A microtomografia computadorizada (computed microtomography - μCT) permite uma análise não destrutiva de amostras, além de possibilitar sua reutilização. A μCT permite também a reconstrução de objetos tridimensionais a partir de suas seções transversais que são obtidas interceptando a amostra através de planos paralelos. Equipamentos de μCT oferecem ao usuário diversas opções de configurações que alteram a qualidade das imagens obtidas afetando, dessa forma, o resultado esperado. Nesta tese foi realizada a caracterização e análise de imagens de μCT geradas pelo microtomógrafo SkyScan1174 Compact Micro-CT. A base desta caracterização é o processamento de imagens. Foram aplicadas técnicas de realce (brilho, saturação, equalização do histograma e filtro de mediana) nas imagens originais gerando novas imagens e em seguida a quantificação de ambos os conjuntos, utilizando descritores de textura (probabilidade máxima, momento de diferença, momento inverso de diferença, entropia e uniformidade). Os resultados mostram que, comparadas às originais, as imagens que passaram por técnicas de realce apresentaram melhoras quando gerados seus modelos tridimensionais. / X-ray Computed Microtomography (μCT) allows a non destructive analysis of samples besides making it possible to reuse them. μCT also allows the reconstruction of tridimensional objects from its transverse sections obtained intersecting the sample through parallel planes. μCT devices offer the user several configuration options which alter the quality of the images obtained affecting, this way, the results expected. In this study, the characterization and analysis of μCT images generated by the X-ray tomograph scannerSkyScan1174 Compact Micro-CT was performed. The basis of this characterization is the processing of images. Enhancement techniques were applied (brightness, saturation, histogram equalization and median filter) in the original images creating new images. Next, the quantification of both sets was performed, using texture descriptors (maximum likelihood, moment of difference, inverse difference moment , entropy and uniformity). The results show that, compared to the originals, the images which went through enhancement techniques had improved when their three-dimensional models were generated.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar, em microtomografia computadorizada (CT), o preparo de canais de molares inferiores com diferentes sistemas acionados a motor. Foram selecionadas 58 raízes mesiais patentes, de diâmetro anatômico correspondente a #10. Para a avaliação em TC, um anel de aço inoxidável foi confeccionado nos moldes do suporte para amostra do microtomógrafo, para que servisse de fôrma para a inclusão das raízes em resina Duralay, a fim de padronizar a posição do espécime no escaneamento inicial e final. Os canais foram preparados com os sistemas Reciproc R25 (n=16); WaveOne Primary File (n=16); Twisted File (n=14), e HyFlex (n=12). Após serem escaneados, foram reconstruídos tridimensionalmente e avaliados quantitativamente quanto à variação de volume (mm3), área de superfície (mm2) e structure model index (SMI). Foi, ainda, realizada a avaliação qualitativa das seções transversais por terço e por quadrante (MV, ML, DV, DL), sendo avaliado o toque de paredes. Os dados paramétricos foram analisados estatisticamente pelos testes ANOVA e t para amostras pareadas (α=5%). Não foi observada diferença estatística nos parâmetros quantitativos avaliados para Reciproc (142,77 76,75; 42,22 19,22; e 14,68 17,69, respectivamente); WaveOne (105,09 64,82; 29,54 19,21; 14,81 9,10, respectivamente); Twisted File (111,83 43,09; 33,31 18,40; 9,16 6,57, respectivamente), e HyFlex (151,74 149,37; 43,08 41,44; 10,80 8,52, respectivamente) (p=0,423). Dentro de cada grupo, foi observada diferença significante entre os resultados pré e pós-operatórios. O teste não paramétrico de Kruskal Wallis foi aplicado para a avaliação relativa ao toque de paredes. Foi observado que o sistema HyFlex apresentou a maior porcentagem de toques (82,3 13,1), seguido por Reciproc (81,3 16,9), Twisted File (78,3 14,4) e, por fim, WaveOne (76,9 21,7) (p>0,05). Em relação aos terços não foi observada diferença significativa (p=0,424). Os resultados da avaliação dos quadrantes intergrupo não demonstraram diferenças, porém indicaram tendência do preparo em direção à parede distal no terço cervical. Ao final, pôde-se concluir que os sistemas testados se equivalem quanto ao preparo de canais mesiais de molares inferiores; porém, nenhuma das técnicas foi capaz de tocar completamente em todas as paredes do canal radicular. / The aim of this work was to analyze, in X-ray computed microtomography (CT), the root canal preparation of mandibular molars with different engine driven systems. 