O presente trabalho tem como objetivo a reconstrução da história evolutiva ao longo do Holoceno da planície costeira de cordões litorâneos estabelecidos sobre o vale fluvial do Rio Itabapoana/ES. A partir desse objetivo, foram realizadas as seguintes etapas metodológicas: Sensoriamento Remoto, Topografia, Geofísica e Geocronologia. Através da análise da imagem de satélite RapidEye, na composição colorida R5-G3-B1, foram discriminadas classes de cobertura vegetal. A relação entre a vegetação e o solo exposto proporcionou a identificação de três padrões distintos na planície costeira de cordões litorâneos. A obtenção de dados contínuos de altimetria através de um sistema global de navegação por satélite (GNSS), concentrado no caminhamento perpendicular à linha de costa, permitiu a elaboração e análise do perfil altimétrico dos cordões litorâneos, identificando-se três principais características: 1) nos primeiros 600 m tem-se um acréscimo na elevação; 2) em seguida, uma longa faixa “estável”, de pouca mudança na elevação; 3) por fim, o decréscimo da elevação nos últimos 500 m. Para caracterizar a arquitetura deposicional em subsuperfície dos cordões litorâneos, utilizou-se um Radar de Penetração no Solo (GPR) O registro obtido com GPR possibilitou a identificação de três padrões, representados pelas unidades retrogradacional e progradacional, onde o padrão de empilhamento compõe uma sequência de barreira regressiva ou progradante. Para a obtenção de uma relação cronoestratigráfica, seis amostras de sedimentos da fração arenosa de deposição eólica foram coletadas para a obtenção de idades absolutas a partir de Luminescência Opticamente Estimulada (LOE). Os cordões datados apresentaram idades holocênicas, com idades inferiores a 5.261 ± 396 anos. A integração dos resultados obtidos através dos métodos aplicados permitiu o reconhecimento de três padrões que levaram à interpretação de três fases decorrentes das variações do nível relativo do mar e do aporte sedimentar na evolução da planície. Essas fases representam os períodos de transgressão, regressão normal e regressão forçada. / The aim of this study is the reconstruction of the evolutionary history along the Holocene of the of beach ridges coastal plain established on the fluvial valley of Itabapoana River/ES. From this objective, the following methodological steps were performed: Remote Sensing, Topography, Geophysics and Geochronology. Through the analysis of the RapidEye satellite image, in the color composition R5-G3-B1, classes of vegetal cover were discriminated. The relationship between vegetation and exposed soil provided the identification of three distinct patterns of the beach ridges coastal plain. Obtaining continuous data of altimetry with a GNSS system, concentrated in the path perpendicular to the coastline, allowed the elaboration and analysis of the altimetric profile of the beach ridges. It was identified three main characteristics: 1) in the first 600 m there is an increase in elevation; 2) then along “stable” stretch, with little change in elevation; 3) lastly, the decrease of the elevation in the last 500 m. A Ground Penetrating Radar (GPR) was used to characterize the depositional architecture in the subsurface of the beach ridges The GPR record allowed the identification of three patterns, represented by the retrogradational and progradational units, in which the stacking pattern consists of a regressive or progradational barrier sequence. Six sediment samples of the sandy fraction of wind deposition were collected to obtain absolute ages from Optically Stimulated Luminescence (OSL). The dated ridges presented Holocene ages, with ages lower than 5,261 ± 396 years. The integration of the results obtained allowed the recognition of three patterns that led to the interpretation of three phases due to the variations of the relative sea level and the sedimentary budget in the evolution of the plain. These phases represent periods of transgression, normal regression and forced regression.

