Face à diversidade de depósitos minerais existentes, a indústria de mineração tem continuamente desenvolvido novas metodologias e definições para classificação dos recursos minerais, sem que exista um consenso para a utilização de um único método. Os métodos mais comuns, aplicados na indústria mineral, são variância de krigagem, restrição da vizinhança de busca e simulações condicionais. Esses métodos geralmente não usam as informações de produção, ficando estritamente dependentes da qualidade e quantidade de informações disponíveis à longo prazo ficando a critério da experiência e julgamento do profissional responsável pela declaração dos recursos. Esse trabalho descreve os resultados do estudo baseado em amostras de produção para definir o espaçamento amostral necessário para suportar a classificação de recursos minerais em projetos semelhantes em sua escala de produção e estilo de mineralização, considerando os intervalos de confiança para tonelagem e teor. A definição de uma malha amostral adequada e os resultados detalhados para classificação dos recursos minerais estão demonstradas em um projeto de mina à céu aberto e um projeto subterrâneo adjacente a uma mina em operação. Este estudo considera um depósito sulfetado (Cu-Au) de uma mina em operação, localizada no norte do Brasil, como fonte de informação análoga. / The varied types of mineral deposits and geological features around the world have led to the creation of a large number of techniques, methodologies, and definitions for mineral resource classification. The most common methods used in the mineral industry include kriging variance, drilling spacing, neighborhood restriction, and conditional simulations. These methods generally do not use the reconciled production information, only long-term borehole information based on a personal judgment for defining confidence intervals/limits on the mineral resource classification. A drilling spacing back-analysis study for defining mineral resource classification has been completed considering the confidence intervals for tonnages and grades related to its respective production volumes, based on short-term production reconciliation of analog deposits. The definition of adequate drill holes spacing and detailed results for classifying mineral resources are demonstrated at an open pit and an underground project adjacent to an existing mining operation. This study considers a Brazilian sulfide deposit (Cu-Au) operating mine as the analogous source of information.

O carvão mineral brasileiro corresponde a cerca de 2% da matriz energética do país. Suas reservas são estimadas em 32 bilhões de toneladas. As principais reservas estão localizadas nos estados do Paraná, de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul. Uma das características deste carvão é a elevada concentração de pirita, FeS2, no material lavrado. Por este motivo são necessários processos de beneficiamento que descartam cerca de 60-70% do material minerado. Portanto, um dos principais problemas enfrentados pelo setor é justamente a geração de grandes quantidades de rejeito piritoso que são descartadas diariamente nos pátios industriais. Este material, que permace a céu aberto, em contato com a água da chuva, oxigênio atmosférico e bactérias, que vivem em ambientes ácidos, gera a drenagem ácida de minas (DAM). Este efluente possui elevada concentração de íons de metais dissolvidos e sulfato que contaminam as bacias hidrográficas da região prejudicando o meio ambiente e a população. Medidas fiscalizatórias e jurídicas têm sido tomadas com o objetivo de obrigar uma solução para o problema, mas a sua dimensão é um grande desafio. Este fato leva as empresas a buscarem alternativas tecnológicas diversas para amenizar a questão. Portanto, com o objetivo de contribuir com alternativas para este problema, a presente tese de doutorado realiza o estudo da aplicação do processo bio-hidrometalúrgico para a oxidação de pirita dos rejeitos oriundos da mineração de carvão gerando produtos com valor agregado. O processo utiliza bactérias acidofílicas que têm a capacidade de metabolizar os compostos de ferro e transformar em produtos de interesse. A metodologia do trabalho consistiu, inicialmente, na caracterização do rejeito de carvão, da fonte de inóculo de bactérias e da água de circulação do sistema. O processo foi conduzido nos níveis bancada, piloto e uma prévia instalação industrial. Estudos em nível de bancada determinaram os parâmetros de operação da planta em escala piloto. As colunas empregadas em bancada foram montadas com 1 kg de rejeito de carvão disposto na forma de leito empacotado, nas seguintes condições: (a) rejeito-controle, (b) rejeito com micronutrientes sintéticos e inóculo bacteriano, (c) rejeito com micronutriente ureia e inóculo bacteriano. A unidade de biolixiviação, montada em escala piloto, continha 200kg de rejeito de carvão e foi operada na condição controle e ideal. Os principais parâmetros observados no processo foram o pH, potencial de oxi-redução, ferro total, Fe3+, Fe2+, metais, cor, sulfatos e número mais provável de bactérias acidofílicas. Os resultados da caracterização do rejeito de carvão mostraram que os elementos majoritários na composição foram o ferro e o enxofre, dispostos na forma de pirita. A avaliação por mais de um teste microbiológico comprovou a presença da bactéria A. ferrooxidans no processo. Os ensaios realizados em colunas mostraram que o uso de nutriente sintético e ureia apresentam resultados semelhantes para a extração de ferro. A utilização de água natural e EDR4, águas de circulação, também apresentaram resultados semelhantes, porém houve uma leve vantagem para a utilização da EDR4. A planta piloto operada na condição controle e ideal mostrou que com a presença de bactérias aumentou a extração de ferro, aumentou o potencial redox e a