58 mesial roots were selected, of anatomic diameter corresponding to #10. For the analysis in TC, a stainless steel ring was manufactured in the same shape as the brace for CT sampling, in order to serve as a mold to insert the roots in Duralay resin, so as to standardize the position of the specimen in the initial and final scanning. The canals were prepared with the Reciproc R25 (n=16), WaveOne Primary File (n=16), Twisted File (n=14) and HyFlex (n=12) systems. After being scanned, they were three-dimensionally reconstructed and quantitatively evaluated as regards the variation of volume (mm3), surface area (mm2) and structure model index (SMI). In addition, the qualitative evaluation of the cross sections by third and by quadrant (MV, ML, DV, DL) was carried out, along with the wall touching evaluation. The parametric data were statistically analyzed by ANOVA and t-tests for paired samples (α=5%). No statistical difference was observed in the qualitative parameters evaluated for Reciproc (142.77 76.75; 42.22 19.22; and 14.68 17.69; respectively), WaveOne (105.09 64.82; 29.54 19.21; 14.81 9.10; respectively), Twisted File (111.83 43.09; 33.31 18.40; 9.16 6.57; respectively) and HyFlex (151.74 149.37; 43.08 41.44; 10.80 8.52) (p=0,423). Significant difference was observed within each group between the pre- and post-results. The Kruskal-Wallis non-parametric test was applied for the evaluation as regards root canal wall touching. At the end, we observed that the HyFlex system presented the highest touching rate (82.3 13.1), followed by the Reciproc (81.3 16.9), Twisted File (78.3 14.4) and, finally, WaveOne (76.9 21.7) systems (p>0.05). As for the thirds, was not observed any significant difference (p=0.424). The results of the evaluation in the intergroup quadrants did not show any difference; however, they showed that there was a preparation trend towards the distal wall in the cervical third. At the end, it can conclude that the systems tested are equivalent as regards the preparation of mesial canals of mandibular molars, but none of the techniques was capable of fully touching all root canal walls.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação de Mestrado do programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia dos Materiais é apresentado um estudo para a caracterização do concreto reforçado com fibras de polipropileno e de aço pela análise das imagens de microtomografia computadorizada por transmissão de raios X (μCT). Foram produzidos corpos de prova de concreto para determinar a sua resistência mecânica à compressão. As imagens foram obtidas no sistema Skyscan, modelo 1174, reconstruídas e analisadas. Foi possível observar na análise das imagens a estrutura da fibra de aço dispersa na matriz do concreto e quantificá-las pelo programa de análise de imagens Ctan e perceber um ganho na resistência mecânica em relação ao concreto sem fibras. Não foi feito a quantificação das amostras de fibras de polipropileno dispersas na matriz de concreto, mas foi observada a presença de aglomerados dessa fibra que resultaram na perda da resistência mecânica em relação ao concreto sem fibras. / In this dissertation Masters Program Graduate in Science and Technology of Materials is presented a study for characterization of concrete reinforced with polypropylene fibers and steel by image analysis of computed microtomography X ray transmission (μCT). Concrete samples were produced to determine their mechanical resistance to compression. The images were obtained in the SkyScan model 1174, reconstructed and analyzed. It was possible, in image analysis, to observe the structure of steel fiber dispersed in the concrete matrix and quantify them by image analysis program Ctan and observed a gain in strength compared to concrete fiber less. The quantification was not did to samples of polypropylene fibers dispersed in the matrix of concrete, but we observed the presence of clusters fibers resulting in the loss of mechanical strength compared to concrete fiber less.