Ground-Penetrating Radar (GPR) is a popular non-destructive geophysical technique with a wide range of diverse applications. Civil engineering, hydrogeophysics, forensic, glacier geology, human detection and borehole geology are some of the fields in which GPR has been applied with successful or promising results. One of the most mainstream applications of GPR is landmine detection. A lot of methods have been suggested over the years to assist the landmine detection issue. Metal detectors, trained rats or dogs, chemical methods and electrical resistivity tomography are –amongst others– some of the suggested techniques. The non-destructive nature of GPR makes it an attractive choice for a problem such as demining in which contact to the ground is not allowed. The main advantage of GPR is its ability to detect both metallic and non-metallic targets. Furthermore, GPR can provide an insight regarding the nature of the target (e.g. size, burial depth, type). From the above, it is evident that GPR can potentially reduce the false alarms emerging from small metallic objects (e.g. bullets, wires, etc.) usually encountered in battle-fields and industrialised areas. Combining the robustness of the metal detector with the resolution of GPR results in a reliable and efficient detection framework which has been successfully applied in Cambodia and Afghanistan. Despite the promising, and in some cases impressive results, aspects of GPR can be further improved in an effort to optimise GPR’s performance and decrease its limitations. The validation of a GPR system is usually achieved through the so called Receiver Operation Characteristics (ROC) which depicts the probability of detection with respect to the false alarm rate. ROC is a highly nonlinear function which is sensitive to the environment as well as to the antenna unit. Landmines are typically small objects, often less than 10 cm diameter, which are shallow buried, usually in less than 10 cm depth, and sometimes almost exposed. In order for the landmines to be resolved, high frequency antennas are essential. The latter are sensitive to soil’s inhomogeneities, rough surface, water puddles, vegetation and so on. Apart from that, the near field nature of the problem makes the antenna unit part of the medium which contributes to the unwanted clutter. The above, outlines the multi-parametric nature of the problem for which no straightforward approach has yet to be proposed. Numerical modelling is a practical and solid approach to understand the physical behaviour of a system. In the case of GPR for landmine detection, numerical modelling can be a practical tool for designing and optimising antennas in synthetic but nonetheless realistic conditions. Apart from that, evaluation of a processing method only to a specific environment is not a robust approach and does not provide any evidence for its wider inclusivity and limitations. However, evaluation in different conditions can become costly and unpractical. Numerical modelling can tackle this problem by providing data for a wide range of scenarios. An extensive database of simulated responses, apart from being a practical testbed, can be also employed as a training set for machine learning. A multi-variable problem like demining, in order to be addressed using machine learning, requires a large amount of data. These must equally include all possible different scenarios i.e. different landmines, in different media with stochastically varied properties and topography. Additionally, different heights of the antenna and different depths of the landmines must also be examined. Numerical modelling seems to be a practical approach to achieve an equally distributed and coherent dataset like the one briefly described above. Numerical modelling of GPR for landmine detection has been applied in the past using generic antennas in simplified and clinical scenarios. This approach can be used in an educational context just to provide a rough estimation of GPR’s performance. In the present thesis a realistic numerical scheme is suggested in which, simplifications are kept to a minimum. The numerical solver, employed in the suggested numerical scheme, is the Finite- Difference Time-Domain (FDTD) method. Both the dispersive properties and the Absorbing Boundary Condition (ABC) are implemented through novel and accurate techniques. In particular, a novel method which implements an inclusive susceptibility function is suggested and it is shown that surpasses the performance of the previous approaches while retaining their computational efficiency. Furthermore, Perfectly Matched Layer (PML) and more specifically Convolutional Perfectly Matched Layer (CPML) is implemented through a novel time-synchronised scheme which it is proven to be more accurate compared to the traditional CPML with no additional computational requirements. An accurate numerical solver, although essential, is not the only requirement for a realistic numerical framework. Accurate implementation of the geometry and the dielectric properties of the simulated model is highly important, especially when it comes to high-frequency near-field scenarios such as GPR for landmine detection. In the suggested numerical scheme, both the soil’s properties as well as the rough surface are simulated using fractal correlated noise. It is shown, that fractals can sufficiently represent Earth’s topography and give rise to semi-variograms often encountered in real soils. Regarding the dielectric properties of the soils, a semi-analytic function is employed which relates soil’s dielectric properties to its sand fraction, clay fraction, sand density, bulk density and water volumetric fraction. Subsequently, the semi-analytic function is approximated using a Debye function that can be easily implemented to FDTD. Vegetation is also implemented to the model using a novel method which simulates the geometry of vegetation through a stochastic process. The experimentally-derived dielectric properties of vegetation are approximated –similarly to soil’s dielectric properties– with a Debye expansion. The antenna units tested in the numerical scheme are two bow-tie antennas based on commercially available transducers. Regarding the targets, three landmines are chosen, namely, PMN, PMA-1 and TS-50. Dummy landmines are used in order to obtain their geometrical characteristics and comparison between measured and numerically evaluated traces are used to tune the dielectric properties of the modelled landmines. Lastly, water puddles are realistically implemented in the model in an effort to realistically simulate high-saturated scenarios. The proposed numerical scheme has been employed in order to test and evaluate widely used post-processing methods. The results clearly illustrate that post-processing methods are sensitive to the antenna unit as well as the medium. This highlights the importance of an accurate numerical scheme as a testbed for evaluating different GPR systems and post-processing approaches in wide range of scenarios. Using an equivalent 2D numerical scheme –restricted to 2D due to computational constrains– preliminary results are given regarding the effectiveness of Artificial Neural Network (ANN) subject to an adequate and equally distributed database. The results are promising, showing that ANN can be successfully employed for detection as well as classification using only a single trace as input. A basic requirement to do so is a representative training set. This can be synthetically generated using a realistic numerical framework. The above, provide solid arguments for further expanding the proposed machine learning scheme to the more computationally demanding 3D case.