O Presente trabalho propôs o estudo de reações fotonucleares e fotoprodução de pions em energias intermediárias e altas usando o modelo de cascata intranuclear MCMC para a fase rápida de reação e outro algoritmo de Monte Carlo para descrever o processo de decaimento do núcleo composto via evaporação de partículas e fissão nuclear. Dentre as principais inovações implementadas no MCMC, podemos citar: i) a inclusão detalhada do canal do quase-dêuteron no intervalo 20 < Eg < 140 MeV; ii) o desenvolvimento inédito e rigoroso de um mecanismo de bloqueio de Pauli não-estocástico, avaliando as excitações partícula-buraco em tempo real na fase de pré-equilíbrio; iii) a incorporação de um critério energético de parada para a cascata; iv) a utilização de distribuições de momento apropriadas para núcleos leves (Modelo de Camadas), v) a inclusão de canais de fotoprodução do pi^0 na região da Delta (1232) e em altas energias 4,0 < Eg < 6,0 GeV e ângulos frontais e, vi) a metodologia inédita para avaliar as interações de estado final de mésons e ressonâncias com o núcleo via cenário de espalhamentos múltiplos. O mecanismo do quase-dêuteron reproduz satisfatoriamente as seções de choque totais de fotoabsorção e as multiplicidades médias de nêutrons emitidos em núcleos pesados, interpretando qualitativamente as seções de choque para os canais de eletrodesintegração (e,xnyp) do 232Th. A contribuição de um possível processo de fotoabsorção por poucos corpos no 232Th é analisada via canal de fotofissão. Os cálculos das distribuições angulares na fotoprodução incoerente do pi^0 para o 12C e 208Pb em energias intermediárias estão em ótimo acordo com dados experimentais obtidos no Microtron de Mainz (MAMI). Os resultados para as seções de choque das distribuições angulares do pi^0 em altas energias servirão como referência na Colaboração PrimEx no Jefferson Laboratory Facility, propiciando a separação da parte incoerente das demais contribuições nucleares e eletromagnéticas e auxiliando na determinação precisa da meia-vida do decaimento radiativo pi^0 --> GG. / Photonuclear reactions and pion photoproduction at intermediate and high energies have been studied using the multicollisional intranuclear cascade model (MCMC) for the rapid reaction step and another Monte Carlo algorithm to describe the de-excitation of the compound nucleus via particle evaporation and nuclear fission. The new features of the MCMC are: i) the detailed inclusion of the quasideuteron channel in the range 20 < Eg < 140 MeV; ii) the development of a rigorous and completely new non stochastic Pauli blocking mechanism, taking into account particle - hole excitations during the pre-equilibrium stage; iii) the incorporation of an energetic criterion to stop de cascade; iv) the employment of an appropriate momentum distribution for light nuclei (Shell Model); v) the inclusion of pi^0 photoproduction channels in the Delta (1232) region and at high energies 4.0 < Eg < 6.0 GeV and forward angles, and vi) the new methodology to evaluate the pion-nucleus and Delta - nucleus Final State Interactions via a multiple scattering scenario. The quasideuteron mechanism reproduces the total photoabsorption cross sections and neutron multiplicities in heavy nuclei, giving a qualitative interpretation for the cross sections of the electrodisintegration channels (e,xnyp) from 232Th. The contribution of a possible few body photoabsorption process in 232Th is evaluated via fission channel. The calculations of the pi^0 angular distributions for incoherent production at intermediate energies for 12C and 208Pb are in excellent agreement with the experimental data of the Mainz Microtron (MAMI). The results of the pi^0 angular distributions at higher energies will be reference for the PrimEx Collaboration at the Jefferson Laboratory Facility, propitiating the separation of the incoherent part from the remaining nuclear and electromagnetic contributions and helping to perform a high precision measurement of the pi^0 to gamma-gamma radiactive decay width.

A Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) é um método estruturado, compreensivo e padronizado a nível internacional que quantifica informações sobre emissões, recursos consumidos e impactos ambientais potenciais de produtos através do seu ciclo de vida. Uma das fases do estudo, a Avaliação de Impacto do Ciclo de Vida (AICV), refere-se ao processo quantitativo e/ou qualitativo aplicado na avaliação dos impactos associados ao inventário do ciclo de vida. Dentre os impactos ambientais abordados na AICV estão aqueles relacionados ao uso da terra, sendo avaliados segundo duas vertentes: impactos sobre a biodiversidade e impactos sobre Serviços Ecossistêmicos. A modelagem dos impactos dos serviços ecossistêmicos na ACV ainda apresenta limitações e alguns erros conceituais como, por exemplo, não avaliar de fato os benefícios fornecidos ao homem. Além disso, um dos grandes desafios na ACV refere-se à diferenciação espacial nos procedimentos metodológicos de AICV, sobretudo para impactos devido ao uso da terra. Assim, o principal objetivo desde estudo é discutir a inserção do conceito de serviços ecossistêmicos na ACV e obter fatores de caracterização de impactos em serviços ecossistêmicos relacionados ao solo para a AICV, aplicáveis de maneira regionalizada para o Brasil. A revisão de literatura e comparação do mecanismo ambiental para os impactos do uso da terra na AICV com o modelo em cascata de serviços ecossistêmicos possibilitou o desenvolvimento de um novo modelo conceitual para serviços ecossistêmicos relacionados solo. Cada uma das etapas do modelo de cascata foi alinhada à terminologia da ACV para coincidir com os níveis de modelagem de ponto intermediário e de danos ao mesmo tempo considerando os principais processos, funções, serviços, benefícios e valores relacionados ao solo. Além disso, foram calculados fatores de caracterização para impactos aos serviços ecossistêmicos relacionados à fertilidade do solo através da aplicação de um modelo de caracterização de AICV espacialmente diferenciado. O procedimento metodológico envolveu (i) a definição do mecanismo ambiental, tendo como indicador o teor de Carbono Orgânico do Solo (COS), (ii) a definição da Vegetação Natural Potencial como situação de referência e (iii) a definição das unidades biogeográficas de análise denominadas Associação Solo-Vegetação (ASV). Com base nestes parâmetros, foram calculados os estoques de COS para 32 classes diferentes de uso da terra e os estoques de COS para as situações referência, necessários para o cálculo dos impactos resultantes do uso da terra. Foram calculados e disponibilizados mais de três mil fatores de caracterização aos usuários de ACV, aplicáveis em 32 classes diferentes de uso da terra para 74 unidades biogeográficas (ASV). Além desses, foram obtidos fatores de caracterização também para as 27 unidades federativas do país, que apesar de estarem agregados em divisões políticas, levam em consideração dados regionais de COS. Por fim, os resultados e discussões deste trabalho contribuem na integração de dois campos de estudo e podem auxiliar ao melhor entendimento do sistema de produtos, não apenas focando em danos ambientais, mas também possibilitando a identificação de impactos positivos e agregação de valor. / Life Cycle Assessment (LCA) is a structured, comprehensive and standardized method at international level that quantifies information on emissions, resources consumed and potential environmental impacts of products through their life cycle. One of it phases, the Life Cycle Impact Assessment (LCIA), refers to the quantitative and/or qualitative process applied in assessing the impacts associated with the life cycle inventory. Among the environmental impacts addressed in LCIA are those related to land use, being evaluated according to two pathways: impacts on biodiversity and impacts on ecosystem services. The ecosystem services impact modelling on LCA still presents limitations and some conceptual errors, such as not actually evaluating the benefits provided to humans. In addition, one of the major challenges in LCA relates to the spatial differentiation in LCIA methodological procedures, especially for impacts due to land use. Thus, the main goal of the present study is to discuss the ecosystem services concept integration in LCA and obtain characterization factors of soil-related ecosystem services impacts, regionally applicable to Brazil. The literature review and the LCA environmental mechanism of land use impacts and the cascade model of ecosystem services comparison allowed the development of a new conceptual model for soil-related ecosystem services. Each one of these steps in the cascade model was aligned with the LCA\'s terminology to match the midpoint and endpoint modelling levels while considering the key processes, functions, services, benefits, and values related to the soil. In addition, characterization factors for ecosystem services related to soil fertility were calculated applying a spatially differentiated characterization model. The methodological procedure involved the (i) environmental mechanism definition, establishing the Soil Organic Carbon content (SOC) as an indicator, (ii) the definition of Potential Natural Vegetation as a reference situation and (iii) the definition of the biogeographic analysis units denominated Soil Vegetation Association (SVA). Based on these parameters, SOC stocks were calculated for 32 different land use classes and SOC stocks for reference situations allowing the calculation of impacts resulting from land use. More than two thousand characterization factors were calculated, being available to LCA users, applicable in 32 different land use classes to 74 biogeographic units (SVA). In addition, characterization factors were also obtained for the 27 Brazilian federative units, which, although aggregated in political divisions, consider SOC regional data. Finally, the results and discussions of this study contribute to the integration of two scientific domains and help to better understand the product system, not only focusing on environmental damages, but also enabling the identification of positive impacts and value aggregation.