maior parte do ferro extraído em solução estava na forma de Fe3+. No caso da planta controle, onde o número de bactérias era baixo, houve menor extração de ferro, baixos valores de potencial redox e a maior parte dos íons, neste caso, estavam na forma de Fe2+. Portanto, houve formação de dois produtos o sulfato férrico e ferroso pelo controle da presença da bactéria A. ferrooxidans no sistema. Após nove semanas de biolixiviação, com a presença de 108 bactérias A. ferrooxidans em 100mL, foi gerado o concentrado férrico que filtrado e evaporado atingiu a concentração desejável de ferro para a comercialização como coagulante de água e efluentes que é cerca de 120 g.L-1. O produto mostrou-se eficaz no tratamento de água do Rio Guandu, atendendo aos parâmetros exigidos pela Portaria Brasileira 2.914/2011 do Ministério da Saúde. Foram criadas, ao final do trabalho, duas marcas de produtos para o sulfato férrico produzido: o Sulfaclean e o Biohyextract. Se processados mensalmente 3.200t de rejeito de carvão seria possível abastecer com água tratada uma cidade com porte de 200.000 habitantes. A implantação deste processo é de baixo custo uma vez que a matéria-prima é o rejeito e a transformação do sistema é realizada por bactérias. Porém, um dos desafios ainda é a velocidade do processo, que ainda é lenta, embora as bactérias aumentem a velocidade em 4 vezes. / The Brazilian coal accounts for about 2% of the country's energy. Its reserves are estimated at 32 billion tons. The main reserves are located in the states of Parana, Santa Catarina and Rio Grande do Sul. One of the characteristics of this coal is the high concentration of pyrite (FeS2). For this reason, the beneficiation processes imply on discarting about 60-70% of the mined material. Therefore, one of the main problems of the sector is precisely the generation of large amounts of pyritic tailings which are discarded in industrial yards. This material in contact with rainwater, oxygen and bacteria, that lives in acidic environments, generates acid mine drainage (AMD). This effluent has high concentration of metal ions and dissolved sulphate that contaminate the environment. Legal measures have been taken to solve the problem. This leads many companies to seek alternative technologies to mitigate the issue. Thus, with the aim of contributing to this problem, this thesis conducts a study of the application of bio-hydrometallurgical processes in order to oxidize pyrite tailings originated from coal mining and to generate add-valued products. The process uses acidophilic bacterias that have the ability to metabolize iron compounds and to transform it into products of interest. The methodology of the study consisted initially in the characterization of the coal tailing, of the bacteria used in the process and of the circulating water system. The process was conducted in levels, laboratory, pilot plant and a previous industrial plant. Level countertop studies determined operational parameters of the plant on a pilot scale. The columns used in countertops were fulfilled by 1 kg of waste which were disposed in the form of coal packed bed. The experiment was developed under the following conditions: (a) Reject control, (b) reject with synthetic micronutrients and bacterial inoculum, (c) reject with micronutrient urea and bacterial inoculum. The bioleaching unit, mounted on a pilot scale, contained 200kg of coal waste and operated under the control condition and the ideal condition. The main parameters process were observed in pH, redox potential, total iron, Fe3+, Fe2+, metals, color, sulfates, and most likely number of acidophilic bacteria. The results of the characterization of coal waste showed that the majority of the elements in the composition are iron and sulfur, arranged in the form of pyrite. The rating for more than a microbiological test showed the presence of the bacterium A. ferrooxidans in the process. Tests performed on columns showed that the use of a synthetic nutrient and urea have similar results for the extraction of iron, although the use of synthetic nutrient presents a slight advantage. The use of natural water and EDR4, water circulation, also showed similar results, although there was a slight advantage to the use of EDR4. The pilot plant operated at ideal control condition and it showed that the presence of bacteria increased the extraction of iron, as well as the redox potential and most of the iron in solution in the form of Fe3+. In the particular case of the plant control, where the number of bacteria was low, there was a lower iron extraction, a lower redox potential values and the majority of ions in this case was in the form of Fe2+. Therefore, the formation of two products (ferric sulfate and ferrous sulfate) is controlled by A. ferrooxidans bacteria in the system. After nine weeks of bioleaching in the presence of 108 A. ferrooxidans bacteria: 100ml, it was generated a ferric filtered which was evaporated and concentrate. After that, this ferric filtered has reached the desired iron concentration (about 120g.L-1 ) in order to be commercialized as a coagulant in water treatment. The product was effective in the treatment of water from Guandu River, given the parameters required by the Brazilian Ministry of Health’s Decree 2,914/2011. In the end of the work, it was created two brands of products for the produced ferric sulfate: the Sulfaclean and Biohyextract. If 3.200t of coal waste were processed each month, it would be possible to supply a 200,000 inhabitant city with treated water. The implementation of this process has low cost because the raw material is coal tailing and its processing system is performed by bacteria. However, one challenge is still the speed of the process, which is still slow, even though the bacteria has already increase the speed process by 4 times.

