Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T04:39:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 194767.pdf: 1641740 bytes, checksum: d1182baa8fc4d677423d8f3075212661 (MD5)

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:25:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-03-13. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:46:43Z : No. of bitstreams: 1 000845904_20160313.pdf: 96093 bytes, checksum: 36c11deb84369a73ac078c1896a8eb28 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-03-14T11:16:23Z: 000845904_20160313.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-14T11:17:05Z : No. of bitstreams: 1 000845904.pdf: 856364 bytes, checksum: a41dffa1ba9f42ac1d42c68277056b55 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A transferência de elétrons ocorre, por exemplo, em sistemas fotossintéticos. Dentre esses sistemas, a fotossíntese bacteriana destaca-se por ser um processo cíclico. O objetivo deste trabalho é propor um modelo de poços quânticos para estudar a transferência de elétrons em que seus valores de potenciais e o tamanho de cada poço seja inspirado na fotossíntese da bactéria púrpura Rhodobacter sphaeroides, e que através deste modelo seja possível reproduzir e acompanhar a transferência de elétrons no centro de reação. O modelo proposto é formado por quatro poços de potenciais assimétricos e o método de cálculo sugerido é que seja resolvido dois a dois através da solução para o poço duplo assimétrico. Através de uma equação transcendental é possível obter graficamente os autovalores de energia que compõe o modelo. O tempo característico de tunelamento de cada etapa é determinado pela Fórmula de Rabi. Neste trabalho foram resolvidos analiticamente, através de Equação de Schrödinger independente do tempo, os potenciais biestáveis do Poço Duplo Quadrado Unidimensional Simétrico e do Poço Duplo Assimétrico, concentrando neste último grande parte do estudo. Para uma validação do método proposto para os cálculos dos níveis de energia, são resolvidos o Poço Triplo Quadrado Unidimensional Simétrico e Assimétrico, este último com os mesmos potenciais dos três primeiros poços do modelo sugerido neste trabalho / The electron transfer occurs, for instance, in photosynthetic systems. Among these systems, the bacterial photosynthesis stands for being a cyclical process. The objective of this work is to propose a model of quantum wells to study the electrons transfer. The values used to deep of the potential and the size of each well are inspired by the photosynthetic purple bacterium Rhodobacter sphaeroides. From the suggested model it is possible to reproduce and to follow electron transfer in the reaction center of the bacterium. The proposed model consists in four asymmetric potential wells and the suggested method of calculation is to solve the problem two by two using the solution of the asymmetric double well. The eigenvalues of energy is obtained from a transcendental equation. The characteristic time of tunneling from each step of the process is determined from the Rabi formula. In this work, we obtain the analytical solution from independent of time Schrödinger equation for the bistable square symmetric and asymmetric one dimensional potential. For validation of the proposed method the triple square symmetric and asymmetric potentials are resolved

O magmatismo mesozóico do Complexo Alcalino de Poços de Caldas é representado por ankaratritos, fonolitos, nefelina sienitos, rochas vulcanoclásticas: tufos fonolíticos, aglomerados e brechas vulcânicas diversas. Diabásios e carbonatitos, além de diques de biotita lamprófiros ultramáficos ultrapotássicos são rochas mais subordinadas. Estes últimos, marcam um limite superior para o magmatismo alcalino em torno dos 76 Ma. Na evolução magmática também foram importantes processos pós-magmáticos diversificados como: processos hidrotermais nos ankaratritos e fonolitos vulcânicos e subvulcânicos regionais; processos pegmatíticos a hidrotermais expressivos nos nefelina sienitos; processos hidrotermais específicos potássicos relacionados com mineralizações de U-Th-ETR-Zr-F-Mo e pirita em rochas nefelínicas e suas brechas de explosões magmáto-freáticas, e também, processos de fenitização nas rochas granito-gnáissicas precambrianas regionais. As rochas vulcanoclásticas alvo dessa pesquisa ocorrem em diversos corpos localizados nas bordas internas do complexo em suas partes N a SW, E, SE e S, ou como ocorrências isoladas em sua parte central. Os trabalhos de campo e petrográficos permitiram identificar e classificar tufos, lapilli tufos, tufos soldados, brechas intrusivas de conduto