Les propriétés pétrophysiques des réservoirs silicoclastiques sont influencées par de nombreux facteurs sédimentaires et diagénétiques. Les principaux phénomènes diagénétiques affectant les réservoirs sont généralement la cimentation de quartz et les compactions mécanique et chimique. Des réservoirs gréseux ayant des contextes géologiques différents ont été considérés dans cette étude ; les réservoirs carbonifères d'origine deltaïque-marine du bassin des Palmyrides-Sud en Syrie et les réservoirs cambro-ordoviciens du bassin de Sbaa en Algérie. Cette thèse consiste à établir l'histoire diagénétique, déterminer les contrôles sédimentaires et structuraux influençant l'évolution des phénomènes diagénétiques, caractériser l'habitus des cristaux authigènes de quartz formés autour les grains détritiques et aussi mettre en relation les différentes contrôles sédimentaires et diagénétiques sur les caractéristiques des pores et ainsi que sur la variation de la perméabilité. L'histoire diagénétique entre le réservoir du bassin de Sbaa se caractérise par une forte cimentation de quartz composée de trois phases Q1, Q2 /et Q3, par tapissage illitique et ainsi par une importante compaction chimique liée à certains faciès glaciaires et également une cimentation d'argiles principalement en illite mais surtout dans les champs d'Oued Zine et de Bou Hadid. A l'exception du champ de Hassi Ilatou, où une faible cimentation de quartz composée de Q1 a eu lieu. Alors que la diagenèse des réservoirs gréseux du bassin des Palmyrides-Sud est représentée par une faible cimentation de quartz composée d'une seule phase Q1, une absence de compaction chimique, ainsi qu'une cimentation d'argiles dominée par la chlorite et les kaolins. Les analyses microthermométriques des inclusions fluides dans les surcroissances de quartz mettent en évidence une silicification se déroulant principalement entre 100 et 160°C dans les deux bassins. D'après la reconstitution de l'histoire thermique de bassin, cet intervalle de température a été atteint entre le Viséen et la fin du Namurien dans le bassin de Sbaa et au Crétacé supérieur-Paléocène dans le bassin des Palmyrides-Sud. Les analyses isotopiques indiquent une eau originelle météorique et marine, progressivement réchauffée lors de l'enfouissement, et s'enrichissant au fur et à mesure en ¹⁸O dans les pores intergranulaires et des fluides évolués et chauds à l'origine des filonnets. L'habitus des cristaux authigènes de quartz et la forme de croissance montrent une relation avec les phases de ciment de quartz, son taux et la présence/absence de gaz. En effet, des cristaux à prisme court, tronqués par des facettes additionnelles, et des cristaux trapus caractérisent les grès cimentés par une seule phase de quartz authigène, et une fréquence importante des cristaux de quartz à multiples nucléas est constatée dans ces grès. Des cristaux à prisme développé et rarement des cristaux à prisme court caractérisent les grès contenant deux phases du ciment de quartz. Des cristaux peu développés et limités à quelques faces sont présents dans les grès cimentés par trois phases du ciment de quartz dans la paléozone à eau du réservoir dans le champ ODZ. Une forme de croissance en escalier est présente uniquement dans ces derniers grès. La présence des inclusions à hydrocarbures dans les surcroissances de quartz dans la partie supérieure du réservoir ordovicien du champ de Oued Zine indique que la mise en place des hydrocarbures dans le réservoir a été contemporaine à la cimentation de quartz à des températures 100-140°C en raison de la paléostructure anticlinale dans ce champ. Un deuxième épisode a eu lieu suite à la fracturation hercynienne à des températures comprises entre 117-185°C qui augmente vers le nord-ouest du bassin. La composition du gaz dans les inclusions monophasées (92 ± 5 mole %) est comparable à la composition actuelle du gaz dans le réservoir.