O Presente trabalho propôs o estudo de reações fotonucleares e fotoprodução de pions em energias intermediárias e altas usando o modelo de cascata intranuclear MCMC para a fase rápida de reação e outro algoritmo de Monte Carlo para descrever o processo de decaimento do núcleo composto via evaporação de partículas e fissão nuclear. Dentre as principais inovações implementadas no MCMC, podemos citar: i) a inclusão detalhada do canal do quase-dêuteron no intervalo 20 < Eg < 140 MeV; ii) o desenvolvimento inédito e rigoroso de um mecanismo de bloqueio de Pauli não-estocástico, avaliando as excitações partícula-buraco em tempo real na fase de pré-equilíbrio; iii) a incorporação de um critério energético de parada para a cascata; iv) a utilização de distribuições de momento apropriadas para núcleos leves (Modelo de Camadas), v) a inclusão de canais de fotoprodução do pi^0 na região da Delta (1232) e em altas energias 4,0 < Eg < 6,0 GeV e ângulos frontais e, vi) a metodologia inédita para avaliar as interações de estado final de mésons e ressonâncias com o núcleo via cenário de espalhamentos múltiplos. O mecanismo do quase-dêuteron reproduz satisfatoriamente as seções de choque totais de fotoabsorção e as multiplicidades médias de nêutrons emitidos em núcleos pesados, interpretando qualitativamente as seções de choque para os canais de eletrodesintegração (e,xnyp) do 232Th. A contribuição de um possível processo de fotoabsorção por poucos corpos no 232Th é analisada via canal de fotofissão. Os cálculos das distribuições angulares na fotoprodução incoerente do pi^0 para o 12C e 208Pb em energias intermediárias estão em ótimo acordo com dados experimentais obtidos no Microtron de Mainz (MAMI). Os resultados para as seções de choque das distribuições angulares do pi^0 em altas energias servirão como referência na Colaboração PrimEx no Jefferson Laboratory Facility, propiciando a separação da parte incoerente das demais contribuições nucleares e eletromagnéticas e auxiliando na determinação precisa da meia-vida do decaimento radiativo pi^0 --> GG. / Photonuclear reactions and pion photoproduction at intermediate and high energies have been studied using the multicollisional intranuclear cascade model (MCMC) for the rapid reaction step and another Monte Carlo algorithm to describe the de-excitation of the compound nucleus via particle evaporation and nuclear fission. The new features of the MCMC are: i) the detailed inclusion of the quasideuteron channel in the range 20 < Eg < 140 MeV; ii) the development of a rigorous and completely new non stochastic Pauli blocking mechanism, taking into account particle - hole excitations during the pre-equilibrium stage; iii) the incorporation of an energetic criterion to stop de cascade; iv) the employment of an appropriate momentum distribution for light nuclei (Shell Model); v) the inclusion of pi^0 photoproduction channels in the Delta (1232) region and at high energies 4.0 < Eg < 6.0 GeV and forward angles, and vi) the new methodology to evaluate the pion-nucleus and Delta - nucleus Final State Interactions via a multiple scattering scenario. The quasideuteron mechanism reproduces the total photoabsorption cross sections and neutron multiplicities in heavy nuclei, giving a qualitative interpretation for the cross sections of the electrodisintegration channels (e,xnyp) from 232Th. The contribution of a possible few body photoabsorption process in 232Th is evaluated via fission channel. The calculations of the pi^0 angular distributions for incoherent production at intermediate energies for 12C and 208Pb are in excellent agreement with the experimental data of the Mainz Microtron (MAMI). The results of the pi^0 angular distributions at higher energies will be reference for the PrimEx Collaboration at the Jefferson Laboratory Facility, propitiating the separation of the incoherent part from the remaining nuclear and electromagnetic contributions and helping to perform a high precision measurement of the pi^0 to gamma-gamma radiactive decay width.