vulcânico e extrusivas de fluxo piroclástico por vezes acamadadas com seus depósitos proximais e distais, acompanhadas de tufos, brechas de atividades vulcânicas explosivas recorrentes e de tipo base surge. Foram reconhecidos em algumas das brechas de conduto magmático e de fluxo piroclástico fragmentos de rochas ultramáficas incluindo clinopiroxenitos cumuláticos alcalinos, provavelmente formados pela diferenciação por fracionamento mineral de magmas de nefelina sienitos e, mais raramente, de clinopiroxenitos augíticos a sódi-augíticos fracionados de magmas menos evoluídos. Também foram encontrados fragmentos e associações minerais nas matrizes das brechas que apontam para o envolvimento de magmatismo carbonatítico na geração das brechas de conduto vulcânico e seus equivalentes de fluxo piroclástico. Os estudos geoquímicos ajudaram na separação e caracterização de tipos distintos de rochas e suas relações com a evolução do magmatismo alcalino. Dessa maneira foram diferenciados dois tipos de ankaratritos de derrames e brechas e dos aglomerados vulcânicos. Os ankaratritos dos derrames e brechas formaram-se antes, têm números de mg# mais elevados (primitivos), menores conteúdos de Si\'O IND.2\' e maiores concentrações de Cr e Ni que os ankaratritos dos aglomerados vulcânicos. Exibem, ainda, empobrecimentos de \'K IND.2\'O, MgO e CaO e enriquecimento de \'Na IND.2\'O com o aumento de Si\'O IND.2\', enquanto que os ankaratritos dos aglomerados mostram comportamento oposto. Entre os nefelina sienitos, as variedades mais antigas (miaskítitcas) têm conteúdos de \'K IND.2\'O e \'Na IND.2\'O próximos de 8%-peso (cada) e razões desses óxidos próximas de 1. As variedades mais jovens são mais peralcalinas e comumente portadoras de minerais raros agpaíticos, em particular eudialita. Os fonolitos que cortam as brechas da borda N-NW-W do Complexo e também o dique de fonolitos da Pedreira da Prefeitura são mais peralcalinos que os fonolitos regionais e têm razões \'K IND.2\'O/\'Na IND.2\'O >1. Esses provavelmente representam a fase de transição do magmatismo alcalino nefelínico miaskítico para agpaítico. O conjunto dessas informações permitiu detalhar a evolução magmato-estratigráfica e estrutural do Complexo Alcalino de Poços de Caldas com base nos trabalhos anteriores de Ellert (1959) e Schorscher e Shea (1992), entre outros. Sobre os sedimentos mesozóicos de cobertura e partes do embasamento precambriano granito-gnáissico, depositaram-se derrames, brechas e aglomerados vulcânicos ankaratríticos com raras intercalações de fonolitos. Com a evolução do magmatismo e construção do edifício vulcânico, os ankaratritos foram recobertos por espessas camadas de derrames e vulcanoclásticas fonolíticas. Ainda nessa fase alocaram-se corpos de nefelina sienitos miaskíticos tipo Pedreira da Prefeitura, intrusivos em profundidades subvulcânicas e hipoabissais dentro do edifício vulcânico. Após esse período, a estrutura vulcânica passou por um período de acomodações tectônicas de subsidências e soerguimentos, incluindo a formação dos diques anelares de fonolitos e destruição de parte do registro geológico por desnudações locais que conduziram a exposição de nefelina sienitos e porções do embasamento e das suas coberturas sedimentares, anteriormente encobertos por rochas fonolíticas. Seguiu-se a formação das brechas de conduto vulcânico e equivalentes de fluxos piroclásticos, relacionadas com magmatismo fonolítico explosivo a carbonático/carbonatítico. Essas foram cortadas por diques fonolíticos de diferentes gerações, representativos da evolução do magmatismo nefelíno sienítico miaskítico e agpaítico. Como fase final dessa evolução formaram-se as intrusões, em corpos menores, de nefelina sienitos agpaíticos, dentro e fora do Complexo, como aqueles das localidades do Morro do Serrote e da Pedra Balão, entre outros. No fim do magmatismo alcalino nefelino sienítico formaram-se por explosões magmáto-freáticas, as brechas de conduto vulcânico relacionadas às mineralizações de U e hidrotermalismo potássico. O último evento magmático registrado no Complexo Alcalino de Poços de Caldas e representado por enxames de diques de biotita lamprófiros ultramáficos ultrapotássicos, como aqueles da mina de U Osamu Utsumi. / The Mesozoic magmatism of the poços de Caldas Alkaline Complex comprises ankaratrites, phonolites, nepheline syenites and volcanoclastic rocks: phonolitic tuffs and lapilli-tuffs, and different volcanic agglomerates and breccias. Diabases and carbonatites as well as dikes of ultramafic ultrapotassic biotite lamprophyres are minor rocks and these latter ones mark the upper limit of poços de caldas alkaline