O uso do cimento nas dosagens de materiais cimentícios sempre foi uma preocupação na construção civil por questões de custo. Com o surgimento das discussões sobre sustentabilidade, as preocupações passam a ocorrer também com relação aos impactos ambientais gerados em sua produção, principalmente as emissões de 2. Apesar de grandes esforços industriais para a redução destas emissões, as estratégias adotadas não têm sido eficientes para atingir patamares de redução suficientes. Neste cenário, a substituição de parte do cimento por finos inertes, conhecidos como fíleres, provenientes de matérias-primas abundantes e baratas, podem proporcionar ganhos econômicos e ambientais, já que estes materiais apresentam menor impacto de produção por não necessitarem serem submetidos a processos térmicos. Além disso, a adição de fíleres na matriz cimentícia pode contribuir para o aumento da eficiência dos ligantes, pois possibilita o melhor empacotamento de partículas, com diminuição de vazios, que contribui para a redução do teor de água na mistura o que significa possibilidade de desempenho mecânico satisfatório com menos clínquer. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de substituição de parte do cimento por fíleres de quartzo em pastas cimentícias, visando reduzir o consumo de clínquer. Foram avaliados os comportamentos reológicos e mecânicos de dosagens de pastas e argamassas de clínquer-fíler, verificando o desempenho dos materiais produzidos. Para estudo das pastas foram feitas caracterizações das matérias-primas, ensaios de reologia para determinar o teor ótimo de dispersante, e ensaios de resistência à compressão para teores de água fixos, variando os fíleres com três composições granulométricas distintas. Para avaliação das argamassas, foram realizados ensaios de resistência à compressão e determinados os módulos de elasticidade. A análise dos resultados foi feita por meio de comparativos entre os comportamentos reológicos e mecânicos das misturas, além do cálculo do indicador de eficiência Binder Intensity (BI), que é uma relação entre o consumo de cimento e a resistência mecânica. Os materiais produzidos com fíleres atingiram comportamentos reológicos próximos ao material convencional, mas com teores de água reduzidos, contribuindo para o alcance de boas resistências mecânicas com menor consumo de cimento, e módulos de elasticidade equivalentes. Os resultados obtidos nos II experimentos realizados comprovam os ganhos de eficiência alcançados com a adição de fíleres de quartzo em materiais cimentícios e a viabilidade para aplicação na construção civil. / The use of cement in cementitious materials dosages has always been a concern in civil construction for costs issues. With the emergence of sustainability discussions, also arise concerns about environmental impacts generated in its production, mainly 2 emissions. Although the large industrials efforts to reduce these emissions, the strategies adopted havent been efficient to achieve sufficient reduction levels. In this scenario, partial replacement of cement by inert fines, denominated fillers, from abundant and cheap raw materials, can provide environmental and economic gains, since these materials produce lower environmental impact as they dont need to be submitted to thermal processes. Beyond that, the fillers addition in cementitious matrix can contribute to the increase of binders efficiency, as it allows the particles packaging, with the decreasing of voids, which contributes to the reduction of water content in the mixture which means possibility of satisfactory mechanical performance with less clinker content. Thus, this study aims to evaluate the potential of cement replacement by quartz fíller in cement mixtures, in order to reduce clinkers consumption. Were evaluated the rheological and mechanical behavior of pastes and mortars dosages made of clinker-filler, and was verified the performance of the materials produced. To the paste study, were made raw materials characterizations, rheology tests to determine the optimum dispersant content, and compressive strength tests for fixed water contents, varying three fillers with different particle sizes. For mortars evaluation, were performed compressive strength tests and was determined the elastic modulus. The analysis of the results were made though comparisons between mixtures rheological and mechanical behaviors, besides the calculation of the efficiency index Binder Intensity (BI), which is a relation between cement consumption and the mechanical strength. The materials produced with fillers reached a rhealogical behavior close to the conventional materials behavior, but with reduced water contents, contributing to the achievement of good mechanical resistance with lower cement consumption, and equivalentmodulus of elasticity. The results obtained in the experiments performed demonstrate the efficiency gains achieved with the addition of quartz fillers in cementitious materials and the feasibility for application in the civil construction industry.

[pt] Neste trabalho são avaliados os parâmetros de transporte da bactéria Escherichia coli ATCC11229, microrganismo indicador de contaminação fecal, através de colunas de areia de quartzo saturadas. Com este propósito foi desenvolvido o equipamento para a execução dos ensaios Advecção-Dispersão-Sorção (ADS), com injeção contínua de uma suspensão bacteriana em água destilada em uma concentração inicial de 10 (8) bactérias/mL, por até doze horas em temperatura ambiente e sob condições que permitiram desprezar os efeitos do crescimento e decaimento dos microrganismos. Para a determinação dos parâmetros de transporte foram executados ensaios microbiológicos, ensaios de batelada e oito ensaios ADS para diferentes valores de gradiente hidráulico. Os ensaios de batelada mostraram uma baixa adsorção bactéria-solo nas condições avaliadas. As curvas de chegada obtidas nos ensaios ADS, mostraram elevados valores para o fator de retardamento entre três e nove, variando proporcionalmente com o incremento de gradiente hidráulico. Os valores de dispersão hidrodinâmica variaram entre 1,44x10(-2) cm(2)/min e 5,47x10(-2) cm(2)/min. Os resultados dos ensaios sugerem que os processos físico-químicos têm pouca influência no transporte deste microrganismo em areia de quartzo, enquanto que o processo de filtração mecânica, forças hidrodinâmicas, a forma e distribuição de tamanho dos grãos parecem explicar mais adequadamente o comportamento das curvas de chegada. / [en] This study deals with the assessment of the transport parameters of the Escherichia coli ATCC11229 bacteria, a fecal contamination indicator, through saturated quartz sand columns. With this purpose, it was developed an equipment to carrying out Advection-Dispersion-Sorption (ADS) experiments, with continuous input of bacterial distilled water suspension at an influent concentration of 10(8) cell/mL for about twelve hours, at environmental temperature and under conditions that allow disregard the effect of the growth and decay of the microorganisms. Microbiological experiments, batch tests, and eight ADS experiments at several hydraulic gradient values, were executed for determine the transport parameters. The batch tests indicated a low bacterium-soil adsorption under evaluated conditions. The breakthrough curves, obtained by ADS experiments, showed high values for the retardation factor, ranged from three to nine with increasing the hydraulic gradient. The hydrodynamic dispersion values ranged between 1,44x10(-2)cm(2)/min and 5,47x10(-2) cm(2)/min. The results of the experiments suggested that the physical-chemical processes have a little influence on the transport of this microorganism in quartz sand, whereas the straining process, hydrodynamic forces, the shape and grain distribution, would can explain more appropriately the behavior of the breakthrough curves.

