Bond rupture is an experimental methodology that is used to augment a conventional mass balance biosensor. A good point-of-care biosensor is fast, reliable, simple, cost-effective, and detects low concentrations of the target analyte. Biosensor development is a multidisciplinary field and bond rupture testing is of technical interest to many groups. The Bond rupture methodology endows a mass probe with the ability to discern bond strength. The recognition of specific bonds by mass loading is separated from erroneous non-specific binding by a probe of the force between the analyte and the transducer. Bond rupture is achieved by acoustic excitation of the point of attachment. The force is incremented gradually until rupture occurs. The advancement of bond rupture biosensors beyond the lab requires improved understanding of the mechanisms of bond rupture by base excitation, the transducers, and the supporting hardware. Bond rupture has traditionally been used in conjunction with the Quartz Crystal Microbalance (QCM). There exists, however, a variety of sensors and transducers to which the bond rupture methodology could be applied. The time, cost and experience required for comprehensive investigation of all avenues is prohibitive. To further the development of bond rupture characteristic experiments are designed and carried out on the QCM platform. Numerical simulations are constructed which model the current bond rupture approach. This work is limited to the simulation of bond rupture by base excitation. From the results of the experimental investigation a number of improvements to the bond rupture technique are proposed. Improvements are tested by simulation and the Surface Acoustic Wave (SAW) device is selected to advance the bond rupture craft. A prototype SAW bond rupture device is designed. The prototype device is manufactured and tested, confirming the principle of SAW bond rupture. Future work is required to progress the SAW bond rupture methodology before possible integration with other sensor systems. Because of this work, and the evaluation of the SAW bond rupture prototype, much is learned about the advancement of SAW device bond rupture.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-08-15Bitstream added on 2014-06-13T20:30:15Z : No. of bitstreams: 1 carvalho_av_me_bauru.pdf: 971409 bytes, checksum: 84b4af49272f217e0a96b436d7084289 (MD5) / Chave Fusível é um dispositivo instalado na rede de distribuição de energia elétrica, que tem a função de proteger o transformador. O principal componente de uma Chave Fusível é o isolador, que em sua grande maioria é cerâmico, conhecido também como porcelana elétrica. Diversas companhias de eletricidade, que atuam em regiões próximas ao mar, têm problemas relacionados ao envelhecimento e/ou corrosão causadas pela névoa salina nas Chaves Fusíveis. Neste trabalho, apresentamos uma análise mais detalhada das características dos materiais envolvidos no isolador cerâmico, para entender melhor o problema e contribuir na busca de soluções. Para isso foram realizadas análises estruturais e elétricas na cerâmica e no material de junção, principais componentes do isolador cerâmico. Foi empregada a técnica de Difração de Raios X para identificação das fases que constituem esses materiais. Os resultados confirmam a presença de quartzo e mulita na cerâmica, e a presença de quartzo, enxofre e grafite na junção. Foram também observadas alterações na estrutura do material da junção com a elevação da temperatura, principalmente aquelas relacionadas com a eliminação do enxofre a partir de 167°C. A caracterização elétrica foi realizada através de medidas de corrente em função da voltagem para determinação da resistividade dos materiais (e possível comportamento ôhmico), em diferentes condições de temperatura e concentração de névoa salina. A cerâmica quando exposta à névoa salina apresenta uma diminuição significativa na resistividade elétrica, mas volta a aumentar quando a névoa salina é retirada. Já o material da junção também apresenta uma diminuição significativa na resistividade elétrica quando exposta a névoa salina, mas este comportamento se mantém depois de removida a névoa salina. / Fuse cutout is a device installed in the electric energy distribution network, which plays the role of protection to the transformer. The main component of a fuse cutout is the insulator, which usually is made of ceramic, also known as electric porcelain. Several electricity companies, working in regions close to the coast, have problems concerning aging and/or corrosion caused by salt mist on their fuse cutout keys. In this work, a detailed analysis of the characteristics of materials involved in the ceramic insulator is presented, which shall be a good contribution to a better understanding of this problem and to seek for a solution. Aiming to reach this goal, structural and electrical analysis of the ceramic and the junction material have been carried out. X-ray diffraction technique has been used to identify the phases present in these materials, and the result confirms the presence of quartz and mullite in the ceramic, and quartz, sulfur and graphite in the junction. In the junction material, modifications of the structure were also observed with heating, mainly sulfur elimination above 167°C. The electric characterization was done from current as function of applied voltage measurements, for determination of samples resistivity and the possible ohmic behavior, under different temperatures and salt vapor conditions. The ceramic exposed to salt vapor shows a significant decrease in the electrical resistivity, but it turns back to a high resistivity value, when removed from the salt vapor conditions. On the other hand, the junction material also presents a significant decrease in the resistivity when exposed to salt vapor, but this behavior is held after removing the sample from the salt vapor conditions.