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Esta pesquisa investigou a formação de depósitos arenosos localizados na planície costeira da Baixada de Sepetiba, em Itaguaí, estado do Rio de Janeiro. A deposição sedimentar e a evolução desta área, na Baixada de Sepetiba tem sido estudada nas três últimas décadas, principalmente, porque é um ambiente de depósitos arenosos antigo de idade Holocênica a Pleistocênica que corresponde a uma linha de praia, originada com eventos transgressivos e/ou regressivos que tiveram seu ápice durante o Quaternário. A metodologia de Radar de Penetração no Solo (GPR) é usada, principalmente nos casos de trabalho em que se estuda um ambiente costeiro arenoso. Este campo da Geofísica tem sido usado para examinar características, tais como: a espessura de depósitos arenosos, a profundidade de um aqüífero, a detecção de uma rocha ou um aqüífero, e determina a direção de progradação. Esta pesquisa usa técnicas de radar de penetração no solo (GPR) para analisar as estruturas, em subsuperfície desde que o ambiente estudado seja definido como linha de costa, as margens de uma lagoa mixohalina, chamada Baía de Sepetiba. Neste trabalho realizamos um total de 11 perfis, que foram processados pelo software ReflexWin. Durante o processamento do dado aplicamos alguns filtros, tais como: subtract-mean (dewow), bandpassfrequency e ganhos. E as melhores imagens dos perfis foram realizadas usando-se uma antena de 200 MHz (canal 1) e outra antena de 80 MHz. Neste caso, obtivemos imagens de alta resolução a uma profundidade de até 25 metros. / This research investigated the formation of sandstones located in the coastal plain region of Sepetiba, in Itaguaí, Rio de Janeiro State. The deposition sedimentary and the evolution of the coastal plain Sepetiba has been studied in the last three decades, mainly because it is an ancient environment of sandy deposits formed during the Holocene. In addition, diverse authors define the sediments as deposited at beaches originated with transgressive and/or regressive that peaked during the Quaternary. The methodology of Ground Penetrating Radar (GPR) was here used to study the coastal sandy environment. This geophysical technique has been used to examine characteristics such as: thickness of the sand deposits, the detection of the bedrock and to determinate the direction of progradation. This research also used the technique of ground penetrating radar to analyze the structures in the subsurface since the environment studied can be defined as the shoreline, the margins of lagoon, called Sepetiba Bay. In this work we realized a total of eleven (11) profiles, which have been processed with the software Reflex win. During data processing apply some filters, such as: subtract mean (dewow), bandpassfrequency and gains. And the much better images of radargramas have been realized using a 200 MHz antenna (channel 1) and an antenna 80 MHz In this case, obtained images of radargramas with high resolution to 25 meters depth. The results were used to build sections and their interpretations allowed to conclude that the studied sedimentary sequence was deposited in delta and shorelines Quaternary environments.

No registro estratigráfico da Planície Costeira do Rio Grande do Sul estão presentes quatro sequências deposicionais de alta frequência, correspondentes a quatro sistemas do tipo laguna-barreira (I a IV). Estas sequências possuem idades pleistocênicas e holocênica e se desenvolveram em resposta a ciclos glacioeustáticos da ordem de 100 ka. O sistema costeiro holocênico, relacionado à sequência mais jovem (IV), possui setores contemporâneos com padrões de empilhamento opostos. Partindo desta observação duas hipóteses foram formuladas e investigadas. A primeira hipótese refere-se à existência de padrões de empilhamento opostos também nas sequências deposicionais mais antigas (I, II e III) e a segunda é a de que estes padrões estejam expressos na morfologia das barreiras costeiras. Uma análise geomorfológica e estratigráfica foi realizada através das geotecnologias, com o emprego do sensoriamento remoto, do geoprocessamento, de sistemas de posicionamento e do método geofísico do georradar. Os dados foram obtidos em diferentes setores da planície costeira, com enfoque na região sul, entre a fronteira com o Uruguai (Chuí) e a desembocadura da Lagoa dos Patos (Rio Grande). Nesta região, estão presentes os sistemas laguna-barreira II, III e IV, portanto estes contaram com um maior detalhamento. As interpretações realizadas permitiram estabelecer um arcabouço estratigráfico, com a definição das principais superfícies chave e tratos de sistemas, além de um modelo de evolução paleogeográfica para a região sul. A existência dos padrões de empilhamento retrogradacional, progradacional e degradacional foi constatada nas sequências deposicionais mais antigas. Ainda que estas não tenham sido datadas foi possível inferir que comportamentos distintos tenham ocorrido simultaneamente ao longo das linhas de costa relacionadas a estas sequências deposicionais. A variabilidade do comportamento dos sistemas costeiros foi verificada também através das suas características morfológicas, as quais possuem grande influência em seu potencial de preservação. Contudo, alterações posteriores, de origem erosiva e/ou deposicional, modificaram significativamente as feições originais. A aplicação das geotecnologias referidas acima, através da perspectiva da estratigrafia moderna, permitiu ampliar o conhecimento acerca dos sistemas deposicionais costeiros, especialmente das sequências relacionadas aos sistemas laguna-barreira II e III. / The stratigraphic record of Rio Grande do Sul Coastal Plain embraces four high-frequency depositional sequences corresponding to four barrier-lagoon systems (I to IV). These sequences have been developed during the Pleistocene and Holocene, in response to glacioeustatic cycles of 100 ka. The Holocene coastal system, related to the younger sequence (IV), exhibits contemporaneous sectors with opposites stacking patterns. From this observation, two hypotheses were formulated and investigated. The first hypothesis was that the opposite stacking patterns also exist in the older depositional sequences (I, II and III), and the second was that these patterns are expressed, today, in the morphology of the coastal barriers. A geomorphologic and stratigraphic analysis was performed applying various geotechnologies, like remote sensing, geoprocessing, positioning systems and the geophysical method of ground penetrating radar (GPR). The data were obtained in different sectors of the coastal plain, with a focus on the southern region between the border with Uruguay (Chui) and the inlet of Lagoa dos Patos lagoon (Rio Grande). In this region the barrier-lagoon systems II, III and IV were identified and studied in greater detail. The interpretations allowed establishing a stratigraphic framework, setting out the main key surfaces and systems tracts, and a paleogeographic model of the evolution of the southern coastal plain. The existence of retrogradational, progradational and degradacional stacking patterns was found in the older sequences. Although the absolute age of these units has not been determined, it was possible to infer that different behaviors have occurred simultaneously along the shorelines related to these depositional sequences. The variability on the behavior of the coastal systems was also verified by their morphological characteristics, which have great influence on their preservation potential. However, subsequent changes due to erosive and/or depositional events may have significantly modified the original features. The application of geotechnologies from the perspective of modern stratigraphy improved the knowledge of coastal depositional systems, especially of the sequences related to barrier-lagoon systems II and III.