Ametistas naturais brasileiras foram estudadas através das técnicas de Absorção Óptica (AO), Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) e Corrente de Despolarização Termicamente Estimulada (CDTE).O espectro de AO apresentou três picos principais na região espectral do visível (10500, 18600 e 28200cm POT.-1) e um enorme pico na região do ultravioleta (45000cm POT.-1) atribuídos ao ferro em diferentes estados de valência. A presença de centros OH POT.- foi observada na região do infravermelho através das bandas em 3440 e 3580cm POT.-1. O espectro de RPE, operando na banda X, exibe um conjunto de linhas centrado em 2000G, um pico intenso em 3000G e quatro picos pequenos em 4000, 5000, 6000 e 7000G, quando o campo magnético encontra-se paralelo a um dos eixos cristalograficamente equivalentes. Quando o campo magnético encontra-se paralelo ao eixo c do cristal, o espectro de RPE revela um conjunto de linhas centrado em 2000G, dois picos intensos próximos a 5000G e um pico pequeno em 6800G. Amostras em pó apresentam uma banda larga centrada em 3400G. Tratamentos térmicos mostram uma redução gradativa desta banda com o aumento do tempo de tratamento térmico e uma redução mais rápida para temperaturas maiores. Sabe-se que os centros de cor nas ametistas são produzidos pela ação de radiação ionizante natural sobre os centros precursores que surgem da substituição do Si POT.4+ pelo Fe POT.3+ na estrutura do quartzo-alfa. Esses centros de Fe POT.3+ não se distribuem igualmente entre os sítios equivalentes no cristal natural e são responsáveis pelas características dominantes do espectro de RPE. O espectro de CDTE obtido da polarização de uma amostra em 1000V apresenta uma banda em 215K, que vem a ser a composição de três bandas de menor intensidade (185, 200 e 214K) e uma banda única em 260K. Foi confirmado o caráter dipolar dessas bandas. Tratamentos térmicos efetuados a diferentes temperaturas mostram ) um decaimento de área total e uma redução da intensidade das bandas mais acentuadas para temperaturas maiores. Iluminação ultravioleta restaura parcialmente o espectro de CDTE e demonstra o crescimento de uma banda na região da temperatura ambiente. Devido ao comportamento semelhante dos espectros de CDTE e de RPE, o sendo Fe POT.3+ um elemento presente em grande quantidade nas amostras estudadas, acredita-se que o centro de dipolo responsável pelas bandas de CDTE observadas, seja do Fe POT.3+ substituindo um Si POT.4+ próximo a um O POT.- ou a um OH POT.-, e que as diferentes posições dos picos devem-se à população desigual do Fe POT.3+ substitucional nos sítios cristalograficamente equivalentes do cristal. / Brazilian natural amethyst samples have been studied through Optical Absorption (AO), Electron Paramagnetic Resonance (EPR) and Thermally Stimulated Depolarization Current (TSDC) Techniques.The AO spectrum shows three main peaks in the visible region (10500, 18600 e 28200cm POT.-1) and a huge peak in the ultraviolet region (45000cm POT.-1). All these peaks were attributed to iron in different valence states. The presence of centros OH POT.- centres have been observed through the bands at 3440 e 3580cm POT.-1in the infrared.The EPR spectrum shows a set of lines centered at 2000G, an intense peak at 3000G and four small peaks at 4000, 5000, 6000 and 7000G, when the magnetic field is parallel to one of crystallographically equivalents sites. When the magnetic field is parallel to the crystal c-axis, the EPR spectrum shows a set of lines centered at 2000G, two high peaks near 5000G and a small peak at 6800G. Powder samples presents a broad band centered in 3400G. Thermal treatments reduce this band for increasing thermal treatments time intervals. The reduction increases for high temperatures. It is well known that colour centres in amethysts are produced after natural ionizing radiation and that the centres are provided with the substitution of Fe POT.3+ for Si POT.4+ in quartzo-alfa structure. The Fe POT.3+ centres are not equally distributed among the equivalent sites of the natural crystal and are responsible for the dominant features of the EPR spectra. The obtained TSDC spectrum for polarization at 1000V shows a broad band at 215K, resulting from the superposition of three bands at 185, 200 and 214k and another band at 260K. The dipole origin of these bands has been confirmed. Thermal treatments at different temperatures produce a decay of the total area and a reduction of the bands intensities. Thermal reduction increases for higher temperatures. Ultraviolet illumination partially restores the TSDC spectrum. A new band appears at room temperature. Due to the similar behavior of the TSDC and EPR spectra and taking into account that the Fe POT.3+ is the most prominent impurity in the studied samples, we believe that the dipoles are substitutional Fe POT.3+ near O POT.- or an OH POT.- and that the different position of the peaks, very near, but not the same, are in crystallographically equivalent sites.