A microtomografia computadorizada (computed microtomography - μCT) permite uma análise não destrutiva de amostras, além de possibilitar sua reutilização. A μCT permite também a reconstrução de objetos tridimensionais a partir de suas seções transversais que são obtidas interceptando a amostra através de planos paralelos. Equipamentos de μCT oferecem ao usuário diversas opções de configurações que alteram a qualidade das imagens obtidas afetando, dessa forma, o resultado esperado. Nesta tese foi realizada a caracterização e análise de imagens de μCT geradas pelo microtomógrafo SkyScan1174 Compact Micro-CT. A base desta caracterização é o processamento de imagens. Foram aplicadas técnicas de realce (brilho, saturação, equalização do histograma e filtro de mediana) nas imagens originais gerando novas imagens e em seguida a quantificação de ambos os conjuntos, utilizando descritores de textura (probabilidade máxima, momento de diferença, momento inverso de diferença, entropia e uniformidade). Os resultados mostram que, comparadas às originais, as imagens que passaram por técnicas de realce apresentaram melhoras quando gerados seus modelos tridimensionais. / X-ray Computed Microtomography (μCT) allows a non destructive analysis of samples besides making it possible to reuse them. μCT also allows the reconstruction of tridimensional objects from its transverse sections obtained intersecting the sample through parallel planes. μCT devices offer the user several configuration options which alter the quality of the images obtained affecting, this way, the results expected. In this study, the characterization and analysis of μCT images generated by the X-ray tomograph scannerSkyScan1174 Compact Micro-CT was performed. The basis of this characterization is the processing of images. Enhancement techniques were applied (brightness, saturation, histogram equalization and median filter) in the original images creating new images. Next, the quantification of both sets was performed, using texture descriptors (maximum likelihood, moment of difference, inverse difference moment , entropy and uniformity). The results show that, compared to the originals, the images which went through enhancement techniques had improved when their three-dimensional models were generated.

Introdução: A histomorfometria do osso é um dos métodos padronizados que pode ser utilizado para quantificar a microestrutura do osso trabecular. Existem muitos meios de acesso para conseguir a visualização dos defeitos ósseos no caso de um acometimento de doença periodontal, por exemplo. A extensão e morfologia da perda óssea alveolar podem ser acessadas e examinadas após confecção de retalhos mucoperiosteais em cirurgias periodontais ou através de exames radiográficos. A partir de então, a tecnologia da micro- CT tornou-se padrão ouro para avaliação da arquitetura 3D do osso trabecular; exibindo como uma de suas principais vantagens sua habilidade em proporcionar resultados quantitativos com pouco ou nenhum preparo da amostra e sem a sua destruição. Metodologia: Foram utilizados 40 ratos machos: ratos normotensos (WK) e espontaneamente hipertensos (SHR) foram divididos em grupos com doença periodontal induzida por ligaduras (DP), e grupos controle, em que a DP não foi induzida (C). Cada um desses quatro grupos foram divididos em 2 subgrupos, de acordo com o período de eutanásia, que foi realizada no 10° e no 21° dia do experimento, desse modo cada grupo teve um n=5. Os animais do grupo DP receberam ligadura com fio de algodão ao redor do primeiro molar inferior. Após a eutanásia todas as hemimandíbulas dos animais tiveram seu tecido mole removido através de processos químico e biológico a fim de proporcionar uma peça histológica preparada adequadamente para ser escaneada no microtomógrafo. Para realização da análise microtomográfica foi utilizado um aparelho modelo 1172 da fabricante SkyScan®. As amostras foram verificadas nos três planos espaciais através dos softwares CTAN®, DATA VIEWER® e CTVOX® que também foram utilizados para a visualização tridimensional, análise qualitativa e quantitativa da anatomia externa e interna do osso alveolar. Resultados: Os resultados das medidas lineares foram aqueles extraídos de uma imagem bidimensional de uma fatia única escolhida por ser a mais representativa para detectar a perda óssea alveolar. Para a quantificação dos parâmetros volumétricos foi realizada a avaliação em dois pontos distintos: a área da região de furca do M1 mandibular e a área da região interproximal entre M1 e M2 da mandíbula. De todos os parâmetros avaliados e analisados os mais representativos para detectar a perda óssea alveolar