O presente trabalho tem como objetivo a reconstrução da história evolutiva ao longo do Holoceno da planície costeira de cordões litorâneos estabelecidos sobre o vale fluvial do Rio Itabapoana/ES. A partir desse objetivo, foram realizadas as seguintes etapas metodológicas: Sensoriamento Remoto, Topografia, Geofísica e Geocronologia. Através da análise da imagem de satélite RapidEye, na composição colorida R5-G3-B1, foram discriminadas classes de cobertura vegetal. A relação entre a vegetação e o solo exposto proporcionou a identificação de três padrões distintos na planície costeira de cordões litorâneos. A obtenção de dados contínuos de altimetria através de um sistema global de navegação por satélite (GNSS), concentrado no caminhamento perpendicular à linha de costa, permitiu a elaboração e análise do perfil altimétrico dos cordões litorâneos, identificando-se três principais características: 1) nos primeiros 600 m tem-se um acréscimo na elevação; 2) em seguida, uma longa faixa “estável”, de pouca mudança na elevação; 3) por fim, o decréscimo da elevação nos últimos 500 m. Para caracterizar a arquitetura deposicional em subsuperfície dos cordões litorâneos, utilizou-se um Radar de Penetração no Solo (GPR) O registro obtido com GPR possibilitou a identificação de três padrões, representados pelas unidades retrogradacional e progradacional, onde o padrão de empilhamento compõe uma sequência de barreira regressiva ou progradante. Para a obtenção de uma relação cronoestratigráfica, seis amostras de sedimentos da fração arenosa de deposição eólica foram coletadas para a obtenção de idades absolutas a partir de Luminescência Opticamente Estimulada (LOE). Os cordões datados apresentaram idades holocênicas, com idades inferiores a 5.261 ± 396 anos. A integração dos resultados obtidos através dos métodos aplicados permitiu o reconhecimento de três padrões que levaram à interpretação de três fases decorrentes das variações do nível relativo do mar e do aporte sedimentar na evolução da planície. Essas fases representam os períodos de transgressão, regressão normal e regressão forçada. / The aim of this study is the reconstruction of the evolutionary history along the Holocene of the of beach ridges coastal plain established on the fluvial valley of Itabapoana River/ES. From this objective, the following methodological steps were performed: Remote Sensing, Topography, Geophysics and Geochronology. Through the analysis of the RapidEye satellite image, in the color composition R5-G3-B1, classes of vegetal cover were discriminated. The relationship between vegetation and exposed soil provided the identification of three distinct patterns of the beach ridges coastal plain. Obtaining continuous data of altimetry with a GNSS system, concentrated in the path perpendicular to the coastline, allowed the elaboration and analysis of the altimetric profile of the beach ridges. It was identified three main characteristics: 1) in the first 600 m there is an increase in elevation; 2) then along “stable” stretch, with little change in elevation; 3) lastly, the decrease of the elevation in the last 500 m. A Ground Penetrating Radar (GPR) was used to characterize the depositional architecture in the subsurface of the beach ridges The GPR record allowed the identification of three patterns, represented by the retrogradational and progradational units, in which the stacking pattern consists of a regressive or progradational barrier sequence. Six sediment samples of the sandy fraction of wind deposition were collected to obtain absolute ages from Optically Stimulated Luminescence (OSL). The dated ridges presented Holocene ages, with ages lower than 5,261 ± 396 years. The integration of the results obtained allowed the recognition of three patterns that led to the interpretation of three phases due to the variations of the relative sea level and the sedimentary budget in the evolution of the plain. These phases represent periods of transgression, normal regression and forced regression.