A técnica de Microbalança de Cristal de Quartzo (QCM) tem sido utilizada para a aplicação em biossensores. Esta técnica consiste no monitoramento da freqüência de oscilação do cristal de quartzo e a variação de freqüência está relacionada com a variação de massa na superfície do cristal por meio da equação de Sauerbrey. Porém, sabe-se que há discrepância entre a massa calculada pela equação de Sauerbrey e a massa real aderida na superfície do cristal de quartzo, sendo tal discrepância causada por fatores tais como a viscoelasticidade, o que é especialmente observado para macromoléculas e sistemas biológicos. Com a técnica de Admitância Eletroacústica (AE) é possível analisar a massa real devido à análise em separado dos parâmetros que compõem o circuito equivalente do cristal de quartzo e também inferir informações sobre a estrutura das monocamadas montadas sobre a superfície do cristal de quartzo. Neste trabalho foi utilizada técnica de AE para se potencializar e detalhar o estudo da formação de monocamadas automontadas e interações entre diferentes proteínas e carboidratos. Em muitos casos verificou-se que durante a formação de determinadas monocamadas, grande parte da variação de massa estava relacionada a interações fracas e não-específicas. Também durante a formação das monocamadas de tióis de cistamina, verificou-se que a estrutura da monocamada é extremamente dependente das concentrações iniciais de cistamina utilizadas para formar a monocamada. As interações entre proteínas e carboidratos foram realizadas após formação de multicamadas nas quais as proteínas eram imobilizadas para depois estudar-se, então, sua interação com carboidratos específicos. No caso da Jacalina, um tipo de lectina, observou-se interações bastante específicas com a fetuína e interações fracas com a alfa-lactose. A atividade da enzima GumH também foi testada com sucesso utilizando a técnica de AE. / The Quartz Crystal Microbalance (QCM) has been largely used for biosensor applications. This technique consists on monitoring quartz crystal oscillation frequency. The relationship of quartz crystal frequency variation with mass deposited on the crystal surface is described by Sauerbrey´s equation. However, the relationship is not directly inferred and discrepancy exists caused mainly by viscoelasticity features of mass adsorbed on the quartz crystal surface. The viscoelastic influence is very common to be observed especially for macro-molecules and biological systems. By using Electroacoustic Admittance (EA) technique it is possible to calculate and separate the real mass deposited over the quartz crystal from other contributions. Therefore, the EA was used to infer about self-assembly monolayer structure being deposited over the quartz crystal. In this work EA technique was used to study details of self-assembled monolayer formation and specific interactions between different proteins and carbohydrate molecules. It was observed that during monolayer formation the majority of mass variation was related to non-specific interactions. For instance, regarding cystamine monolayer formation it was observed that the monolayer structure is dependent on the cystamine concentrations in the liquid medium. The study of interactions between proteins and carbohydrates was conducted by means of multilayers approach in which the proteins are immobilized previously to study the interaction between its active sites and carbohydrates. In the specific case of Jacalin, a type of lectin, it was observed a large formation of specific bonding between this protein and alpha-lactose or fetuin. The GumH enzyme activity was also tested successfully by using of EA technique.

Quartz is one of the most common minerals in the Earth\'s crust, and is an important constituent of many metamorphic rocks. Because of the correlation between the dynamic recrystallization mechanisms and temperature, it is possible to understand the relationship between deformation and metamorphism evolution with the investigation of quartz, its textures, crystallographic orientation and its trace elements composition. Recently, thermometer calibrations were proposed based on the relationship between c-axis fabric open angle. Studies show that trace elements are also reliable indicators for geothermometers, especially on rocks without metamorphic index minerals,, such as in quartzites. With these calibrations it is possible to investigate the metamorphic-deformational evolution and compare to the metamorphic evolution of associated rocks containing diagnostic paragenesis and P-T conditions, allowing the full picture of establishment of the relationship between deformation and metamorphism. The aim of this research is to evaluate the c-axis thermometer, using data from Universal Stage and Electron Backscatter Diffraction (EBSD), as well as trace elements thermometry, Ti-in-quartz and Zr-in-rutile. The study was conducted on quartzites of the Carrancas Group, on Serra da Estância, Serra do Pombeiro and Serra de Carrancas, which P-T conditions of metamorphism were established with great precision in previous works. The study area is located in the southern region of Minas Gerais, near the cities of Carrancas, Itutinga, Itumirim and Lavras. Temperatures obtained by the c-axis thermometer were confronted with previously processed data and produced different results for each method, Universal Stage and EBSD. The Universal Stage produced a temperature that fits very well with metamorphic peak from previously calculated temperatures, and it seems to be a very reliable, cheap and relatively fast method. The stereograms made with EBSD data produced blurred girdles. It is not clear if the acquired data was either made properly or if this is a result of superimposed events of deformations, as suggested by petrography. The Zr-in-rutile thermometer partially agrees with the thermobarometry results of the literature, because at temperatures below 600 °C, it does not activate the zircon to participate on cation exchange reactions with other minerals, so the Zr concentration on rutile is considered to be from the source rock, and not related to deformation or metamorphism. The Ti-in-quartz was not a reliable thermometer for this case study. The temperatures are higher than the expected and the hypothesis is that the quartz grains might not have enough energy to exchange cations with rutile and zircon during the deformation and metamorphism caused by shear zones on Carrancas klippe. For further investigation, it is interesting to use cathodoluminescence that might map the