magmatism at about 76 My. Related with the magmatic evolution, there occured, too, important post-magmatic processes, including hydrothermal processes in the regional volcanic and subvolcanic ankaratrites and phonolites; pegmatitic and hydrothermal veins and alterations in the nepheline syenites; specific hydrothermal potassic alterations associated with U-Th-ETR-Zr-F-Mo and pyrite mineralizations in the nephelinic rocks at sites of mag mato-phreatic breccia-explosions as well as fenitization processes in the regional Precambrian granitic gneisses. The volcanoclastic rocks focussed in this study form several bodies along the internal border of the Complex in its N to SW, E, SE and S parts and also ; isolated occurrences in its central portion. Field and petrographic work led to the identification of tuffs, lapilli-tuffs, velded tuffs, intrusive magmatic conduite breccias, and equivalent extrusive proximal and distal deposits of pyroclastic flows sometimes with layered structures, breccias related to recurrent explosive events as well as base surges. Several magmatic conduit and pyroclastic flow breccias bear ultramafic rock fragments as, for instance, cumulus alkaline clinopyroxenites, probably products of differentiation and mineral segregation of nepheline syenite magmas, and more rarely, cumulus pyroxenites of less evolved magmas. Magmatic conduite and related pyroclastic flow breccias still show rock fragments and matrix mineral associations, indicating that carbonatitic magmatism took part in their formation. Geochemical studies helped to separate and characterize distinct rock types and their relationships with the evolution of the alkaline magmatism. Thus, ankaratrites of breccias and agglomerates were distinguished. Breccia ankaratrites formed earlier, show higher Mg#, lower si\'o IND.2\' and higher Cr and Ni concentrations than the ankaratrites of the volcanic agglomerates. They also show \'K IND.2\'O, MgO and CaO depletion and N\'a IND.2\'O enrichment along with augmenting SI\'O IND.2\' contents, while the agglomerate ankaratrites reveal a contrary evolution. Among nepheline syenites, the older (miaskitic) ones show \'K IND.2\'O and N\'a IND.2\'O contents of about 8 wt-% (each) and alkali oxide rations close to 1. The younger ones are more strongly peralkaline agpaitic rocks. Phonolite dikes that cut the breccias of the N-NW-W border of the complex and, specially, phonolites of the Poços de Caldas township quarry are more peralkaline than the regional phonolites and exhibit \'K IND.2\'O>1. They probably represent the transition phase from miaskitic to agpaitic alkaline magmatism. Based on all the collected informations an evolutive model was developed that strongly supports earlier models, for instance, of Ellert (1959) and schorscher and shea (1982). Upon the regional precambrian basement and its local sedimentary Mesozoic arenitic covers ankaratrite flows, agglomerates and breccias erupted and were deposited with minor intercalations of phonolite. In the course of the magmatic evolution the ankaratrites were covered by thick layers of phonolite flows and volcanoclastics, building the main volcanic edifice. In this same phase miaskitic nepheline syenites of the Poços de Caldas township quarry type intruded the volcanic edifice at intermediate subvolcanic depths. Subsequently, the alkaline volcano went through a period of tectonic accomodations, subsidences and uplifts along with the formation of discontinuous phonolite ring dikes. This period caused too partial destruction of the geological records, including local desnudation of nepheline syenites, parts of the Precambrian basement rocks and their sedimentary covers, formally covered by phonolites. Following this, the magmatic conduite breccias and equivalent pyroclastic flow breccias were formed in the course of explosive phonolitic and carbonatic/carbonatitic magmatism. These breccias were cut through by phonolitic dikes of different generations representing the evolution from miakitic to agpaitic alkaline magmatism, including, as a final stage, intrusive agpaitic nepheline syenites that occur (within and closely outside the complex), for instance, at the locations of Morro do serrote and pedra Balão, among others. At the end of the agpaitic nephelinic magmatism, localized magmato-phreatic explosions and specific hidrothermal alteration led to the formation of magmatic conduite breccias and Uranium mineralizations. The youngest magmatic event of the poços de Caldas Complex consisted of dike intrusions of ultramafic ultrapotassic biotite lamprophyres as they occur at the open pit Osamu Utsumi Uranium mine.