Philosophiae Doctor - PhD / Polyamic acid-polypyrrole (PAA/PPy) composite films were prepared and characterised for the use as conducting platforms in the design of biosensor systems. The thin films were synthesised by electrochemical method from a solution containing controlled molar ratio of chemically synthesised polyamic acid (PAA) and pyrrole monomer. Homogenous films were obtained incorporating PAA into electropolymerised polypyrrole (PPy) thin film. The concentration of PAA (1.37 × 10-6 M) was kept fixed throughout the composite ratio analysis, whilst the concentration of PPy was varied from 1.9 × 10-3 M to 9.9 × 10-3 M. The PAA/PPy thin films were electrodeposited at a glassy carbon electrode (GCE) and characterised using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, Atomic Force microscopy (AFM), Scanning electron microscopy (SEM) and electrochemical (CV, SWV) techniques. The composition that best represented the homogenous incorporation of PAA into PPy matrix was observed at a PAA/PPy ratio of 1: 4.13 × 10-3. This composite was observed to have two sets of coupled peaks with formal potential 99 mV and 567 mV respectively. The De determined from cyclic voltammetry using the anodic peak currents were found to be twice as high (5.82 × 10-4 cm2/s) as the De calculated using the cathodic peak currents (2.60 × 10-4 cm2/s), indicating that the composite favours anodic electron mobility. Surface morphology and spectroscopy data support the formation of a homogenous polymer blend at the synthesis ratio represented by composite 3. For the construction of a biosensor the spectroscopic and electrochemical properties of the enzyme, luciferase and the analytes i.e naphthalene and fluoranthene were evaluated. Fluorescence spectroscopy studies were carried out to characterize the enzyme’s bioluminescence response in PBS at pH 7. Luciferase showed an absorption peak at 340 nm. The bioluminescence properties of the enzyme with the analytes were explored by fluorescence spectroscopy. The emmision peak at 340 nm gradually decreased as the concentration of each analyte was increased respectively.

Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2017-08-31T20:02:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) denise_souza_batista.pdf: 2389253 bytes, checksum: 7d5cc01bdcaca35f20d644bb71a22d7e (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2017-09-04T17:18:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) denise_souza_batista.pdf: 2389253 bytes, checksum: 7d5cc01bdcaca35f20d644bb71a22d7e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T17:18:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) denise_souza_batista.pdf: 2389253 bytes, checksum: 7d5cc01bdcaca35f20d644bb71a22d7e (MD5) Previous issue date: 2016 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho ? entender os processos ecol?gicos que orientam a distribui??o espacial e estrutura vegetacional da esp?cie Vellozia ramosissima e tamb?m analisar a anatomia foliar, a nutri??o e a ecofisiologia, inter-relacionados com a an?lise do solo, para reconhecer a plasticidade desta esp?cie em ?reas de Complexos Rupestres Quartz?ticos (CRQs) e Ferruginosos (CRFs). A coleta de dados foi baseada na amostragem de uma parcela de 50x50m em quatro ?reas em Complexos Rupestres: duas ?reas localizadas em afloramentos quartz?ticos e duas em ferruginosos. Nas parcelas, todos os indiv?duos com altura maior ou igual a um metro foram mapeados, o padr?o de distribui??o espacial foi avaliado utilizando a fun??o K de Ripley. O m?todo de Sturges foi utilizado para defini??o do n?mero de classes diam?tricas e de altura. As an?lises de solos avaliaram: pH, teores de P, K+, Ca2+, Mg2+ e Al3+; acidez potencial (H+Al), CTC a pH 7,0 (T); CTC efetiva (t), soma de bases (SB), satura??o por bases (V%), satura??o por alum?nio (m%), areia (fina e