neste modelo de estudo foram: Furca e JCE-COV (junção cemento-esmalte crista óssea vestibular) em 2D (medidas lineares) e a relação entre a superfície óssea e o volume ósseo; relação entre o volume ósseo e o volume total; porosidade e densidade mineral óssea nos parâmetros em 3D (medidas volumétricas). Conclusão: A metodologia empregada mostrou ser eficiente para a caracterização da perda óssea alveolar nos grupos controle e doença periodontal. A região escolhida e o método de análise tem influência no resultado. Assim medidas lineares e medidas volumétricas de uma mesma amostra podem apresentar porcentagens diferentes em relação à perda óssea. / Introduction: The histomorphometry of bone is one of the standard methods that can be used to quantify the microstructure of the trabecular bone. There are many ways to get access to the visualization of bone defects in the case of onset of periodontal disease, for example. The extent and morphology of alveolar bone loss may be accessed and examined after making mucoperiosteais flaps in periodontal or through radiographic examinations surgeries. Since then, the technology of micro - CT has become the gold standard for evaluation of the 3D architecture of trabecular bone; showing as one of its main advantages its ability to provide quantitative results without destruction and with little or no sample preparation. Methodos: Normotensive rats (WK) and spontaneously hypertensive (SHR) were divided into groups of ligature-induced periodontal disease (PD), and control groups (C), where PD is not induced. 40 rats were used and each of these four groups were divided into 2 subgroups according to the time of euthanasia , which was held on the 10th and 21st day of the experiment , thus each group had an n = 5 . The animals in the PD group received ligature with cotton thread around the first molar. After euthanasia, all animals had their mandibles soft tissue removed through chemical and biological processes to provide a suitably prepared for micro-ct analysis. In order to perform the micro-CT analysis, a model 1172 device manufacturer of SkyScan® was used. The samples were observed in the three spatial planes through the CTAN®, DATA VIEWER® and CTVOX® softwares which were also used for threedimensional visualization, qualitative and quantitative analysis of the external and internal anatomy of the alveolar bone. Results: The results of linear measurements were those extracted from a twodimensional image of a single slice chosen for being the most representative for detecting bone loss. For quantification of the volumetric parameters were assessed at two different points: the area of the furcation region of the mandibular M1 and interproximal area of the region between M1 and M2 of the jaw. Of all the most representative in detecting alveolar bone loss in this model of study parameters were evaluated and analyzed : Furcation and cementum-enamel junction to the buccal bone crest = 2D (linear measurements) and the relationship between the bone surface and bone volume ; ratio of bone volume to the total volume ; porosity and bone mineral density in 3D parameters ( volumetric measurements). Conclusion: The methodology was efficient for the characterization of alveolar bone loss in the periodontal disease groups. The region chosen and method of analysis have affected the outcome. Thus, linear and volumetric measurements of the same sample may have different percentages in relation to bone loss.

Introdução: A histomorfometria do osso é um dos métodos padronizados que pode ser utilizado para quantificar a microestrutura do osso trabecular. Existem muitos meios de acesso para conseguir a visualização dos defeitos ósseos no caso de um acometimento de doença periodontal, por exemplo. A extensão e morfologia da perda óssea alveolar podem ser acessadas e examinadas após confecção de retalhos mucoperiosteais em cirurgias periodontais ou através de exames radiográficos. A partir de então, a tecnologia da micro- CT tornou-se padrão ouro para avaliação da arquitetura 3D do osso trabecular; exibindo como uma de suas principais vantagens sua habilidade em proporcionar resultados quantitativos com pouco ou nenhum preparo da amostra e sem a sua destruição. Metodologia: Foram utilizados 40 ratos machos: ratos normotensos (WK) e espontaneamente hipertensos (SHR) foram divididos em grupos com doença periodontal induzida por ligaduras (DP), e grupos controle, em que a DP não foi induzida (C). Cada um desses quatro grupos foram divididos em 2 subgrupos, de acordo com o período de eutanásia, que foi realizada no 10° e no 21° dia do experimento, desse modo cada grupo teve um n=5. Os