Orientador: Rodrigo Fernando Costa Marques / Banca: Miguel Jafelicci Junior / Banca: Wilton Rogério Lustri / Resumo: O presente trabalho consiste na funcionalização do fluido de perfuração conhecido como bentonita (BN) com grupos funcionais sulfidril (SH) provenientes do reagente 3- mercaptopropil-trimetoxissilano (MPTS) e nanopartículas de prata (NPs/Ag), visando a inibição da biocorrosão por oxidação de bactérias. Para tanto, a argila do tipo bentonita, constituída principalmente do argilomineral montmorilonita, foi modificada através de rota de inserção de organossilano e nanopartículas de prata (NPs/Ag) em sua estrutura, sendo um processo favorecido pelo efeito redutor do grupo tiol, proveniente do silano. As amostras funcionalizadas em concentrações distintas de Ag foram testadas contra a ação da ferrobactéria do tipo Thiobacillus ferrooxidans. Para testar o efeito antibacteriano do material híbrido, utilizou-se metodologia em meio de cultura T&K, onde foi possível medir a capacidade de inibição da oxidação de Fe2+ a Fe3+ por unidade de tempo. O processo de modificação proposto permitiu a manutenção da estrutura original da bentonita, bem como a criação de nanopartículas de prata, cujo efeito antibacteriano inibiu a biocorrosão de Fe2+ obtendo, desta forma, fluido de perfuração funcionalizado com grande potencial de aplicação em obras de perfuração de poços tubulares profundos. / Abstract: This work proposes the functionalization of the drilling fluid known as bentonite (BN) with sulfhydryl functional groups (SH) from the reagent 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTS) and silver nanoparticles (Ag/NPs), to inhibit corrosion by bacteria that oxidize metal. Therefore, the type clay bentonite, consisting mainly of montmorillonite clay mineral, was modified through organosilane insertion route and silver nanoparticles in its structure, because this is a process favored by the reducing effect of the thiol group from the silane. Samples functionalized in different concentrations of Ag were tested against the action of ferrobactéria type Thiobacillus ferrooxidans. To test the antibacterial effect of the hybrid material, was used T&K methodology, where it was possible to measure the capacity to inhibit the oxidation of Fe2+ to Fe3+ per unit time. The planned modification process, permitted the maintenance the original structure of the bentonite, as well as the creation of silver nanoparticles, that due to the antibacterial effect, has inhibited biocorrosion of Fe2+, obtained in this way, a drilling fluid functionalized with great potential for application in drilling works of deep wells. / Mestre

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000440818-Texto+Completo-0.pdf: 9330116 bytes, checksum: 593e3db55c6eb96b1b60a9c7711e854b (MD5) Previous issue date: 2012 / This work addresses the topic geological storage of CO2 in oil wells from the point of view of studying the integrity of materials, specifically cement paste used to cement and seal oil and gas wells. The degradation of class G cement paste was evaluated after exposure to wet supercritical CO2 and in the presence of different concentrations of saline solutions (NaCl 0. 5 M, 1M, 2M and 4M) in terms of microstructural changes and compressive strength. The degradation tests of cement paste were carried out at a temperature of 70 ° C and 15 MPa, which corresponds to a well of approximately 1. 500 m, for a period up to 50 days. The mechanism of degradation of cement observed involves the dissolution of portlandite, the precipitation of calcium carbonate (cement carbonation) and subsequent dissolution of carbonates, creating a highly porous layer near the surface of samples (bicarbonate layer). The results obtained indicate that the chemically modified layer due to reactions involving CO2 has a tendence to decrease as the salinity of the solution increase up to 2 M, which in this case is probably associated with the fact that the solubility of CO2 in solution decreases as salinity increases. However, for concentration of 4 M, close to NaCl saturation in solution, an increase in thickness of the layer chemically altered was observed, which can be related to high chemical activity of CO2 in this concentration, once its activity increases greatly with salinity. The chemical degradation suffered by the cement paste due to exposition to CO2 for periods up to 50 days did not affect its compressive strength; on the contrary for most of the cases a small increase on compressive strength was observed, which may be associated with the pore clogging by carbonates. / Este trabalho aborda o tema armazenamento geológico de CO2 sob o ponto de vista do estudo da integridade de materiais, mais especificamente da pasta de cimento utilizada no revestimento e selo de poços de petróleo e gás e poços para armazenamento de CO2. A degradação da pasta de cimento classe G foi avaliada após exposição ao CO2 supercrítico úmido e em presença de solução salina de diferentes concentrações (NaCl 0,5M, 1M, 2M e 4M) em termos de mudanças microestruturais e resistência à compressão. Os testes de degradação da pasta de cimento foram realizados a 70°C e 15 MPa, o que corresponde a um poço de aproximadamente 1. 