Ti concentration zones on quartz grains to identify portions with different Ti concentrations and investigate their relationship with possible recrystallization textures. / O quartzo é um dos minerais mais comuns na crosta terrestre e é um constituinte importante de muitas rochas metamórficas. Devido à correlação entre os mecanismos dinâmicos de recristalização e a temperatura, é possível entender a relação entre a deformação e a evolução do metamorfismo com a investigação do quartzo, suas texturas, orientação cristalográfica e sua composição de elementos traços. Recentemente, calibrações de termômetros foram propostas com base na relação entre o ângulo de abertura do eixo-c. Estudos mostram que elementos traços também são indicadores confiáveis para geotermômetros, especialmente em rochas sem índices de minerais metamórficos, como os quartzitos. Com estas calibrações é possível investigar a evolução metamórfico-deformacional e comparar com a evolução metamórfica de rochas associadas contendo paragênese diagnóstica e condições de P-T, permitindo o quadro completo do estabelecimento da relação entre deformação e metamorfismo. O objetivo desta pesquisa é avaliar os termômetros de eixo-c, utilizando dados de Platina Universal e de Electron Backscatter Diffraction (EBSD), e temperatura de elementos traço, Ti-em-quartzo e Zr-em-rutilo. O estudo foi realizado nos quartzitos do Grupo Carrancas, na Serra da Estância, Serra do Pombeiro e Serra de Carrancas, cujas condições de metamorfismo da P-T foram estabelecidas com grande precisão em trabalhos anteriores. A área de estudo está localizada na região sul de Minas Gerais, próximo às cidades de Carrancas, Itutinga, Itumirim e Lavras. As temperaturas obtidas pelo termômetro do eixo c foram confrontadas com dados previamente processados e produziram resultados diferentes para cada método de Platina Universal e EBSD. Os dados de platina produziram temperaturas que se encaixam muito bem com o pico metamórfico de temperaturas previamente calculadas, e parece ser um método muito confiável, barato e relativamente rápido. Os estereogramas feitos com os dados do EBSD produziram guirlandas pouco nítidas. Não está claro se os dados adquiridos foram feitos adequadamente ou se isso é resultado de eventos sobrepostos de deformações, como sugerido pela petrografia. O termômetro de Zr-em-rutilo concordam parcialmente com os resultados de termobarometria da literatura, porque em temperaturas abaixo de 600 ° C, os minerais de zircão não são ativados para participar de reações de troca de cátions com outros minerais, portanto a concentração de Zr no rutilo é considerada como sendo da rocha fonte, e não relacionadas à deformação ou metamorfismo. O Ti-em-quartzo não foi um termômetro confiável para este estudo de caso. As temperaturas são superiores às esperadas e a hipótese é de que os grãos de quartzo podem não ter energia suficiente para trocar cátions com rutilo e zircão durante a deformação e metamorfismo causados por zonas de cisalhamento na klippe Carrancas. Para investigações posteriores, é interessante utilizar catodoluminescência para que seja possível mapear as zonas de concentração de Ti em grãos de quartzo e assim identificar porções com diferentes concentrações de Ti e investigar sua relação com possíveis texturas de recristalização.

Quartz is one of the most common minerals in the Earth\'s crust, and is an important constituent of many metamorphic rocks. Because of the correlation between the dynamic recrystallization mechanisms and temperature, it is possible to understand the relationship between deformation and metamorphism evolution with the investigation of quartz, its textures, crystallographic orientation and its trace elements composition. Recently, thermometer calibrations were proposed based on the relationship between c-axis fabric open angle. Studies show that trace elements are also reliable indicators for geothermometers, especially on rocks without metamorphic index minerals,, such as in quartzites. With these calibrations it is possible to investigate the metamorphic-deformational evolution and compare to the metamorphic evolution of associated rocks containing diagnostic paragenesis and P-T conditions, allowing the full picture of establishment of the relationship between deformation and metamorphism. The aim of this research is to evaluate the c-axis thermometer, using data from Universal Stage and Electron Backscatter Diffraction (EBSD), as well as trace elements thermometry, Ti-in-quartz and Zr-in-rutile. The study was conducted on quartzites of the Carrancas Group, on Serra da Estância, Serra do Pombeiro and Serra de Carrancas, which P-T conditions of metamorphism were established with great precision in previous works. The study area is located in the southern region of Minas Gerais, near the cities of Carrancas, Itutinga, Itumirim and Lavras. Temperatures obtained by the c-axis thermometer were confronted with previously processed data and produced different results for each method, Universal Stage and EBSD. The Universal Stage produced a temperature that fits very well with metamorphic peak from previously calculated temperatures, and it seems to be a very reliable, cheap and relatively fast method. The stereograms made with EBSD data produced blurred girdles. It is not clear if the acquired data was either made properly or if this is a result of superimposed events of deformations, as suggested by petrography. The Zr-in-rutile thermometer partially agrees with the thermobarometry results of the literature, because at temperatures below 600 °C, it does not activate the zircon to participate on cation exchange reactions with other minerals, so the Zr concentration on rutile is considered to be from the source rock, and not related to deformation or metamorphism. The Ti-in-quartz was not a reliable thermometer for this case study. The temperatures are higher than the expected and the hypothesis is that the quartz grains might not have enough energy to exchange cations with rutile and zircon during the deformation and metamorphism caused by shear zones on Carrancas klippe. For further investigation, it is interesting to use cathodoluminescence that might map the Ti concentration zones on quartz grains to identify portions with different Ti concentrations and investigate their relationship with possible recrystallization textures. / O quartzo é um dos minerais mais comuns na crosta terrestre e é um constituinte importante de muitas rochas metamórficas. Devido à correlação entre os mecanismos dinâmicos de recristalização