature. In the attenuation method µ/ was used as interaction coecient which, in the authors knowledge, it hasnt been used. For this purpose, experimental arrangements to determine the density () and the linear attenuation coecient (µ) were built. The µ (of tissue-equivalent material and biological tissues) were determined both for 59.54 keV (241Am source) with a CdTe detector and for the energy rage between 15 and 45 keV (X ray tube, W target) with a SDD detector. A new computational program for determining Zef through µ/ was implemented and validated. The method sensibility was studied in the way to determine Zef properly. In the scattering method, an experimental arrangement to detect the Rayleigh and Compton scattered photons (with 241Am source and a CdTe detector) was built, optimized and validated. A computational program to determine Zef through Rayleigh to Compton ratio, R/C, was elaborated and validated. The methods sensibility was studied and analyzed to determine Zef properly. In the attenuation method, the arrangements for determining µ/ allowed to determine it with dierences smaller than 6% when compared with the literature and uncertainties of 3.8% for 59.54 keV and up to 7% in the range of 15 to 45 keV. It has also been found that the method is suitable for determining Zef for energies of up to 60 keV, because above that energy, the uncertainties in Zef increases (more than 10%). In the scattering method, the arrangement for determining R/C made it possible to obtain measurements of R/C with less than 10% dierence with the literature and uncertainties of 7% and it was veried that the momentum transfer range between 1 Å1 and 2 Å1 is suitable for determining Zef (uncertainties less than 3 % uncertainty)