Interception av snö eller regn på trädkronor är en viktig del av det hydrologiska kretsloppet. Upp till en tredjedel av all snö som faller över skogsområden når aldrig marken på grund av stora avdunstningsförluster av interceptionsförrådet, vilket minskar vårflöden i älvar. Goda prognoser av dessa flöden är viktiga för vattenkraftsindustrin. För att kunna förbättra modeller, i vilka interceptions-avdunstningsprocessen ingår, krävs lämpliga mätmetoder för interceptionförrådet av snö. Syftet med detta arbete var att undersöka om impulsradarutrustning kan användas för att mäta interceptionsförrådet av snö på barrträd. Metoden bygger på att mäta hastigheten och utsläckningen hos en elektromagnetisk impulsvåg, vilken skickas från en sändarantenn genom ett avsnitt skog till en mottagarantenn. Både utsläckningen och hastigheten påverkas av snö och vatten på trädens kronor, och kan med så kallade blandningsformler relateras till mängd vatten. Blandningsformler beskriver de elektromagnetiska egenskaperna hos heterogena material. Laboratorietester visade att interception av flytande vatten på små trädkronor gav upphov till förändringar av impulsvågens hastighet och utsläckning mätbara med radarutrustningen. Uppskattningar av mängden intercepterat vatten från radarmätningarna gav en överskattning jämfört med oberoende referensmätningar, däremot stämde relativa variationer väl överens mellan mätningarna. Tydliga samband mellan impulsvågens utsläckning och mängden intercepterat vatten kunde inte bestämmas från experimenten. Utsläckningsresultaten var svårtolkade och lämpliga blandningsformler hittades inte i litteraturen. Metoden testades även en vecka i fält i norra Sverige. Trots att installationen inte var den bästa visade resultaten ändå god överensstämmelse mellan uppskattade förändringar av interceptionsförrådet från radarmätningarna, och observerade väderförändringar samt oberoende referensmätningar med en trädvågsanordning. Resultaten tyder på att metoden kan ge goda uppskattningar av interceptionsförrådet, då en väl fungerande installation av utrustningen används och efter att vidare kalibreringsförsök genomförts. / Interception of rain or snow in forest canopies is an important component of the hydrological cycle. Up to one third of the total winter precipitation never reaches the ground in forest areas due to evaporation losses of intercepted snow, which reduces spring-time water flow in rivers. Accurate spring flow predictions are important for the hydro-power industry. Appropriate measurement methods of intercepted snow are needed in order to improve models involving the interception evaporation process. The aim of this study was to explore the possibilities of an impulse radar system to measure the snow interception storage on coniferous trees. The method is based on measurements of the velocity and attenuation of an electromagnetic impulse wave, generated in a transmitting antenna and sent through a forest section and detected by a receiving antenna. The attenuation and velocity is affected by ice and water in the canopy air space, and can be related to amounts of water using so-called mixing formulas that describe the average electromagnetic properties of heterogeneous materials. Controlled laboratory measurements on small canopies showed that interception of liquid water was well above the detectable limits of the radar system, with respect to both attenuation and velocity changes. Estimations of the mass of intercepted water based on velocity changes overestimated the reference measurements, but relative variations were well captured. No clear relation could be found between amount of water on canopies and impulse wave attenuation from the experiments. The attenuation results were difficult to interpret, and appropriate mixing formulas were not found in the literature. The method was further tested for one week under field conditions in northern Sweden. In spite of a non-optimal equipment installation results of estimated changes of the interception storage showed a good agreement with observed weather variations and reference measurements using a tree weighing device. The method can have good conditions to give correct estimations of the snow interception storage, using appropriate installation and further calibration measurements.