In last century, both in Uruguay and in the world, there became evident the consolidation of the utilization of the reinforced concrete, as fundamental material, for the construction of structures of use in architecture and civil engineering works. This reality demanded the investigation in the materials area, as this way also of models of structural design. On the other hand, in the last decade, this process coincide with the strengthening of the gold’s mining industry in the North- East of the territory of Uruguay, extractive activity, generating of stony residues with big quantities and with important questions as for his environmental aggression. This work took as an aim the study of the technical viability of the use of this stony residue in the production of concrete, in substitution of the conventional coarse aggregate. The investigation included the characterization of the same one and the comparison with the aggregates of traditional use, as much as in what involves to the performance as regarding the quantification of generation and use. In the first part, there was analyzed the importance of the use of residues in the industry of the construction linked to the development of a politics that attends to the environmental problematic and there was relieved the destination of the residues, product of the mining industry, in countries of Latin America and the rest of the world that possess a significant experience in this productive activity. Later the contemporary analysis was included in the study on the coarse aggregates, vision that considers the active participation of the same ones in the fundamental properties of the concrete, investigating the particularities of the stony ones depending on his physical characteristics and his chemical composition. In the end, an experimental stage was developed working on the stony chosen residue, the product of a metamorphism of high degree in a mafica rock, and the obtained values were compared with those of the stony ones of common use in the industry of the construction in Uruguay and in several regions. The analysis of the results allows concluding that this stony residue has sufficient conditions from the technical point of view to be considered in the production of concrete, as a possible substitute for conventional coarse aggregate. / En el siglo pasado, tanto en Uruguay como en el mundo, se hizo evidente la consolidación de la utilización del hormigón armado, como material fundamental, para la construcción de estructuras de uso en obras arquitectura como de ingeniería civil. Esta realidad exigió la investigación en el área de los materiales como así también de modelos de diseño estructural. Por otra parte, en la última década, este proceso coincide con el fortalecimiento de la industria minera del oro en el noreste del territorio del Uruguay, actividad extractiva, generadora de residuos pétreos en grandes cantidades y con importantes cuestionamientos en cuanto a su agresión ambiental. Este trabajo tuvo como objetivo el estudio de la viabilidad técnica del uso de este residuo pétreo en la producción de hormigón, en sustitución del agregado grueso convencional. La investigación incluyó la caracterización del mismo y la comparación con los agregados de uso tradicional tanto en lo que involucra al desempeño como en lo que se refiere a la cuantificación de generación y uso. En la primera parte, se analizó la importancia del uso de residuos en la industria de la construcción vinculado al desarrollo de una política que atienda la problemática ambiental y se relevó el destino de los residuos, producto de la minería, en países de América Latina y del resto del mundo que poseen una experiencia significativa en esta actividad productiva. A continuación se incluyó en el estudio el análisis contemporáneo sobre los agregados gruesos, visión que considera la participación activa de los mismos en las propiedades fundamentales del hormigón, investigando las particularidades de los pétreos en función de sus características físicas y su composición química. En el final se desarrolló una etapa experimental trabajando sobre el residuo pétreo elegido, una roca máfica producto de un metamorfismo de alto grado, y los valores obtenidos se compararon con los de los pétreos de uso común en la industria de la construcción en Uruguay y en varias regiones del mundo. El análisis de los resultados permite concluir que este residuo pétreo tiene condiciones suficientes desde el punto de vista técnico para ser considerado en la producción de hormigón, como un posible sustituto del agregado grueso convencional.

Apesar da sua ampla aplicação na modelagem de formações geológicas, os algoritmos de simulação de múltiplos pontos (MPS) não foram desenvolvidos para simular sólidos geológicos de grandes dimensões, cujas características não são repetitivas, frequentemente encontrados na mineração. A maioria dos métodos de MPS baseia-se na repetição de padrões para a simulação, mas a localização espacial específica destes padrões não é um fator crítico. O método proposto trata-se de uma adaptação do algoritmo SNESIM para a simulação de contatos litológicos a partir de modelos de blocos interpretados, utilizando a abordagem de partição da árvore de busca. A técnica perturba o modelo geológico em um grid de simulação, após a definição de uma zona de incerteza ao redor dos contatos interpretados. O modelo de blocos e a imagem de treinamento (TI) são pré-processados por um algoritmo de agrupamento que determina a zona de incerteza e classifica os diferentes contatos em classes de partição. No modelo de blocos, a zona de incerteza corresponde ao domínio de simulação, e na TI, ela serve como um repositório de padrões. O tamanho da zona de incerteza controla o grau de perturbação do modelo de blocos, e as classes de partição permitem que o algoritmo lide com tendências e padrões locais da TI. Outro fator importante no processo de modelagem geológica é a construção de modelos numéricos que possam representar estruturas geológicas complexas e que possuam alta aderência geométrica com relação ao modelo geológico de referência. Devido a isto, a dissertação propõe uma metodologia geoestatística para a construção de grids estratigráficos através do mapeamento topológico das superfícies do sólido geológico. As duas metodologias são ilustradas por um estudo de caso em um depósito de minério de ferro. Os resultados obtidos mostraram que as metodologias permitem a construção de grids estratigráficos que se ajustam à geometria dos corpos geológicos, bem como, a geração de modelos simulados consistentes com o modelo de referência. / Despite its wide application in the modeling of geological formations, multiple-point simulation (MPS) algorithms were not designed to simulate large non-repetitive geological objects, often found in mining. Most MPS methods rely on pattern repetition for simulation, but the specific locations of these patterns are not critical. The proposed method is an adaptation of SNESIM algorithm for the simulation of lithological contacts from interpreted block models, using the search tree partition approach. The technique perturbs the geological model on a simulation grid, after defining a zone of uncertainty around the interpreted contacts. The block model and the training image (TI) are pre-processed by a clustering algorithm that determines the uncertainty zone and classifies the different contacts in partition classes. In the block model, the zone of uncertainty corresponds to the simulation domain, and in the TI, it serves as a repository of patterns. The size of the uncertainty zone controls the amount of perturbation of the block model, and the partition classes enable the algorithm to handle trends and location-specific patterns in the TI. Another important factor in the geological modeling process is the construction of numerical models that can represent complex geological structures and have high geometrical adherence in respect to the reference geological model. Due to this, the dissertation proposes a geostatistical methodology for the construction of stratigraphic grids through the topological mapping of the geological solid surfaces. Both methodologies are illustrated by a case study in an iron ore deposit. The results showed that the methodologies allow the construction of stratigraphic grids that fit the geometry of the geological bodies, as well as the generation of simulated models consistent with the reference model.