animais do grupo DP receberam ligadura com fio de algodão ao redor do primeiro molar inferior. Após a eutanásia todas as hemimandíbulas dos animais tiveram seu tecido mole removido através de processos químico e biológico a fim de proporcionar uma peça histológica preparada adequadamente para ser escaneada no microtomógrafo. Para realização da análise microtomográfica foi utilizado um aparelho modelo 1172 da fabricante SkyScan®. As amostras foram verificadas nos três planos espaciais através dos softwares CTAN®, DATA VIEWER® e CTVOX® que também foram utilizados para a visualização tridimensional, análise qualitativa e quantitativa da anatomia externa e interna do osso alveolar. Resultados: Os resultados das medidas lineares foram aqueles extraídos de uma imagem bidimensional de uma fatia única escolhida por ser a mais representativa para detectar a perda óssea alveolar. Para a quantificação dos parâmetros volumétricos foi realizada a avaliação em dois pontos distintos: a área da região de furca do M1 mandibular e a área da região interproximal entre M1 e M2 da mandíbula. De todos os parâmetros avaliados e analisados os mais representativos para detectar a perda óssea alveolar neste modelo de estudo foram: Furca e JCE-COV (junção cemento-esmalte crista óssea vestibular) em 2D (medidas lineares) e a relação entre a superfície óssea e o volume ósseo; relação entre o volume ósseo e o volume total; porosidade e densidade mineral óssea nos parâmetros em 3D (medidas volumétricas). Conclusão: A metodologia empregada mostrou ser eficiente para a caracterização da perda óssea alveolar nos grupos controle e doença periodontal. A região escolhida e o método de análise tem influência no resultado. Assim medidas lineares e medidas volumétricas de uma mesma amostra podem apresentar porcentagens diferentes em relação à perda óssea. / Introduction: The histomorphometry of bone is one of the standard methods that can be used to quantify the microstructure of the trabecular bone. There are many ways to get access to the visualization of bone defects in the case of onset of periodontal disease, for example. The extent and morphology of alveolar bone loss may be accessed and examined after making mucoperiosteais flaps in periodontal or through radiographic examinations surgeries. Since then, the technology of micro - CT has become the gold standard for evaluation of the 3D architecture of trabecular bone; showing as one of its main advantages its ability to provide quantitative results without destruction and with little or no sample preparation. Methodos: Normotensive rats (WK) and spontaneously hypertensive (SHR) were divided into groups of ligature-induced periodontal disease (PD), and control groups (C), where PD is not induced. 40 rats were used and each of these four groups were divided into 2 subgroups according to the time of euthanasia , which was held on the 10th and 21st day of the experiment , thus each group had an n = 5 . The animals in the PD group received ligature with cotton thread around the first molar. After euthanasia, all animals had their mandibles soft tissue removed through chemical and biological processes to provide a suitably prepared for micro-ct analysis. In order to perform the micro-CT analysis, a model 1172 device manufacturer of SkyScan® was used. The samples were observed in the three spatial planes through the CTAN®, DATA VIEWER® and CTVOX® softwares which were also used for threedimensional visualization, qualitative and quantitative analysis of the external and internal anatomy of the alveolar bone. Results: The results of linear measurements were those extracted from a twodimensional image of a single slice chosen for being the most representative for detecting bone loss. For quantification of the volumetric parameters were assessed at two different points: the area of the furcation region of the mandibular M1 and interproximal area of the region between M1 and M2 of the jaw. Of all the most representative in detecting alveolar bone loss in this model of study parameters were evaluated and analyzed : Furcation and cementum-enamel junction to the buccal bone crest = 2D (linear measurements) and the relationship between the bone surface and bone volume ; ratio of bone volume to the total volume ; porosity and bone mineral density in 3D parameters ( volumetric measurements). Conclusion: The methodology was efficient for the characterization of alveolar bone loss in the periodontal disease groups. The region chosen and method of analysis have affected the outcome. Thus, linear and volumetric measurements of the same sample may have different percentages in relation to bone loss.