500 m, por períodos de até 50 dias. O mecanismo de degradação da pasta de cimento observado envolve a dissolução da portlandita, a precipitação de carbonato de cálcio (carbonatação do cimento) e posterior dissolução desses carbonatos, criando uma camada de elevada porosidade e baixa resistência próximo à superfície das amostras (camada bicarbonatada). Os resultados obtidos indicam que as camadas alteradas quimicamente devido às reações envolvendo o CO2 apresentam uma tendência de diminuição à medida que a salinidade aumenta até a concentração de 2 M, o que pode ser explicado pelo fato que a solubilidade do CO2 diminui a medida que a salinidade da solução aumenta. Entretanto, para a concentração de 4 M, próxima a saturação do NaCl em solução, houve um aumento da camada alterada quimicamente, o que pode ser atribuído à alta atividade química do CO2 nesta concentração, uma vez que esta aumenta muito com a salinidade para meios contendo CaCO3. A degradação química sofrida pela pasta de cimento pela exposição ao CO2 por um tempo de até 50 dias não comprometeu sua resistência à compressão. Para a maioria dos casos observou-se o contrário, um pequeno aumento na mesma, o que pode estar associado com o fechamento dos poros com cristais de carbonato.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000438650-Texto+Completo-0.pdf: 10714196 bytes, checksum: afe6821031ca980065a1b68ea1f81fd7 (MD5) Previous issue date: 2012 / The issue of greenhouse gases particularly the emission of carbon dioxide into the atmosphere, has concerned the world opinion about climate changing. Therefore new technologies to diminish these gases have been developed in order to restrain global warming. Geologic carbon sequestration is been appointed as one effective way to achieve this goal for a short period of time. However, researches show that when injecting carbon dioxide into sedimentary geological formations, deep saline aquifers, coal seams and depleted or abandoned fields of oil exploration the environment becomes more aggressive and the material used in oil well construction is subjected to successive chemical attacks, which may compromise its integrity, allowing gas leakage and occasional contamination. It has been observed that class G cement paste may suffer some degradation in a shorter period of time than expected oil well service life due to a chemical attack in presence of CO2. The cement paste plays an important role in isolating other well components from the production areas. Thence, admixtures, which modify cement compound properties, may be used in order to increase the slurry performance. The purpose of this paper is to determine the changes caused by adding these substances into properties of cement paste, both fresh and hardened. Also, it is necessary to study the influence of water reducing anti-foam and silica fume admixtures on the resistance to carbonation in cement pastes whether they are used individually whether together. Different amount of admixtures pastes have been subjected to carbonation tests in acid environment in two degradation environments – wet superficial CO2 and water saturated with CO2 – at temperature and pressure conditions of 70º C and 15MPa respectively during a 7 day time period. Differential thermal analysis (TGA) and the use of optical microscopy scanning electron (SEM) were used to determine the matrix changes of cement paste induced by the incorporation of admixtures. Changes in the strength were also evaluated. Results showed that all mechanical properties were improved with the use of admixtures tested, while the resistance to carbonation showed positive results in low w/c pastes, anti-foam and all the admixtures together. However, silica fume incorporation, individually and water reducing admixture provided a decrease of resistance to degradation in CO2 presence. / As mudanças climáticas têm gerado preocupação mundial a respeito da emissão de gases de efeito estufa, em especial a liberação de gás carbônico na atmosfera. Assim, vem-se desenvolvendo tecnologias que visam à mitigação desses gases, para conter o aquecimento global. O sequestro geológico de carbono tem sido apontado como uma das formas mais importantes para se alcançar este objetivo. Entretanto, pesquisas demonstram que ao se injetar o gás carbônico em formações rochosas sedimentares, aquíferos salinos, jazidas de carvão e campos de exploração de petróleo maduros ou abandonados, o meio se torna mais agressivo e os materiais empregados na construção dos poços estão sujeitos a ataques ácidos que podem comprometer sua integridade, possibilitando o vazamento deste gás e ocasionais contaminações. Observa-se que a bainha de cimento classe G, importante para isolar os demais componentes do poço e as zonas de produção, pode