A compreensão de processos físicos e químicos que conduzem à formação de petróleo ou de gás no solo são necessários para uma exploração eficiente da energia. Por isso, há um grande interesse em prever os efeitos e a migração de fluidos no solo. Neste trabalho é desenvolvido um modelo matemático para o escoamento reativo em meios porosos. O domínio é um canal poroso (rocha) com uma fratura, onde ocorrem as reações de precipitação ou dissolução de dois minerais carbonatados, a calcita e a dolomita. Através da implementação do modelo são realizadas algumas simulações, também descritas neste estudo. O modelo matemático é baseado em equações não lineares do tipo Navier-Stokes, que inclui a equação da quantidade de movimento, da temperatura e das concentrações das espécies químicas. As equações desenvolvidas no trabalho são inovadoras e são obtidas através da junção de alguns trabalhos importantes. Para modelar o fluxo são utilizadas a lei de Darcy e a aproximação de Boussinesq e para obter o valor da taxa de cada reação é realizado um processo iterativo. O conjunto de equações é discretizado pelo método de diferenças finitas centrais e o sistema é resolvido através do método de Runge-Kutta simplificado. O modelo é aplicado em diferentes situações variando o valor do pH com o objetivo de avaliar a influência dessa propriedade no escoamento reativo. O processo de mudança da porosidade e da permeabilidade que ocorre nas bacias sedimentares pode implicar na formação de hidrocarbonetos e de aquíferos. Devido a isso, o número de Darcy e a porosidade, também, são analisadas na fratura do canal poroso. Os resultados obtidos são razoáveis quando comparados com dados da literatura. O tema abordado neste trabalho é instigante porque abrange fenômenos químicos, termodinâmicos e de transporte, com parâmetros difíceis de serem obtidos experimentalmente. O modelo desenvolvido possui uma contribuição relevante porque pode ser utilizado para qualquer outro mineral, desde que suas propriedades químicas e termodinâmicas sejam consideradas. / The understanding of physical and chemical processes leading to the formation of oil or gas in the soil are necessary for e cient energy exploration. Therefore, there is great interest in predicting the e ects and the migration of uids in the soil. In this work is developed a mathematical model for the reactive ow in porous media. The domain is a porous channel (rock) with a fracture, where occur the precipitation and dissolution reactions of two carbonate minerals, calcite and dolomite. Through the implementation of the model are performed some simulations, also described in this study. The mathematical model is based on non-linear equations of Navier-Stokes that includes the equation of momentum, temperature and concentrations of chemical species. The equations developed in this work are innovative and are obtained at the junction some important works. To model the ow are used the Darcy's law and the Boussinesq approximation and to obtain the value of the rate of each reaction is realized an iterative process. The set of equations is discretized by central nite di erence method and the system is solved by the simpli ed Runge-Kutta method. The model is applied in di erent situations, by varying the pH with the aim of evaluating the in uence of this property in the reactive ow. The process of changes of the porosity and permeability that occurs in the sedimentary basins can induce in the hydrocarbon and aquifers formation. Because of this, the number of Darcy and the porosity also are analyzed in the fracture of the porous channel. The results are reasonable compared with the literature data. The theme addressed in this study is instigating because it covers chemical, thermodynamic and transport phenomena, with di cult parameters to be obtained experimentally. The model developed has an important contribution because it can be used for any other mineral, since its chemical and thermodynamic properties are considered.

A composição química de minerais detríticos de sedimentos é uma ferramenta de importância crescente em estudos de proveniência. Neste trabalho é testada e discutida sua aplicação na identificação das fontes primárias dos minerais pesados detríticos das areias de praias holocênicas do sul do Brasil. Ao longo do litoral médio e norte do Rio Grande do Sul, foram coletadas 11 amostras de areia a cada 40km. Os grãos de zircão foram separados e analisados por LA–ICP–MS, por microssonda eletrônica e MEV. No litoral norte, além do zircão, também foram estudados piroxênios, epidotos, anfibólios, granadas e turmalinas e as análises foram feitas para seus principais componentes químicos com microssonda eletrônica. As potenciais fontes primárias dos zircões detríticos foram determinadas principalmente com base nas razões Th/U, Y/Ho, Nb/Ta e nos conteúdos de Nb e de elementos terras raras. Suas fontes são predominantemente: (i) rochas graníticas subalcalinas, (ii) granitóides alcalinos (tipo A), (iii) rochas máficas associadas aos granitóides e (iv) associações metamórficas de alto grau. Os zircões metamórficos são mais abundantes na parte sul do segmento litorâneo enquanto na porção norte, predominam os zircões de granitóides do tipo A. Os demais minerais foram estudados somente em amostras do litoral norte e permitiram sugerir com maior precisão a área fonte potencial para estes sedimentos. A composição dos piroxênios indica fontes metamórficas de fácies granulito e rochas básicas toleíticas pós-colisionais. Rochas metamórficas