e a temperatura, é possível entender a relação entre a deformação e a evolução do metamorfismo com a investigação do quartzo, suas texturas, orientação cristalográfica e sua composição de elementos traços. Recentemente, calibrações de termômetros foram propostas com base na relação entre o ângulo de abertura do eixo-c. Estudos mostram que elementos traços também são indicadores confiáveis para geotermômetros, especialmente em rochas sem índices de minerais metamórficos, como os quartzitos. Com estas calibrações é possível investigar a evolução metamórfico-deformacional e comparar com a evolução metamórfica de rochas associadas contendo paragênese diagnóstica e condições de P-T, permitindo o quadro completo do estabelecimento da relação entre deformação e metamorfismo. O objetivo desta pesquisa é avaliar os termômetros de eixo-c, utilizando dados de Platina Universal e de Electron Backscatter Diffraction (EBSD), e temperatura de elementos traço, Ti-em-quartzo e Zr-em-rutilo. O estudo foi realizado nos quartzitos do Grupo Carrancas, na Serra da Estância, Serra do Pombeiro e Serra de Carrancas, cujas condições de metamorfismo da P-T foram estabelecidas com grande precisão em trabalhos anteriores. A área de estudo está localizada na região sul de Minas Gerais, próximo às cidades de Carrancas, Itutinga, Itumirim e Lavras. As temperaturas obtidas pelo termômetro do eixo c foram confrontadas com dados previamente processados e produziram resultados diferentes para cada método de Platina Universal e EBSD. Os dados de platina produziram temperaturas que se encaixam muito bem com o pico metamórfico de temperaturas previamente calculadas, e parece ser um método muito confiável, barato e relativamente rápido. Os estereogramas feitos com os dados do EBSD produziram guirlandas pouco nítidas. Não está claro se os dados adquiridos foram feitos adequadamente ou se isso é resultado de eventos sobrepostos de deformações, como sugerido pela petrografia. O termômetro de Zr-em-rutilo concordam parcialmente com os resultados de termobarometria da literatura, porque em temperaturas abaixo de 600 ° C, os minerais de zircão não são ativados para participar de reações de troca de cátions com outros minerais, portanto a concentração de Zr no rutilo é considerada como sendo da rocha fonte, e não relacionadas à deformação ou metamorfismo. O Ti-em-quartzo não foi um termômetro confiável para este estudo de caso. As temperaturas são superiores às esperadas e a hipótese é de que os grãos de quartzo podem não ter energia suficiente para trocar cátions com rutilo e zircão durante a deformação e metamorfismo causados por zonas de cisalhamento na klippe Carrancas. Para investigações posteriores, é interessante utilizar catodoluminescência para que seja possível mapear as zonas de concentração de Ti em grãos de quartzo e assim identificar porções com diferentes concentrações de Ti e investigar sua relação com possíveis texturas de recristalização.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guilherme Gralik.pdf: 15694789 bytes, checksum: 46d9955a777f2f852ddacabc2dfd661e (MD5) Previous issue date: 2012-08-08 / The porcelains are multiphase materials produced with natural raw materials, containing less than 0.5% of residual porosity and having more than 10% volume of a glassy phase. The main porcelains are composed of kaolin-quartz-feldspar which are called triaxial porcelains. The use of alumina as a substitute for quartz in the porcelain in of these formulations has been developed for some time. The results show a significant improvement in their mechanical properties, but alumina has a high cost compared with other raw materials. The study of the possibility of using alternative materials, that is also a source of alumina and with lower cost is quite important. In this work, quartz was substituted , in the formulation of triaxial porcelain, for alumina originating from the metallurgical process of aluminum in its various stages, beginning with the bauxite, followed by aluminum hydroxide obtained by two distinct processes (Reprecipitation and Bayer) and finally the alumina. The total and partial replacement was to evaluate the influence of quartz and raw materials in the formation of phases and mechanical properties of triaxial porcelain. The compositions studied were formed by pressing and sintered at different temperatures. The characterization of the porcelain was made by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, mechanical strength by three point bending and measures of density, porosity and water absorption. The results showed that the use of raw bauxite, aluminum hydroxide and aluminum hydroxide Bayer reprecipitated as an alternative source of Al2O3 is viable and there is a considerable increase of mechanical strength both in partial replacement as in the substitution of quartz. / As principais porcelanas são as compostas por caulim-feldspato-quartzo as quais recebem o nome de porcelanas triaxiais. A utilização da alumina como substituto do quartzo nas formulações dessas porcelanas vem sendo desenvolvida já há algum tempo. Os resultados mostram uma grande melhoria nas suas propriedades mecânicas, mas a alumina ainda tem um custo bastante elevado comparado com outras matérias-primas. O estudo da possibilidade do uso de matérias-primas alternativas, que também sejam fontes de alumina é bastante importante. Assim, neste trabalho o quartzo foi substituído, na formulação de uma porcelana triaxial, por alumina oriunda do processo metalúrgico do alumínio em suas diversas etapas, começando com a bauxita, seguido do hidróxido de alumínio obtido por dois processos distintos (Reprecipitação e Bayer) e finalmente pela alumina. A substituição foi total e parcial para melhor avaliar a influência do quartzo e das matérias-primas na formação das fases e nas propriedades mecânicas das porcelanas triaxiais. As composições estudadas foram conformadas por prensagem e sinterizadas em diferentes temperaturas. A caracterização dasporcelanas foi feita por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, resistência mecânica à flexão em três pontos e medidas de densidade aparente, porosidade aparente e absorção de água. Os resultados mostraram que a utilização das matérias-primas bauxita, hidróxidos de alumínio Bayer e hidróxido de alumínio reprecipitado, como fonte alternativade Al2O3 é viável e ocorre um aumento considerável da resistência mecânica, tanto na substituição parcial como na substituição total do quartzo. Palavras chave: porcelana, alumina, microestrutura, resistência mecânica, quartzo.