degradar-se em um período de tempo muito menor do que a vida útil projetada para o poço devido ao ataque ácido em presença de CO2. Para aumentar o desempenho da pasta, podem ser empregadas substâncias, normalmente chamadas de aditivos, que modificam as propriedades do compósito cimentício. O objetivo deste trabalho é estudar a influência dos aditivos redutor de água, desincorporador de ar e sílica ativa na resistência ao ataque ácido nas pastas de cimento, empregados individualmente e em conjunto. Pastas com diferentes teores de aditivos foram submetidas a ensaios de carbonatação em meio ácido, em dois meios de degradação, CO2 supercrítico úmido e água saturada com CO2, nas condições de temperatura e pressão de 70°C e 15 MPa, respectivamente, durante o período de 7 dias. Para determinar o efeito da utilização dos aditivos, sobre a composição da matriz cimentícea, foram empregados análise termogravimétrica (TGA), além do emprego de microscopia óptica e eletrônica de varredura (MEV), para análises microestruturais. Também foram avaliadas as alterações na resistência à compressão. Resultados mostram que todas as propriedades mecânicas são melhoradas com o emprego dos aditivos testados, enquanto a resistência ao ataque químico em presença de CO2 apresenta resultados positivos em pastas aditivadas com redutor de água e desincorporador de ar e com o emprego de todos em conjunto. Entretanto, a incorporação de sílica, individualmente, proporciona redução na resistência à degradação em presença de CO2.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:55:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000438724-Texto+Completo-0.pdf: 14689669 bytes, checksum: a1ef097caab3eeeb45c677d83ab88027 (MD5) Previous issue date: 2012 / In the scenario of CO2 geological storage aiming mitigation of environmental impacts, the degradation of the materials used in the construction of wells, which may occur over time, becomes a concern, since it can facilitate the gas leakage to the surface. The major risk is the degradation of the cement that can occur in the presence of CO2 and water or brine promoting acid carbonation that causes an increase in permeability and porosity, and loss in mechanical properties. The most susceptible regions to the escape of CO2 caused by degradation of the cement are the interfaces with the steel pipe casing and with the rock formation. This study aims investigate the degradation of class G cement paste by CO2, simulating conditions similar to a 1. 500 meter-depth well, which corresponds to a 70 °C temperature and a 15 MPa pressure, at its interfaces with the steel and sandstone of Rio Bonito Formation (Paraná Basin). The degradation of the cement paste, either in the supercritical CO2 or water saturated with CO2 media in the presence of sandstone rock and carbon steel has led to the formation of calcium and iron carbonates and subsequent dissolution of these carbonates at the interfaces with the rock and steel, creating regions of porosity. The sandstone did not constitute an obstacle for the passage of CO2, indicating that the precipitation of carbonates in the pores of the sandstone in an amount great enough to difficult or prevent the passage of CO2 probably only occurs with a long term exposure to CO2.The supercritical CO2 medium provided a greater chemically altered area if compared with the use of water saturated with CO2. However, the use of water saturated with CO2 was more aggressive to the interfaces since promoted its displacement, which indicates that the CO2 has migrated more easily through the upper and lower faces of the specimens. For the shorter times of exposure to humidified CO2 or water saturated with CO2, 7 and 14 days, the degradation depth of the cement paste was small (<1mm); however, the CO2 percolation reached 4 mm after 28 days. / No cenário de armazenamento geológico de CO2, visando mitigação de impactos ambientais, a degradação dos materiais utilizados da construção dos poços, que pode ocorrer ao longo do tempo, passa a ser uma preocupação uma vez que pode propiciar o vazamento deste gás para a superfície. Um risco importante é a degradação da pasta de cimento em presença de CO2 e água ou salmoura, ocorrendo a carbonatação em meio ácido que gera aumento da permeabilidade, porosidade e perda nas propriedades mecânicas. As regiões mais sucetívies à fuga da CO2, ocasionada pela degradação da pasta de cimento, são as interfaces da pasta de cimento com o tubo de aço do revestimento e com a formação rochosa. Este trabalho tem como finalidade estudar a degradação por CO2 da pasta de cimento classe G, simulando condições próximas de poços de profundidade de 1. 