No registro estratigráfico da Planície Costeira do Rio Grande do Sul estão presentes quatro sequências deposicionais de alta frequência, correspondentes a quatro sistemas do tipo laguna-barreira (I a IV). Estas sequências possuem idades pleistocênicas e holocênica e se desenvolveram em resposta a ciclos glacioeustáticos da ordem de 100 ka. O sistema costeiro holocênico, relacionado à sequência mais jovem (IV), possui setores contemporâneos com padrões de empilhamento opostos. Partindo desta observação duas hipóteses foram formuladas e investigadas. A primeira hipótese refere-se à existência de padrões de empilhamento opostos também nas sequências deposicionais mais antigas (I, II e III) e a segunda é a de que estes padrões estejam expressos na morfologia das barreiras costeiras. Uma análise geomorfológica e estratigráfica foi realizada através das geotecnologias, com o emprego do sensoriamento remoto, do geoprocessamento, de sistemas de posicionamento e do método geofísico do georradar. Os dados foram obtidos em diferentes setores da planície costeira, com enfoque na região sul, entre a fronteira com o Uruguai (Chuí) e a desembocadura da Lagoa dos Patos (Rio Grande). Nesta região, estão presentes os sistemas laguna-barreira II, III e IV, portanto estes contaram com um maior detalhamento. As interpretações realizadas permitiram estabelecer um arcabouço estratigráfico, com a definição das principais superfícies chave e tratos de sistemas, além de um modelo de evolução paleogeográfica para a região sul. A existência dos padrões de empilhamento retrogradacional, progradacional e degradacional foi constatada nas sequências deposicionais mais antigas. Ainda que estas não tenham sido datadas foi possível inferir que comportamentos distintos tenham ocorrido simultaneamente ao longo das linhas de costa relacionadas a estas sequências deposicionais. A variabilidade do comportamento dos sistemas costeiros foi verificada também através das suas características morfológicas, as quais possuem grande influência em seu potencial de preservação. Contudo, alterações posteriores, de origem erosiva e/ou deposicional, modificaram significativamente as feições originais. A aplicação das geotecnologias referidas acima, através da perspectiva da estratigrafia moderna, permitiu ampliar o conhecimento acerca dos sistemas deposicionais costeiros, especialmente das sequências relacionadas aos sistemas laguna-barreira II e III. / The stratigraphic record of Rio Grande do Sul Coastal Plain embraces four high-frequency depositional sequences corresponding to four barrier-lagoon systems (I to IV). These sequences have been developed during the Pleistocene and Holocene, in response to glacioeustatic cycles of 100 ka. The Holocene coastal system, related to the younger sequence (IV), exhibits contemporaneous sectors with opposites stacking patterns. From this observation, two hypotheses were formulated and investigated. The first hypothesis was that the opposite stacking patterns also exist in the older depositional sequences (I, II and III), and the second was that these patterns are expressed, today, in the morphology of the coastal barriers. A geomorphologic and stratigraphic analysis was performed applying various geotechnologies, like remote sensing, geoprocessing, positioning systems and the geophysical method of ground penetrating radar (GPR). The data were obtained in different sectors of the coastal plain, with a focus on the southern region between the border with Uruguay (Chui) and the inlet of Lagoa dos Patos lagoon (Rio Grande). In this region the barrier-lagoon systems II, III and IV were identified and studied in greater detail. The interpretations allowed establishing a stratigraphic framework, setting out the main key surfaces and systems tracts, and a paleogeographic model of the evolution of the southern coastal plain. The existence of retrogradational, progradational and degradacional stacking patterns was found in the older sequences. Although the absolute age of these units has not been determined, it was possible to infer that different behaviors have occurred simultaneously along the shorelines related to these depositional sequences. The variability on the behavior of the coastal systems was also verified by their morphological characteristics, which have great influence on their preservation potential. However, subsequent changes due to erosive and/or depositional events may have significantly modified the original features. The application of geotechnologies from the perspective of modern stratigraphy improved the knowledge of coastal depositional systems, especially of the sequences related to barrier-lagoon systems II and III.

Este estudo avaliou, in vitro, a influência da aplicação de quatro selantes de superfície na rugosidade de duas resinas compostas. Cinqüenta espécimes foram confeccionados e divididos em 10 grupos com 5 espécimes cada, em função da combinação entre resina composta e selante de superfície, sendo: G1. Controle Concept; G2. Concept + Fortify; G3. Concept + Biscover; G4. Concept + Lasting Touch; G5. Concept + Fill Glaze; G6. Controle Esthet X; G7. Esthet X + Fortify; G8. Esthet X + Biscover; G9. Esthet X + Lasting Touch; G10. Esthet X + Fill Glaze. Os espécimes foram confeccionados com uma matriz específica, em quatro incrementos, com dimensões internas de 15mmX4mmX5mm, sendo sua polimerização realizada com o aparelho de lâmpada halógena Curing Light 2500 (500mW/cm2) por 20s cada incremento. Em seguida, foram armazenados em água destilada à 37ºC e umidade absoluta de 100% por 24 horas. Após este período, os espécimes foram adaptados em uma Politriz Metalográfica e planificados com lixas de granulometria 320, 600 e a rugosidade inicial foi aferida. Para a mensuração da rugosidade, utilizou-se o rugosímetro Hommel Tester T1000 basic. Numa segunda fase, aplicaram-se os selantes de superfície, conforme recomendações do fabricante, e uma nova aferição da rugosidade superficial foi realizada. Para o teste de abrasão, os espécimes foram submetidos a 100.000 ciclos de escovação, seguido de nova mensuração da rugosidade. Em adição à rugosidade e com o objetivo de avaliar qualitativamente a superfície de alguns espécimes, a leitura em Microscopia Eletrônica de Varredura foi empregada. Os resultados foram submetidos aos testes ANOVA a 3 critérios e Tukey para comparações individuais entre os diferentes grupos (p<0,05). A aplicação do selante de superfície diminuiu a rugosidade superficial das resinas compostas testadas (G2=0,0727, G3=0,0147, G4=0,0307, G5=0,0253, G6=0,0960, G7=0,0173, G8=0,0333, G9=0,0480). A abrasão