A emissividade da superfície terrestre (EST) é uma propriedade importante na caracterização de alvos através do Sensoriamento Remoto (SR). A estimativa da EST envolve a aplicação de uma função indeterminada de várias variáveis em dados de radiância contaminados por uma atmosfera de complexa modelagem. Dunas, em geral, são compostas por quartzo, cujo comportamento emissivo é bem caracterizado com sensores que operam entre 8–12μm. Neste trabalho foram avaliados 4 métodos de recuperação de temperatura-emissividade a partir de dados de radiância corrigida dos efeitos atmosféricos. Os quatro métodos foram aplicados em dados do subsistema do infravermelho termal (TIR) do sensor ASTER e são: Método da Emissividade Normalizada (MEN), Método da Banda de Referência (MBR), Separação de Emissividade e Temperatura (TES) e Resíduos Alpha (α-Residual). Foram geradas imagens de emissividade, cujas amostras puras (controle) de quartzo foram comparadas com uma curva homóloga da biblioteca espectral do Laboratório de Sensoriamento Remoto do Centro Estadual de Pesquisas em Sensoriamento Remoto e Meteorologia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Neste trabalho, os métodos foram comparados pelas diferenças na emissividade média, temperatura média de uma imagem ASTER e geometria da curva através de seus valores alphas. Obteve-se como resultado que o método TES apresentou uma emissividade média absoluta maior em relação ao MEN e MBR. A temperatura média para métodos MEN e MBR foi de 35,18ºC, TES de 30,10ºC e o α-Residual não gerou um valor de temperatura, pois não considera esta variável na estimativa do espectro alpha. A geometria da curva do método TES foi a mais próxima da curva espectral de referência. Os métodos comparados neste trabalho não obtiveram um desempenho quantitativo dentro dos limiares certos, é dizer no intervalo de emissividade de um quartzo a 29ºC. Os métodos neste trabalho tiveram uma tendência a superestimar os valores de temperatura e consequentemente os valores de emissividade, devido a uma correção atmosférica inexata em condições de alta umidade, suposições iniciais (emissividade) com grande erro, heterogeneidade do alvo. Em contrapartida se obteve bom desempenho na individualização dos campos de dunas preservando a forma da curva espectral (geometria) do quartzo. / The land surface emissivity (LSE) is an important property in the characterization of targets through Remote Sensing (RS). The estimation of LSE involves the application of an indeterminate function of several variables in radiance data contaminated by an atmosphere of complex modeling. In general, sand dunes are composed of quartz, whose spectral behavior is well characterized with sensors operating between 8-12μm. In this work, four methods of temperature-emissivity recovery were evaluated from atmospheric effects corrected radiance data. The four methods were applied to data from the thermal infrared (TIR) subsystem of the ASTER sensor, and they are: Normalization Emissivity Method (NEM), Reference Channel Method (RCM), Temperature Emissivity Separation (TES) and Alpha Residuals Method (α- Residual). Emissivity images were generated, whose pure quartz samples (control) were compared to a homologous curve of the spectral library of the Remote Sensing Laboratory of the State Center for Remote Sensing and Meteorology Research at the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS). In this study, the methods were compared by differences in mean emissivity, mean temperature of ASTER image and curve geometry through their alpha values. As a result, the TES method presented a higher mean absolute emissivity, in relation to NEM and RCM. The mean temperature for NEM and RCM methods was 35.18 °C, TES was 30.10 °C and α-Residuals did not generate a temperature value, since it does not consider this variable in the estimation of the alpha spectrum. The geometry of the TES method curve was the closest to the reference spectral curve. The methods compared in this work did not obtain a quantitative performance within the certain thresholds, in the emissivity range of a quartz at 29 °C. The methods tend to overestimate the temperature values and consequently the emissivity values due to an inaccurate atmospheric correction under conditions of high humidity, initial assumptions (emissivity) with great error, heterogeneity of the target. In contrast, a good performance was obtained in the individualization of the dune fields, preserving the shape of the spectral curve (geometry) of the quartz.