metapelíticas e margosas de fácies granulito e anfibolito são fontes importantes e tem sua participação indicada pela presença de estaurolita, rutilo, silicatos de alumínio, granadas (almandina e grossulária), zoisita, turmalinas cálcicas e cumingtonita presentes em praticamente todas amostras. Granitóides do tipo A são fontes indicadas pela presença de zircões com alto teor de Nb e ETR, por razões Nb/Ta superiores a 20, e por anfibólios com alta razão Fe/(Fe+Mg). Granitóides peraluminosos têm sua presença nas áreas fontes indicadas por granada rica em espessartina e turmalina rica em ferro, enquanto, granitóides shoshoníticos e subalcalinos médio e alto-K, tem sua participação sugerida pela presença de epidoto magmático, titanita, anfibólios cálcicos com razões Fe/(Fe+Mg) moderadas e zircões com razões Th/U de 0,3–0,5 e Nb/Ta entre 5–15. Anfibólios magnesianos indicam a contribuição de fontes ultramáficas. Rochas hidrotermalizadas são também constituintes das áreas fontes e tem sua presença apontada por turmalinas litiníferas, actinolita e epidotos. A homogeneidade dos tipos e abundâncias dos minerais detríticos em todas amostras do litoral norte indicam uma área fonte comum para esses sedimentos praiais, embora possa haver o predomínio local de fontes como por exemplo, as hidrotermalizadas na porção mais a sul do litoral norte. O extremo nordeste do Batólito Pelotas constituído predominantemente pelas suítes graníticas Encruzilhada do Sul, Cordilheira e greisens associados, Viamão e Dom Feliciano e pelo complexo metamórfico Várzea do Capivarita é a provável área fonte primária potencial dos sedimentos estudados. A pesquisa realizada demonstra que a química mineral de zircões e dos demais minerais utilizados pode produzir informações detalhadas quanto à área fonte primária de minerais pesados detríticos, constituindo poderosa ferramenta para este tipo de investigação. / The chemical composition of detrital minerals in sediments has an increasing importance in provenance studies. In this study the primary sources of detrital heavy minerals of Holocene beach sediments from southern Brazil coast are discussed with basis mainly on their chemical composition. Eleven samples of beach sand were collected at each 40km along the medium and northern littoral of Rio Grande do Sul state. Zircon grains from these samples were analysed for trace elements by LAICP- MS, microprobe and electron microscopy. Pyroxene, amphibole, epidote, garnet, and tourmaline from the northern segment samples were analysed for their main components by electron microprobe. The primary sources of detrital zircons were indicated mainly by their Th/U, Y/Ho, and Nb/Ta ratios, as well as by their Nb and REEcontents. The main identified sources are: (i) subalkaline granitoids, (ii) A-type or alkaline granitoids, (iii) mafic rocks associated to the granitoids, (iv) upper-amphibolite and granulite facies rock sequences. Metamorphic zircons are more abundant in the southern segment of the studied area, whilst in the northern sector zircons from A-type granitoids are predominant. The chemistry of the other minerals, studied only in the northern littoral, allowed a more accurate determination of their potential primary sources. The pyroxene compositions indicate the contribution of metamorphic sources of granulite facies and of basic rocks formed at post-collisional settings. High grade metapelitic rocks and amphibolites are important sources suggested by the occurrence of staroulite, rutile, aluminium silicates, almandine, grossular, zoisite, Ca-rich tourmaline, and commingtonite, in the whole set of samples. A-type granitoids are abundant in the source area as indicated by zircons with high Nb and ETR contents, and Nb/Ta ratios greater than 20, and, by amphiboles with Fe/(Fe+Mg) higher than 0.9. Peraluminous granitoids have their presence in the source indicated by Mn-rich garnet and Fe-rich tourmaline, whilst the occcurrence of shoshonitic and medium to high-K subalkaline granitoids is pointed out by magmatic epidote, titanite, calcic amphiboles with moderate Fe/(Fe+Mg) ratios and zircons with Th/U in the range 0.3–0.5, and Nb/Ta varying from 5 to 15. Magnesian amphiboles indicate ultramafic sources. Hydrothermal products are also indicated in the primary sources by the occurrence of Li-rich tourmaline, actinolite, and hydrothermal epidotes. The homogeneity of abundance and typology of detrital minerals in the northern littoral indicate a common source for the studied sediments, although, in some places a localised source may be important, such as the hydrothermally altered rocks in the samples of the southern part of northern littoral. The northeastern part of the Pelotas Batholith, composed of Encruzilhada do Sul, Cordilheira, Viamão e Dom Feliciano granitic suites, with associated greisens, and of the Varzea do Capivarita metamorphic complex is the probable source region of the northern segment sediments. The compositional variations of zircons from southern to northern sector are coherent with the hypothesis that the studied sediments came from relatively near continental source areas, probably delivered to the RS continental margin by several small streams and rivers, mainly during the last sea level lowstand ended at 17.5 ka. This study confirms that the mineral chemistry of zircons, including trace elements, and of other studied minerals can yield detailed and accurate information about the primary source of heavy detrital minerals, and so being of high relevance for provenance studies.