simulada aumentou a rugosidade superficial para todos os grupos, com exceção do Fortify (G2=0,0740, G7=0,0673) e Biscover (G7=0,0440), sendo os maiores valores apresentados pelo Lasting Touch (G4= 0,1253, G9=0,0980), seguido do Fill Glaze (G5=0,0933, G10= 0,0847). / This in vitro study evaluated the influence of the application of four surface sealers on the surface roughness of composite resins. Fifty specimens were divided into ten groups according to different patterns of composite resin and surface sealers, as follows: G1. Control with Concept resin; G2. Concept + Fortify; G3. Concept + Biscover; G4. Concept + Lasting Touch; G5. Concept + Fill Glaze; G6. Control with Esthet X; G7. Esthet X + Fortify; G8. Esthet X + Biscover; G9. Esthet X + Lasting Touch; G10. Esthet X + Fill Glaze. Specimens were made in four increments using a stainless steel matrix of 15x5x4mm and resin increments were polymerized with halogen lamp Curing Light 2500 (500mW/cm2) for 20 seconds each. After complete polymerization, specimens were stored in 100% humidity in distilled water at 37ºC for 24 hours. Following storage, specimens were polished using ascending grades (320, 600) of abrasive SiC paper under running water and the initial roughness was measured with a perfilometer Hommel Tester T100 basic (Hommelwerke GmbH ref. # 240851 - Schwenningem - Germany). Surface sealers were applied following the manufacturer\'s instructions and a new measurement of roughness was made. For the abrasive resistance test, specimens were submitted to 100.000 cycles of abrasive dentifrice brushing followed by surface roughness.. Qualitative analisys was made by using MEV. Results were submitted to Three-way ANOVA (p<0,05) and Tuckey\'s test to individual comparisons between different groups. Surface sealant application provided smoother surfaces for of composite resins tested (G2=0.0727, G3=0.0147, G4=0.0307, G5=0.0253, G6=0.0960, G7=0.0173, G8=0.0333, G9=0.0480). The abrasion test increased the surface roughness for all tested groups, except Fortify (G2=0,0740, G7=0,0673) and Biscover (G7=0,0440). Lasting Touch presented rougher surfaces (G4= 0,1253, G9=0,0980), followed by Fill Glaze (G5=0,0933, G10= 0,0847).

A aplicação de selantes de superfície, através da penetração nas irregularidades superficiais e na interface dente/restauração, é realizada ao final do procedimento restaurador e pode minimizar algumas limitações, prolongando a longevidade clínica das restaurações de resina composta. Este estudo clinico randomizado se propôs a avaliar o efeito da aplicação de um selante de superfície no comportamento clínico de restaurações posteriores de resina composta do tipo classe I. Vinte e sete pares de dentes molares ou pré-molares, superiores ou inferiores, que apresentavam lesões de cárie (classe I) ou restaurações de amálgama ou resina composta (classe I) insatisfatórias, que necessitavam de substituição completa, foram aleatorizados e preparados e restaurados com a resina composta Esthet-X. Sobre a superfície da resina de apenas um dente de cada par foi aplicado o selante de superfície Lasting Touch utilizando o modelo experimental de boca dividida. A avaliação única foi realizada empregando-se o método direto USHPS modificado, nos tempos: baseline, 6 meses, 12 meses, por dois operadores. Radiografias interproximais e réplicas das faces oclusais foram obtidas por meio da moldagem com silicona de adição e vazadas com resina epóxica para avaliação qualitativa com Microscópio Eletrônico de Varredura. Os dados foram submetidos ao teste de Mc Nemar (p<0,05). Para a integridade marginal, após 6 meses de avaliação, apenas 1 (4%) restauração do grupo com selante de superfície recebeu o escore Bravo. Aos 12 meses, a integridade marginal apresentou 1 (4%) do grupo sem selante e 2 (7%) restaurações com selante com escore Bravo. Os resultado apresentados nos períodos de avaliação não apresentaram diferenças estatisticamente significantes (p=1,0, para todas as condições. Não houve diferença no desempenho clínico de restaurações de resina composta com e sem selante de superfície, sendo aceitáveis após 12 meses de avaliação. As observações em MEV demonstraram que aplicação do selante de superfície promove superfícies mais lisas e regulares para todos os tempos avaliados. Em um período de 12 meses, o selante de superfície mostrou estabilidade na condição avaliada. O Mev, entretanto, não demonstrou superioridade ao grupo sem a aplicação de selante de superfície (controle). / The finishing, polishing and surface sealant application, by superficial irregular penetration and between restoration interface, are applied at the end of the restoration and decrease these limitations, and extend the clinical longevity of composite resin restorations. This clinical randomized controled study however aimed to evaluate the effect of the surface sealant application in the clinical behavior of composite posterior resin class I restorations. Twenty seven pairs of upper or lower molars or premolars with carious lesions (class I), and unsatisfactory amalgam or composite resin restorations, which needed total replacement, were randomized and prepared and restored with Esthet X composite resin. The composite resin surface of one tooth from each pair was covered with Lasting Touch surface sealant (Split Mouth Design). The clinical evaluation was made by using the modified direct method USPHS, at the following times: baseline, 6 months and 12 months, by two different operators. Bitewing radiographs and replicas of the occlusal surfaces were obtained by using a silicone impression material poured with epoxy resin for the qualitative evaluation with Scanning Electron Microscopy. The data was analyzed with the McNemar test (p <0.05). Results showed that for the marginal integrity, after 6-month evaluation, only 1 (4%) sealed restoration had a Bravo rating. At the end of 12 months, the marginal integrity showed 1 (4%) sealed restoration and 2 (7%) non sealed Bravo restorations. Results at all evaluations periods did not show statistical significant differences (p=1.0) for all conditions. There was no difference in the clinical performance of the composite resin restorations (Esthet X) with or without the surface sealant (Lasting Touch), demonstrated good behavior after 12 months. Based on SEM examinations, the surface sealant application promoted a regular and smooth surface, for all the evaluation times. In a 12 months evaluations period, the surface sealant demonstrated stability at the evaluated condition. The SEM, however, did not presented better conditions in the no sealant application group (control).