Esta tese apresentada uma proposta de desenvolvimento de uma ferramenta computacional para metrologia com microtomografia computadorizada que possa ser implantada em sistemas de microtomógrafos convencionais. O estudo concentra-se nas diferentes técnicas de detecção de borda utilizadas em processamento de imagens digitais.Para compreender a viabilidade do desenvolvimento da ferramenta optou-se por utilizar o Matlab 2010a. A ferramenta computacional proposta é capaz de medir objetos circulares e retangulares. As medidas podem ser horizontais ou circulares, podendo ser realizada várias medidas de uma mesma imagem, uma medida de várias imagens ou várias medidas de várias imagens. As técnicas processamento de imagens digitais implementadas são a limiarização global com escolha do threshold manualmente baseado no histograma da imagem ou automaticamente pelo método de Otsu, os filtros de passa-alta no domínio do espaço Sobel, Prewitt, Roberts, LoG e Canny e medida entre os picos mais externos da 1 e 2 derivada da imagem. Os resultados foram validados através de comparação com os resultados de teste realizados pelo Laboratório de Ensaios Mecânicos e Metrologia (LEMec) do Intstituto Politécnico do Rio de Janeiro (IPRJ), Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Nova Friburdo- RJ e pelo Serviço Nacional da Indústria Nova Friburgo (SENAI/NF). Os resultados obtidos pela ferramenta computacional foram equivalentes aos obtidos com os instrumentos de medição utilizados, demonstrando à viabilidade de utilização da ferramenta computacional a metrologia. / This thesis presents a proposal to develop a computational tool for metrology using computed microtomography (microCT) systems that can be implemented in conventional microCT systems.This study focuses on the different techniques used for edge detection in image processing.To test the feasibility of developing the tool we chose to use the Matlab 2010a. The proposed computational tool is capable of measuring circular and rectangular objects.The measures can be horizontal or circular and can be performed several measurements of the same image, a measure of multiple images or more measures of multiple images.The techniques implemented of processing digital images are global thresholding with choice of threshold manually based on the image histogram or automatically by the Otsu method, the high-pass filter in the space domain Sobel, Prewitt, Roberts, LoG and Canny and the distance between the outermost "peaks" of the 1st and 2nd derivative image.The results were validated by comparison with test results performed by the Mechanical Testing Laboratory and Metrology (LEMec) Polytechnic Intstituto of Rio de Janeiro (IPRJ), State University of Rio de Janeiro (UERJ), Nova Friburdo- RJ and the National Industry Service - Nova Friburgo (SENAI / NF).The results obtained by computational tool were equivalent to those obtained with the measuring instruments used, demonstrating the feasibility of using of computational tool for metrology.

Esta tese apresentada uma proposta de desenvolvimento de uma ferramenta computacional para metrologia com microtomografia computadorizada que possa ser implantada em sistemas de microtomógrafos convencionais. O estudo concentra-se nas diferentes técnicas de detecção de borda utilizadas em processamento de imagens digitais.Para compreender a viabilidade do desenvolvimento da ferramenta optou-se por utilizar o Matlab 2010a. A ferramenta computacional proposta é capaz de medir objetos circulares e retangulares. As medidas podem ser horizontais ou circulares, podendo ser realizada várias medidas de uma mesma imagem, uma medida de várias imagens ou várias medidas de várias imagens. As técnicas processamento de imagens digitais implementadas são a limiarização global com escolha do threshold manualmente baseado no histograma da imagem ou automaticamente pelo método de Otsu, os filtros de passa-alta no domínio do espaço Sobel, Prewitt, Roberts, LoG e Canny e medida entre os picos mais externos da 1 e 2 derivada da imagem. Os resultados foram validados através de comparação com os resultados de teste realizados pelo Laboratório de Ensaios Mecânicos e Metrologia (LEMec) do Intstituto Politécnico do Rio de Janeiro (IPRJ), Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Nova Friburdo- RJ e pelo Serviço Nacional da Indústria Nova Friburgo (SENAI/NF). Os resultados obtidos pela ferramenta computacional foram equivalentes aos obtidos com os instrumentos de medição utilizados, demonstrando à viabilidade de utilização da ferramenta computacional a metrologia. / This thesis presents a proposal to develop a computational tool for metrology using computed