Esta tese descreve a aplicação de métodos de análise multivariada de dados como ferramenta para auxiliar os formuladores de tinta na melhoria das propriedades finais da tinta, através da correlação entre os parâmetros das cargas e as variáveis resposta da tinta. Para obter maior e melhor conhecimento sobre os dados, deve-se utilizar métodos analíticos adequados. Foram escolhidos os métodos de projeção como: análise em componentes principais (PCA) e mínimos quadrados parciais (PLS). A PCA foi usada para investigar a relação entre as propriedades das cargas e as variáveis resposta da película seca. Com base nos resultados obtidos através da PCA foi possível correlacionar os parâmetros do mineral que mais influenciam as propriedades da película seca. Estas características dos minerais são: absorção em óleo, tamanho médio de partícula, razão de contraste e poder de espalhamento. A PLS foi utilizada para criar modelos preditivos multivariados a partir dos parâmetros calculados e indicados pela PCA. Através da interpretação dos modelos calculados pela PLS foi possível predizer os valores de razão de contraste e alvura da película seca. Modelamentos de misturas, através de planejamento de experimentos, foram empregados para otimizar as variáveis resposta da película e para fazer comparações entre cargas comerciais e não-comerciais. Neste tipo de modelamento a quantidade total (massa ou volume) do composto mineral é fixa, e o ajuste dos componentes (neste caso três) pertencentes a mistura é proporcional. Para o estudo das propriedades da região compreendido pelos três componentes, o projeto de misturas escolhido foi o planejamento Simplex. Como resultado, interações entre o dióxido de titânio e as cargas ocorrem de forma a melhorar a opacidade e a alvura da tinta sem prejudicar outras propriedades como a viscosidade e o brilho. As técnicas empregadas de análise multivariada de dados permitem a usuários, como o formulador, aprender mais sobre essas interações e estimar as melhores combinações entre os componentes minerais de maneira a melhorar as variáveis respostas e atingir níveis desejáveis de desempenho. / This thesis describes the application of multivariate data analysis methods to help the coatings formulators to improve the coating properties through the correlation betwen functional fillers (or mineral extenders) parameters and response variables of a paint system. To gain meaningful and better knowledge from paint systems data, appropriate data analysis methods must be applied. Multivariate projection methods such as principal component analysis (PCA) and partial least squares (PLS) were chosen. PCA was used to investigate the relationships between functional filler properties and the final response variables of the coating. Based on a PCA model, calculated from the mineral characteristics, it was possible to correlate which parameters of the mineral influence more strongly the coating properties. These mineral characteristics are: oil absorption, mean particle size, contrast ratio and scattering power. PLS was used to create multivariate predictive models with the mineral parameters suggested by PCA. By interpreting PLS models it was possible to predict contrast ratio and whiteness value for the coating. Mixture models (design of experiments) were used to optimize the coating response variables and it was possible to perform comparisons between comercial and non-comercial mineral extenders. In the mixture models the total amount (mass or volume) of the mineral compound is fixed, and the settings of each of the components (in this case three) are proportional. For studying properties over the entire region of a three-component mixture the experiment design chosen was the simplex design. As a result, a number of interactions can occur between titanium dioxide and functional fillers to impart better opacity and whiteness to paints whithout prejudice of other properties such as viscosity and gloss. These methods of multivariate data analysis allow a potential user, as a coating formulator, to learn more about these minerals fillers interations and predict better combinations among mineral components to improve response variables and achieve desired performance levels.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Centro de Desenvolvimento Sustentável, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-09-13T12:52:30Z No. of bitstreams: 1 2012_CarolinaSoledadPresas.pdf: 3036866 bytes, checksum: 5ab488a45bfdd12222b5cacea35c337f (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2012-09-17T10:49:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_CarolinaSoledadPresas.pdf: 3036866 bytes, checksum: 5ab488a45bfdd12222b5cacea35c337f (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-17T10:49:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_CarolinaSoledadPresas.pdf: 3036866 bytes, checksum: 5ab488a45bfdd12222b5cacea35c337f (MD5) / O presente trabalho tem por objetivo analisar as relações existentes entre os processos de desenvolvimento e instituições em dois contextos de economia de base mineral: o município de Itabira (MG) e o município de Parauapebas (PA). Ambos são ricos em termos econômicos, mas com diferenças nos indicadores sociais. Após a revisão teórica das principais teorias de desenvolvimento e das visões mais importantes do neoinstitucionalismo, foram escolhidos alguns elementos das teorias estruturalistas, além dos conceitos de homogeneização, integração, polarização e hegemonia de Carlos Brandão, e outros elementos das teorias de David Harvey, Sérgio Boisier, Ignacy Sachs, D. North, Alejandro Portes e Robert Putnam, entre outros. Este percorrido na literatura resultou na construção de um aparelho teórico-analítico destinado à análise dos estudos de caso a partir de uma perspectiva histórica. Os dados primários apresentados são resultado de pesquisas de campo nos municípios citados, onde foram entrevistados representantes de organizações e entidades da sociedade civil, de organismos públicos, assim como da iniciativa privada local. Os dados secundários foram recolhidos de diferentes bases de dados disponíveis. Assim, constatou-se que em Itabira a relação existente entre as instituições e o desenvolvimento é virtuosa, já que ao longo da história foi incrementado o capital social e empoderado forças endógenas que resultaram em uma maior capacidade dos atores políticos em modificar as situações estruturais iniciais. Já em Parauapebas, essa relação não se mostrou virtuosa. Ainda existem fortes atributos de enclave que, junto à persistente fragilidade institucional, fazem com que os atores políticos não consigam reverter essa situação. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The present work aims to analyze the relationship between development processes and institutions in two contexts of mineral-based economy: the Brazilians municipalities of Itabira (MG) and Parauapebas (PA). Both are rich in economic terms, but with differences in social indicators. After the theoretical review of the main theories of development and the most important approaches of the neo-institutionalism, elements of structuralist theories were chosen, and concepts such as homogenization, integration, polarization and hegemony by Carlos Brandão, and other elements of the theories of David Harvey, Sergio Boisier, Ignacy Sachs, D.North, Alejandro Portes and Robert Putnam, among others. This literature review resulted in the construction of a theoretical-analytical apparatus for the analysis of the case studies from a historical perspective. The primary data presented are the result of field research in the mentioned municipalities, where representatives of the civil society organizations, public institutions, as well as the private sector were interviewed. Secondary data were collected from different databases available. Thus, it was found that in Itabira the relationship between institutions and development is virtuous, since throughout history the social capital has been increased and endogenous forces were empowered, which resulted in greater capacity by political actors to modify the initial structural situations. Meanwhile in Parauapebas, this relationship was not found to be virtuous. There are still strong enclave attributes that, with the persistent institutional fragility, make political actors unable to reverse this situation.