Orientador: Gustavo Pereira Fraga / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-26T03:18:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_BrunoMonteiroTavares_D.pdf: 9308561 bytes, checksum: d9bbcf8aaa7de38fba06e5228f9dccd3 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Introdução: Trauma penetrante é atualmente a principal causa de trauma cardíaco. O objetivo deste estudo é descrever e comparar as variáveis entre os pacientes com trauma cardíaco penetrante nos últimos 20 anos em um hospital universitário identificando fatores de risco para morbidade e mortalidade. Métodos: Revisão de dados de registro de trauma, seguido por análise estatística descritiva comparando os períodos 1990 a 1999 (grupo 1 , 54 casos) e 2000 a 2009 (grupo 2, 39 casos). Foram registrados dados clínicos no momento da internação hospitalar, o Índice de Gravidade da Lesão (ISS), Escala de Coma de Glasgow (GCS), e o Escore de Trauma Revisado (RTS). Resultados: A incidência de ferimentos cardíacos penetrantes foram constantes dentro do período de estudo. Os dois grupos foram semelhantes quanto à idade, mecanismo de trauma (ferimento por projétil de arma de fogo ou branca) e ISS. Grupo 1 apresentou menor pressão arterial sistólica na admissão (média de 87 contra 109 mmHg), menor GCS (12,9 vs. 14,1), RTS mais baixo (6,4 vs. 7,3), maior incidência de lesões cardíacas graus IV e V (74% vs. 48,7%), e foram menos propensos a sobreviver (0,83 contra 0,93). O principal fator de risco para o óbito foi ferimento por projétil de arma de fogo (13 vezes maior do que por arma branca), pressão arterial sistólica <90 mm Hg , GCS <8 , RTS <7,84 , lesões associadas, lesões grau IV e V e ISS >25. Observou-se uma tendência na redução de mortalidade de 20,3% para 10,3% durante o período de observação. Conclusões: Foram identificados vários fatores associados à mortalidade e morbidade. Na última década, os pacientes foram admitidos em melhor condição fisiológica, talvez refletindo uma melhora no tratamento pré-hospitalar. Observou-se uma tendência para uma menor taxa de mortalidade / Abstract: Background: Penetrating traumas, including gunshot and stab wounds, are the major causes of cardiac trauma. Our aim was to describe and compare the variables between patients with penetrating cardiac trauma in the past 20 years in a university hospital, identifying risk factors for morbidity and death. Methods: Review of trauma registry data followed by descriptive statistical analysis comparing the periods 1990 to 1999 (group 1, 54 cases) and 2000 to 2009 (group 2, 39 cases). Clinical data at hospital admission, Injury Severity Score (ISS), Glasgow Coma Scale (GCS), and Revised Trauma Score (RTS) were recorded. Results: The incidences of penetrating cardiac injuries were steady within the period of study in the chosen metropolitan area. The two groups were similar regarding age, mechanism of trauma (gunshot stab), and ISS. Group 1 showed lower systolic blood pressure at admission (mean 87 versus 109 mm Hg), lower GCS (12.9 versus 14.1), lower RTS (6.4 versus 7.3), higher incidence of grade IV and V cardiac lesions (74% versus 48.7%), and were less likely to survive (0.83 versus 0.93). The major risk factor for death was gunshot wound (13 times higher than stab wound), systolic blood pressure <90 mm Hg, GCS <8, RTS <7.84, associated injuries, grade IV and V injury, and ISS >25. We observed a tendency in mortality reduction from 20.3% to 10.3% within the period of observation. Conclusions: Several associated factors for mortality and morbidity were identified. In the last decade, patients were admitted in better physiological condition, perhaps reflecting an improvement on pre-hospital treatment. We observed a trend toward a lower mortality rate / Doutorado / Fisiopatologia Cirúrgica / Doutor em Ciências