microtomography (microCT) systems that can be implemented in conventional microCT systems.This study focuses on the different techniques used for edge detection in image processing.To test the feasibility of developing the tool we chose to use the Matlab 2010a. The proposed computational tool is capable of measuring circular and rectangular objects.The measures can be horizontal or circular and can be performed several measurements of the same image, a measure of multiple images or more measures of multiple images.The techniques implemented of processing digital images are global thresholding with choice of threshold manually based on the image histogram or automatically by the Otsu method, the high-pass filter in the space domain Sobel, Prewitt, Roberts, LoG and Canny and the distance between the outermost "peaks" of the 1st and 2nd derivative image.The results were validated by comparison with test results performed by the Mechanical Testing Laboratory and Metrology (LEMec) Polytechnic Intstituto of Rio de Janeiro (IPRJ), State University of Rio de Janeiro (UERJ), Nova Friburdo- RJ and the National Industry Service - Nova Friburgo (SENAI / NF).The results obtained by computational tool were equivalent to those obtained with the measuring instruments used, demonstrating the feasibility of using of computational tool for metrology.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2018-06-28T19:18:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Talita Rosas Ferreira.pdf: 3918159 bytes, checksum: 3af8401f079b1540a49f10a3f6fd3b2d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-28T19:18:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Talita Rosas Ferreira.pdf: 3918159 bytes, checksum: 3af8401f079b1540a49f10a3f6fd3b2d (MD5) Previous issue date: 2018-04-23 / No presente estudo, foram investigados os efeitos da calagem superficial sobre: os atributos químicos, as propriedades de interação com a radiação e a estrutura (sistema poroso) de um Cambissolo Háplico alumínico. A estrutura do solo foi analisada em escala micrométrica, considerando monólitos (8×8×8 cm) e pequenos agregados do solo (2-4 e 1-2 mm de diâmetro). O experimento consistia de cinco faixas, uma delas em área de pasto, considerada como referência (REF) e representando as condições do solo antes da implementação do sistema de plantio direto (SPD), e as demais, sob SPD, receberam as seguintes doses de calcário: 0 (C0), 10 (C10), 15 (C15) e 20 (C20) t ha-1 aplicadas na superfície do solo. A coleta das amostras se deu aos trinta meses após o procedimento de calagem, nas camadas 0-10 cm (A) e 10-20 cm (B). Os atributos químicos do solo foram caracterizados de acordo com procedimentos experimentais padrões e a composição de óxidos do solo, obtida por meio de análise de espectroscopia de fluorescência de raios X (FRX), foi usada para o cálculo do coeficiente de atenuação de massa do solo (μm), por meio do código computacional XCOM, para as energias de ≈ 60 keV (241Am) e ≈ 662 keV (137Cs). Os valores de μm foram utilizados para calcular as demais propriedades de interação da radiação com o solo e para simular as variações causadas na densidade (D) e porosidade total (Pt) do solo. Para a análise da estrutura do solo, foram utilizadas imagens 3D de microtomografia computadorizada de raios X (μTC), com resolução espacial de 60 μm (monólitos), e de μTC utilizando radiação síncrotron (μTC-RS), com resolução espacial de 1,64 μm (agregados). A visualização, processamento e análise das imagens foram realizadas com o software Avizo Fire. Foram determinadas as seguintes propriedades micromorfológicas e geométricas: porosidade baseada na imagem (P’), número de poros (NP), distribuições de P’ e NP em função de intervalos de volume, comprimento, alongamento, formato, conectividade e tortuosidade dos poros (monólitos); e: P’, distribuições de P’ e NP em função de intervalos de volume, conectividade, tortuosidade e dimensão fractal (agregados). Complementarmente, a composição elementar dos agregados do solo foi avaliada por meio de medidas de FRX. Na maioria dos casos, os efeitos da calagem concentraram-se na camada A, onde houve melhora nos atributos químicos e, portanto, no grau de acidez do solo, bem como houve aumento nas propriedades de interação da radiação em função das doses de calcário. O aumento nas propriedades de interação da radiação foi mais acentuado para a energia de ≈ 60 keV em relação a ≈ 662 keV e, no primeiro caso, as mudanças causadas em μm promoveram variação considerável na D e Pt do solo, demonstrando a relevância do estudo. A exemplo dos efeitos da calagem sobre o sistema poroso de monólitos do solo, na camada A, ressalta-se o aumento