Tese(doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2010. / Submitted by Shayane Marques Zica (marquacizh@uol.com.br) on 2011-03-18T19:57:58Z No. of bitstreams: 1 2010_MaxLanioLacerda.pdf: 42271770 bytes, checksum: 8efd61c32b7ddbc38a8f7e469b670f5f (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-03-21T12:19:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_MaxLanioLacerda.pdf: 42271770 bytes, checksum: 8efd61c32b7ddbc38a8f7e469b670f5f (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-21T12:19:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_MaxLanioLacerda.pdf: 42271770 bytes, checksum: 8efd61c32b7ddbc38a8f7e469b670f5f (MD5) / Esta tese apresenta o estudo geológico, mineralógico, geoquímico, de coloração do cimento e de atividade pozolânica de argilas em cinco áreas do Distrito Federal e entorno. O objetivo principal é o de contribuir para o conhecimento científico de argilas pozolânicas utilizadas industrialmente na produção de cimento pozolânico. A compreensão da gênese e da evolução dos mantos intempéricos formadores de argilas pozolânicas, a correlação entre áreas, o estudo da atividade pozolânica das argilas, a prospecção e utilização industrial de argilas pozolânicas, completam o escopo do trabalho. Os perfis das áreas estudadas são interpretados como produto de intemperização de rochas pelíticas dos Grupos Paranoá e Canastra e são formados por rocha matriz e saprolito na parte inferior e por solum na parte superior dos mantos intempéricos. A caulinita é o mineral responsável pela atividade pozolânica das argilas. É produzida inicialmente no saprolito a partir de ilita ou muscovita e está presente por todo o manto intempérico como dois diferentes politipos. O politipo 1Md é bem definido no saprolito da porção inferior e o politipo 1A é o mineral dominante no solum da porção superior do manto intempérico. A intemperização das áreas ocorreu por meio de reações de hidrólise e o processo de lixiviação solubilizou Na, K, Ca, Mg e Fe e concentrou caulinita na porção médio-superior dos mantos intempéricos. A desferrificação provocou a mudança da cor dos mantos intempéricos de vermelho-amarelo no saprolito para bege claro no solum. O processo de caulinitazação possivelmente continua ocorrendo no presente. A calcinação a 800°C por 30 minutos provocou o colapso estrutural da caulinita, transformando-a em fase amorfa - metacaulinita. As argilas das áreas de Brazlândia (BRA), Santo Antônio do Descoberto (SAD), Sobradinho e Bonsucesso (BON), tornaram-se pozolânicas após a calcinação. As argilas pozolânicas de BRA, de SAD e da parte superior de BON não apresentaram mudanças de cor após calcinação. As argilas pozolânicas do perfil SA de Sobradinho e as argilas pozolânicas da parte basal de BON tiveram alteração de cor após a calcinação, podendo ser destinadas a mercados de cimento específicos. O “índice de atividade pozolânica com cimento aos 28 dias, em relação ao controle” (IAP) mostrou-se incongruente com os resultados obtidos com as argilas pozolânicas. Recomenda-se a substituição do IAP pelo ICR “índice de crescimento de resistência mecânica à compressão”, dado pela relação RMC2-RMC1/RMC1x100. O RMC1 indica a atividade pozolânica da argila com Ca(OH)2 e o RMC2 a atividade pozolânica da argila com cimento. Considerar-se-á pozolânica a argila, quando o ICR for maior ou igual a zero, mantidos os demais requisitos estabelecidos pela NBR 12653/92. Para adequada compreensão da formação de argila pozolânica e de sua preservação aos processos erosivos, são necessários estudos complementares em âmbito regional - aspectos geomorfológicos, estruturais e litológicos. Na prospecção de argilas pozolânicas os métodos mineralógicos fornecem bons indicativos de atividade pozolânica. Na fase final de pesquisa é imprescindível a utilização de métodos de medição de atividade pozolânica. A fim de se obter o melhor resultado técnico-econômico na aplicação industrial de argilas pozolânicas, é recomendável estudar a compatibilidade entre o clinquer produzido pela fábrica de cimento e a argila pozolânica. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this thesis, we report the study of geological, mineralogical, geochemical, color of cement and clay pozzolanic activity in five areas of the Distrito Federal, Brazil. The main purpose of this work is for contributing to scientific knowledge of pozzolanics clays used industrially in the production of pozzolanic cement. Understanding the genesis and the evolution of weathered mantles of pozzolanic clays, the correlation between areas, the study of pozzolanic activity of clays, the prospection and the industrial use of pozzolanics clays, complete the scope of the thesis. The profiles of the areas are interpreted as a weathering product evolved from pelitic rocks of the Paranoá and the Canasta Groups. The weathering mantles consist of parent rock and saprolite in the bottom of the mantle and of solum in the upper part of the weathering mantle. Kaolinite is the mineral responsible for the pozzolanic activity of the pozzolanic clays. The kaolinite is generated from illite and muscovite particles and is present throughout the weathering mantle as two different polytypes. The 1Md polytype is well defined within the saprolite of the bottom portion and the 1A polytype is the major mineral in the upper solum weathering mantle. The weathering process involves hydrolysis reactions. The leaching process caused the loss of Na, K, Ca, Mg and Fe and the kaolinite concentration in the medium-upper part of weathering mantle. The loss of Fe is responsible to change the mantle color from red-yellow on saprolite to beige-white on solum. Probably, this process is still occurring at present. Burning the clays at 800°C for 30 minutes destroyed the mineralogical structure of kaolinite, transforming it into an amorphous phase – metakaolinite. The clays from Brazlândia (BRA), Santo Antônio do Descoberto (SAD), Sobradinho and Bonsucesso (BON) areas, became pozzolanic after burning. The pozzolans clays from BRA, SAD and BON mines do not change the color after calcination. The pozzolans clays from SA profile (Sobradinho) and from the bottom portion of BON mine changed the color after burning. These pozzolans clays should be used in the special cements. The "pozzolanic activity index with cement after 28 days, compared to control” (IAP) was inconsistent with the results obtained with the pozzolanics