500 m, que corresponde a uma temperatura de 70 °C e uma pressão de 15 MPa, nas suas interfaces com o aço e rocha sedimentar arenosa da Formação de Rio Bonito (Bacia do Paraná) em tempos de 7, 14 e 28 dias. A degradação da pasta de cimento, tanto no meio CO2 supercrítico ou em água saturada com CO2, em presença de rocha arenito e do aço ao carbono, levou à formação de carbonatos de cálcio e de ferro e posterior dissolução desses carbonatos nas interfaces com a rocha e com o aço, criando regiões porosas. Considerando os tempos de reação utilizados neste trabalho, a rocha arenito não constituiu obstáculo significativo para a passagem do CO2, indicando que a precipitação de carbonatos nos poros da rocha em quantidade suficiente para dificultar ou impedir a passagem de CO2 provavelmente só ocorrerá com longos tempos de exposição ao CO2.O meio de CO2 supercrítico úmido propiciou uma maior área alterada quimicamente se comparada com o meio de água saturada com CO2. No entanto, o meio de água saturada com CO2 mostrou-se mais agressivo para as interfaces, uma vez que promoveu a perda de aderência das mesmas devido o CO2 ter migrado mais facilmente pelas faces superior e inferior dos corpos de prova. Para os tempos mais curtos de exposição ao CO2 úmido ou água saturada com CO2, 7 e 14 dias, houve um pequeno avanço da frente de degradação na pasta de cimento (< 1 mm), entretanto, aos 28 dias a difusão do CO2 atingiu 4mm.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-14Bitstream added on 2014-06-13T19:18:57Z : No. of bitstreams: 1 santos_kt_me_bauru.pdf: 2573333 bytes, checksum: 9b74b644f19dcb4ae279533899cad065 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Estruturas dot-in-a-well (DWELL) têm sido extensivamente estudadas nos últimos anos devido a sua relevância para a fabricação de dispositivos ópticos e eletrônicos, em especial os fotodetectores e lasers de alto desempenho. inserir pontos quânticos (QDs) em poços quânticos (QWs) aumenta a densidade dos pontos quânticos que, somado ao confinamento adicional fornecido pelo poço quântico, resulta em eficiência óptica elevada. Muitos trabalhos se dedicam ao estudo da dinâmica dos portadores, a fim de compreender melhor o funcionamento dos dispositivos, principalmente em altas temperaturas. Em nosso estudo, as amostras DWELL, em que os pontos de InAs são confinados em poços de InGaAs, foram crescidas sobre um substrato de GaAs por epitaxia de feixe molecular (MBE) e analisadas a partir de medidas de fotoluminiscência (PL). Os pontos quânticos foram obtidos pelo método de Stranski-Krastanov. Para realizar as medidas de PL foi utilizado um monocromador Jobin Yvon T64000. As amostras foram inseridas em um criostato de Janis, com circuito fechado de He, e excitadas por um laser de Ar. O sinal da PL, depois de espalhado, foi detectado por um detector de Ge e registrado usando um amplificador lock-in. Nos espectros de emissão foram identificados três picos em medidas com alta potência de excitação e baixa temperatura. Os resultados das medidas de PL em função da potência de excitação indicaram que se tratava de transições entre níveis confinados nos QDs. Não foi identificado comportamento bi-modal no crescimento dos pontos quânticos nas amostras analisadas. Os resultados das medidas de PL, para diferentes regimes de excitação, mostraram que em todas as transições ópticas investigadas há éxcitons envolvidos e as recombinações não radiativas são insignificantes. Os gráficos de intensidade da PL integrada em função da... / The dot-in-well (DWELL) structure has been exensively studied in recent years because of its relevance to the fabrication of optical and electronic devides, in particular, high-performance photodetectors. The insertion of quantum dots (QD) in the well increases the density of dots which, added to the additional confinement provided by the quantum well, results in a higher optical efficiency. Many works has been devoted to the study of the dynamics carriers in order to properly understand the functioning of devices mostly at high temperatures. In our study, a DWELL sample, in which InAs QDs are confined in InGaAs wells, was grown on a GaAs substrate by molecular beam epitaxy (MBE) and was analyzed by photoluminescence (PL) measurements. The quantum dots were grown by typical Stranski-Krastanov method. The PL spectra were obtained in a T64000 Jobin Yvon Monochromator. The sample was inserted in a Janis He-closed-circuit crystat and excited using an Ar-ion laser. The PL signal, after dispersed, was detected by a Ge-detector and recorded using a loock-in amplifier. In the emission spectra is possible to identify 3 peaks in high power and low temperature. The results of PL measurements depending on the power excitation showed that the peaks are related to transitions between the confined levels in the QDs. Not been identified bi-modal behavior in the growth of quantum dots in the samples analyzed. The results of the PL measurments for different excitation regimes showed that in all the investigated optical transitions there excitons involved and non radiative recombinations are insignificant. The graphics of integrated PL intensity as a function or inverse temperature allowed finding different ranges of temperature and the activation energies associated with the processes of thermal escape of... (Complete abstract click electronic access below)