de P’ e do número de poros em que o poro principal foi separado, os quais foram identificados como sendo mais alongados e mais conectados devido à calagem. A calagem promoveu ainda alterações no arranjo dos poros separados, em ambas as camadas, com a formação de poros cilíndricos na direção horizontal, o que pode ser atribuído ao estímulo da atividade da fauna do solo. Para os agregados de solo, na camada A, a porcentagem de cálcio foi elevada a um valor mais alto em agregados de 1-2 mm em comparação com aqueles de 2-4 mm, em função das doses de calcário. A calagem afetou negativamente a estrutura de pequenos agregados do solo, diminuindo a P’ e aumentando a tortuosidade de poros para agregados de 1-2 mm. Além disso, a calagem reduziu a dimensão fractal em agregados de ambas as classes de tamanhos, em acordo com o fato de que, com a calagem, poros maiores foram substituídos por poros menores em agregados de 1-2 mm, conforme análises de natureza quantitativa e qualitativa. / In the present study, effects of surface liming on: chemical attributes, soil-radiation interaction properties and the structure (porous system) of a Dystrudept soil were investigated. The soil structure was analyzed in micrometric scale, considering monoliths (8×8×8 cm) and tiny aggregates (2-4 and 1-2 mm in diameter). The trial consisted of five stripes, one of them under pasture, considered here as reference (REF), representing the soil conditions before the no-till system (NTS) implementation, and the remaining, under NTS, received the following lime rates: 0 (C0), 10 (C10), 15 (C15) and 20 (C20) t ha-1 on the soil surface. Samples were collected thirty months after the liming procedure, at the 0-10 cm (A) and 10-20 cm (B) soil layers. The soil chemical attributes were characterized according to standard experimental procedures and the soil oxide composition, obtained by X-ray fluorescence spectroscopy (XRF), was used for the calculation of the soil mass attenuation coefficient (μm), by means of the computer code XCOM, for the energies of ≈ 60 keV (241Am) amd ≈ 662 keV (137Cs). The μm values were used to calculate the remaining soil-radiation interaction properties and to simulate variations caused on soil density (D) and total porosity (Pt). For the soil structure analysis, 3D images of X-ray computed microtomography (μCT), with spatial resolution of 60 μm (monoliths), and 3D images of synchrotron radiation based X-ray computed microtomography (SR-μCT), with spatial resolution of 1,64 μm (aggregates) were used. The image visualization, processing and analysis were performed in the Avizo Fire software. The following micromorphological and geometrical properties were determined: image-based porosity (P’), number of pores (NP), distributions of P’ and NP as function of volume intervals, length, elongation, shape, connectivity, and tortuosity of pores (monoliths); and: P’, distributions of P’ and NP as function of volume intervals, connectivity, tortuosity, and fractal dimension (aggregates). Additionally, the elemental composition of the soil aggregates was evaluated by XRF. In the majority of cases, liming effects were concentrated at layer A, where there was an improvement of soil chemical attributes and, therefore, of soil acidity level, as well as there was an increase in the soil-radiation interaction properties as function of lime rates. The increase in soil-radiation interaction properties was more accentuated for the energy of ≈ 60 keV in relation to ≈ 662 keV and, in the former case, the μm variation promoted considerable variation in D and Pt, demonstrating the relevance of the study. Highlighted instances of liming effects on the porous system of the soil monoliths, at layer A, were an increase in P’ and in the number of pores into which the main soil pore was separated, which were identified as being longer and more connected due to liming. Moreover, liming promoted changes in the arrangement of the separated pores, at both soil layers, with the formation of cylindrical pores in the horizontal orientation, which can be attributed to stimulation of the soil fauna activity. Regarding the soil aggregates, at layer A, calcium was raised to a higher percentage in aggregates of 1-2 mm when compared to those of 2-4 mm, as function of the lime rates. Liming affected negatively the structure of the soil tiny aggregates, decreasing P’ and increasing the tortuosity of pores for 1-2 mm aggregates. Besides, liming decreased the fractal dimension in aggregates from both size classes, in accord to the fact that, with liming, larger pores were replaced by smaller ones in 1-2 mm aggregates, as both quantitatively and qualitatively analyzed.