clays. This thesis recommends the replacement of IAP by the ICR (growth index of compressive strength). The ICR is calculated by the ratio RMC2-RMC1/RMC1x100. The RMC1 indicates the pozzolanic activity of clay with Ca(OH)2 and RMC2 the activity of clay with cement. The pozzolanic clay would be considered if the ICR is greater than or equal to zero. The others requirements of NBR 12653/92 are kept the same. For proper understanding of pozzolanic clay formation and its preservation to erosion, additional studies are necessary at the regional level - geomorphological, structural and lithological aspects. During the prospect phase the mineralogical methods provides good indications of pozzolanic activity. During the research final phase is essential to use methods of pozzolanic activity evaluation. In order to get the best technical and economic results in the industrial application of pozzolanics clays, it is recommended to study the compatibility of clinker produced by the cement plant and the pozzolan clay.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Departamento de Geologia, 2010. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2011-04-26T16:02:02Z No. of bitstreams: 1 2010_PatriciaGomesMonteiro.pdf: 14309222 bytes, checksum: 8e926a4c7b81b3633122f66c363ec1c0 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-05-20T23:53:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_PatriciaGomesMonteiro.pdf: 14309222 bytes, checksum: 8e926a4c7b81b3633122f66c363ec1c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-20T23:53:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_PatriciaGomesMonteiro.pdf: 14309222 bytes, checksum: 8e926a4c7b81b3633122f66c363ec1c0 (MD5) / Neste trabalho, métodos geofísicos de perfilagem acústica de subfundo e sonografia de varredura lateral foram empregados para a investigação mineral marinha em duas áreas de aproximadamente 100 km² cada, localizadas na plataforma continental interna, na Margem Equatorial Atlântica, ao largo do estado da Paraíba, na região Nordeste brasileira. A investigação foi destinada à localização de paleocanais e granulados biodetríticos. A perfilagem sísmica de subfundo é um método acústico para mapear estruturas subsuperficiais associadas a antigos canais fluviais (paleocanais) na plataforma continental, bem como identificar diferentes tipos de sedimentos por meio de ecocaráter e mostrar a disposição estrutural e a espessura de camadas sedimentares. A sonografia de varredura lateral é um método acústico de investigação da morfologia do fundo marinho e pode indicar a localização de áreas propensa à deposição de granulados biodetríticos. A realização deste trabalho visa contribuir com informações detalhadas, em escala 1:10.000, para o Programa de Reconhecimento dos Recursos Minerais da Plataforma Continental Brasileira (REMPLAC), executado em escala 1:2.500.000 pelo Serviço Geológico do Brasil – CPRM. Este trabalho subsidia a identificação e estudo de sítios potenciais para a ocorrência de recursos minerais marinhos, visando a delimitação de possíveis jazidas e o domínio do conhecimento das riquezas marinhas brasileiras perante outras nações. Os resultados dos levantamentos geofísicos foram correlacionados com dados bibliográficos de geologia e com os obtidos por meio do REMPLAC. Dessa forma, a interpretação dos registros de sonar de varredura lateral e perfilagem acústica de subfundo indicam a área 1 de pesquisa como a favorável a deposição de minerais pesados em paleocanais existentes em meio a um substrato marinho de sedimentos grossos (areias e cascalho). Já na área 2, além dos paleocanais mapeados, foi notada uma região de acúmulo de material biodetrítico, constituinte de depósitos de granulados bioclásticos. Os dados deste trabalho são preliminares para novos levantamentos a fim de determinar a quantidade de minério de possíveis jazidas em áreas de interesse. A configuração e metodologia do levantamento geofísico executado podem ser aprimoradas e esta amostragem indireta pode ser subsidiada pela amostragem geológica em pontos estratégicos das áreas, para possível confecção de um mapa de detalhe da geologia da área mapeada. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work, geophysical methods of acoustic sub-bottom profiling and side-scan sonar were used for marine mineral research in two areas of approximately 100 km² each, located on the inner shelf, in the Equatorial Atlantic margin, offshore the state of Paraiba, in Northeast Brazil. The research was aimed at locating of paleochannels and biodetritical granules. The sub-bottom seismic profiling is the acoustic method to map subsurface structures associated with ancient river channels (paleochannels) on the continental shelf, and identify different types of sediment throug echocharacter and show the structural layout and thickness of sedimentary layers. The side-scan sonar is an acoustic method of investigation of the morphology of the seabed and may indicate the location of areas prone to deposition of aggregates biodetritus. This work aims to contribute with detailed informations, on the scale of 1:10.000, for the Recognition Program Mineral Resources of the Brazilian Continental Shelf (REMPLAC), running on the 1:2.500.000 scale by Geological Survey of Brazil - CPRM. This work subsidizes the identification and study of potential sites for the occurrence of marine mineral resources, aiming at delineation of possible deposits and the domain knowledge of marine resources in Brazil to other nations. The results of geophysical surveys were correlated with geology and bibliographic data with those obtained through REMPLAC. Thus, the interpretation of records of side-scan sonar and sub-bottom acoustic profiling indicate the search area 1 as favorable to the deposition of heavy minerals in paleochannels existing in the midst of a marine substrate of coarse sediments (sand and gravel). In the area 2, in addition to paleochannels mapped, was noted a region of accumulation of material biodetritus, a constituent of granular bioclastic deposits. The data from this study are preliminary for new surveys to determine the amount of potential ore deposits in areas of interest. The configuration and methodology of the geophysical survey carried out can be improved and this indirectly sample can be subsidized by geological sampling in strategic areas for possible construction of a map detail of the area mapped.