Neste trabalho, estudamos o crescimento epitaxial por feixe molecular assim como as propriedades ópticas e estruturais de camadas de InGaAs depositadas sobre substratos de GaAs(001) com diferentes ângulos e direções de corte. Um ênfase foi dada à investigação da segregação dos átomos de Índio que modifica consideravelmente o perfil de potencial das heteroestruturas e influencia as características dos dispositivos contendo este tipo de camadas. Um novo método experimental baseado em medidas de difração de elétrons de alta energia (RHEED) possibilitou a determinação in situ e em tempo real do coeficiente de segregação dos átomos de Índio e, conseqüentemente, do perfil de composição das camadas de InGaAs. Medidas de raios X e de fotoluminescência em baixa temperatura foram realizadas em amostras de poços quânticos de InGaAs e confirmaram, a posteriori, os resultados obtidos pela técnica RHEED. Foi também demonstrado que o uso de substratos desorientados podia reduzir levemente o efeito de segregação e melhorar as propriedades ópticas das camadas em baixa temperatura. / In this work, we investigated the molecular-beam-epitaxy growth as well as the optical and structural properties of InGaAs layers deposited on top of GaAs (001) substrates with different miscut angles and directions. We emphasized the investigation of the segregation of In atoms that considerably modifies the potential profile of the heterostructures and influences the characteristics of the devices based on this type of layers. A new experimental method involving the diffraction of high-energy electrons (RHEED) allowed the in-situ and real-time determination of the segregation coefficient of the In atoms and, consequently, of the compositional profile of the InGaAs layers. X-rays and low-temperature photoluminescence measurements were carried out InGaAs quantum wells and confirmed, a posterior, the results obtained by the RHEED method. It was also demonstrated that the use of vicinal substrates slight reduces the segregation effect and improves the optical properties of the layers at low temperature.

O avanço do perímetro urbano traz desafios para técnicos e gestores, a fim de que o novo cenário possua características mais próximas ao natural, garantindo que as águas pluviais não causem danos ambientais, sociais e econômicos. Nesse contexto, esse trabalho procurou avaliar a técnica compensatória de infiltração de drenagem na fonte, implantando dois poços de infiltração, com características distintas, ambos com volume útil de 5,78 m³, em uma área de um futuro loteamento residencial, no município de Caxias do Sul, RS. O Poço 1 foi composto por paredes de concreto armado pré-moldadas e perfuradas e o Poço 2 foi escavado e preenchido com brita graduada nº 3. Os sistemas foram testados e monitorados através de testes de vazões reais, demonstrando que possuíam capacidade acima da estipulada em projeto, sendo o Poço 1 capaz de conter um volume 2,9 vezes superior ao dimensionado e o Poço 2 um volume 1,5 maior que o de projeto. O Poço 2 demonstrou eficiência de esvaziamento inferior ao do Poço 1, quando submetidos a volumes semelhantes, levando 3 h 48 min para esvaziar até o nível d’água de 32 cm, enquanto o Poço 1 esvaziou completamente em 50 min. Ainda, foram avaliados os custos de implantação dos sistemas, sendo o Poço 2, 40,8 % mais econômico que o Poço 1. Para locais com características semelhantes às do avaliado, concluiu-se que poços de infiltração são boas alternativas para controle e prevenção de cheias urbanas. / The advancement of the urban perimeter brings challenges for technicians and managers so that the new scenario has characteristics closer to the natural, ensuring that rainwater does not cause environmental, social and economic damages. In this context, this work sought to evaluate the compensatory technique of drainage infiltration at the source, implanting two soakaway pits, with distinct characteristics, both with an usable volume of 5.78 m³, in an area of an upcoming residential land division, in the municipality of Caxias do Sul, RS. Pit 1 was composed of preformed and perforated reinforced concrete walls and Pit 2 was excavated and filled with gravel graduated. The systems were tested and monitored through flow simulations, demonstrating that they had capacity above the one stipulated in the project, being Pit 1 capable of containing a volume 2.9 times greater than dimensioned and Pit 2 a volume 1.5 greater than the one projected. Pit 2 showed lower emptying efficiency than Pit 1 when subjected to similar volumes, taking 3 h 48 min to empty to 32 cm water level, while Pit 1 completely emptied in 50 min. Also, the costs of implementing the systems were evaluated, with Pit 2 being 40.8 % more economical than Pit 1. Finally, it was concluded that soakaway pits are good alternatives for the control and prevention of urban floods, for sites with characteristics similar to those of the evaluated one.