A deposição em regime de subtensão (DRS) de cádmio e chumbo foi estudada sobre ouro e filmes de selênio em meio ácido. Os estudos foram realizados utilizando a voltametria cíclica (VC) e a microbalança eletroquímica de cristal de quartzo (MECQ). Foi observado que o cádmio e o chumbo se depositam de formas diferentes sobre ouro e sobre os filmes de selênio. O cádmio quando depositado sobre o eletrodo de ouro ocupa um átomo de ouro por ad-átomo, fornecendo uma carga associada à formação da monocamada adsorvida de aproximadamente 42 µC cm-2, que corresponde a um recobrimento de 0,15 monocamadas. Os resultados com a MECQ mostraram que a deposição em regime de subtensão do Cd ocorre com uma forte presença da adsorção de ânions perclorato e bissulfato. A DRS de cádmio sobre os filmes de selênio ocorre de maneira semelhante a que foi observada sobre o eletrodo de ouro, porém a carga total da monocamada adsorvida foi de 195,7 µC cm-2, que é um pouco maior do que a carga total para a formação de uma monocamada de selênio sobre ouro. Além disso, foi observado que o cádmio difunde no filme de selênio, e que a co-adsorção de ânions e água durante a formação da monocamada de cádmio foi negligenciável. O ad-átomo de chumbo ocupa dois átomos de ouro e a carga de formação da monocamada é atribuída a contribuições de dois picos relacionados com a DRS. O recobrimento máximo chega a 0,3 monocamadas de chumbo sobre ouro, com a deposição do tipo loosely packed. O processo de DRS sobre os filmes de selênio ocorre com a formação de um único pico. A formação do segundo pico sofre interferência da formação de H2Se que ocorre na superfície do filme de selênio e modifica o tipo de empacotamento dos ad-átomos de chumbo sobre o substrato eletródico. O recobrimento obtido com a DRS foi de 0,7 monocamadas de chumbo sobre selênio. A co-adsorção de ânions e água foi constante, tanto em estudos sobre o eletrodo de ouro, como sobre os filmes de selênio. O estudo das propriedades dos filmes de selênio modificados por ad-átomos de cádmio e chumbo foi efetuado por medidas de cronoamperometria para altos tempos de polarização. Foi observado que o cádmio difunde para a fase do filme de selênio, em função do seu alto coeficiente de difusão no estado sólido, formando o composto CdSe. Por outro lado, este processo de difusão não foi observado para o chumbo, não havendo evidências de formação do composto PbSe. A combinação da voltametria cíclica com a microbalança eletroquímica de cristal de quartzo possibilitou acompanhar as mudanças nos mecanismos de formação de monocamadas de cádmio e chumbo em potenciais de subtensão, assim como a inibição da formação do H2Se. Este último efeito foi marcante na DRS de chumbo, onde foi alterada a forma de empacotamento do ad-átomo na superfície. / Cd and Pb underpotential deposition (UPD) on gold electrode and selenium thin film, from acid media, were studied using cyclic voltammetry (CV) and electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM). Different form of deposition for cadmium and lead were observed on gold electrode and selenium thin film. The presence of one peak in the positive sweep with a total charge density value between 42 60 µC cm-2 was observed from the results obtained for Cd upd on Au. This result is attributed to a covering of 0.15 0.20 Cd monolayer on gold electrode with the occupation of one active site by each Cd ad-atom. EQCM results suggest a large increase in mass upon Cd upd, which appears to result from co-adsorbed perchlorate and bisulfate anions. The upd of cadmium on the selenium films were similar to the observed on the gold electrode; however with a higher associated charge of 196 µC cm-2. Moreover, the cadmium upd process on selenium is accompanied by the diffusion of cadmium into the bulk of Selenium films. Also, the co-adsorption of anions and water during cadmium deposition on Selenium films were negligenceable. The UPD process of Pb ad-atoms on gold electrodes occurs with the occupation of two gold atoms for ad-atom ones. Two electrochemical processes are observed and the charge values were conferred a low covering the 0.3 monolayer, with a wrapping up of the type loosely packed. The co-adsorption of perchlorate anions and water were observed during UPD process. The UPD process of Pb ad-atoms on the selenium films is complex, and the formation of H2Se modifies the type of wrapping up of lead ad-atoms on the electrode surface. In this case, that the gotten covering were 0.7 monolayer of lead on selenium, were observed the co-adsorption of anions and water in this UPD process. During the studies carried through for cronoamperometry in high times of polarization (UPD potentials) on the Se films were observed that the cadmium spreads out for the phase of the selenium film. This phenomenon occurs due to the high coefficient of diffusion in the solid state of the Cd, allowing the formation of the CdSe. On the other hand, this process of diffusion was not so evident for the lead, that presents a low coefficient of diffusion in the solid state, and thus, do not support the formation of PbSe. The UPD studies by cyclic voltammetry combined with electrochemical quartz crystal microbalance measurements allowed to observe the changes in the monolayers formation mechanisms of cadmium and lead, as well as the inhibition of H2Se formation. This effect was found in the lead UPD, where was modified the form of packing up of the adatom in the surface.