grossa), silte, argila e equivalente de umidade (EU). Para anatomia foliar foram estimados a ?rea foliar e cortes anat?micos foliares (fotomicrografias). Para cada imagem foram mensurados os par?metros anat?micos: espessura da cut?cula, da epiderme (nas faces adaxial e abaxial), do par?nquima pali??dico e lacunoso, da extens?o da bainha voltada para o feixe vascular (hipoderme), da hipoderme voltada para fenda e altura da fenda estom?tica. O material coletado para a nutri??o foliar e de raiz foi processado e determinados os nutrientes: N; P; K+; Ca2+; Mg2+; Zn2+; Fe2+; Mn2+; Cu; C; H+ e Al3+. O fluor?metro port?til modulado MINI-PAM, foi utilizado para fazer as medi??es pontuais das vari?veis: fotorrespira??o e rendimento qu?ntico efetivo. Nas quatro ?reas foram levantadas o total de 2542 indiv?duos com a seguinte distribui??o: 158 indiv?duos na ?rea CRQ1, 682 na ?rea CRQ2, 39 em CRF1e 1663 em CRF2. A fun??o K de Ripley calculada para as quatro ?reas rejeitaram a hip?tese de completa aletoriedade espacial, demonstrando, no geral, um padr?o de distribui??o agregado. A estrutura diam?trica e de altura das quatro ?reas seguem um aumento gradativo da frequ?ncia de indiv?duos nas quatro primeiras classes, exceto para ?rea CRF1. As an?lises de solos demonstram baixa fertilidade e textura arenosa com baixa capacidade de reten??o de umidade, al?m de toxidade por metais como: Mn2+ e Al3+, para as ?reas CRF2 e CRQ2, respectivamente. H? uma similaridade na organiza??o estrutural da anatomia foliar, nas quatro popula??es, com caracter?sticas t?picas de esp?cies de ambientes xerom?rficos, como: presen?a de cut?cula espessa, fibras subepid?rmicas, hipoderme aqu?fera e sistema vascular bem desenvolvidos, al?m de fendas estom?ticas. Em termos nutricionais a esp?cie apresenta baixos n?veis de requerimentos, foram observados altos concentra??es de metais pesados (Mn2+ e Al3+) nas folhas e ra?zes da esp?cie. As vari?veis ambientais: altitude, temperatura, umidade relativa do ar e radia??o influenciam diretamente na atividade de fotoss?ntese que ? complexa e sujeita a influ?ncias regulat?rias, internas e ambientais. Foram observadas caracter?sticas funcionais como plasticidade representada pela resposta morfo-anat?mica e ecofisiol?gica nesta esp?cie. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncia Florestal, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2016. / The objective of this work is to understand the ecological processes that guide the spatial distribution and vegetative structure of the species Vellozia ramosissima and also to analyze leaf anatomy, nutrition and ecophysiology, interrelated with soil analysis, to recognize the plasticity of this species in Areas of Quartzite Rock Complexes (CRQs) and Ferruginous Complexes (CRFs). Data collection was based on the sampling of a 50x50 m plot in four areas in Rock Complexes: two areas located in quartzitic outcrops and two in ferruginous outcrops. In the plots, all individuals with height greater than or equal to one meter were mapped, the spatial distribution pattern was evaluated using the Ripley's K function. The Sturges method was used to define the number of diametric and height classes. Soil analyzes evaluated: pH, levels of P, K+, Ca2+, Mg2+ and Al3+; Potential acidity (H + Al), CTC at pH 7.0 (T); effective CTC (t), base saturation (SB), base saturation (V%), saturation by aluminum (m%), sand (fine and coarse), silt, clay and moisture equivalent (EU). Leaf anatomy and foliar anatomical sections (photomicrographs) were estimated for leaf anatomy. For each image, the anatomical parameters were measured: cuticle thickness, epidermis (on the adaxial and abaxial sides), palisade and lacunar parenchyma, extension of the sheath facing the vascular bundle (hypodermis), hypodermis facing the Stomatal cleft. The material collected for leaf and root nutrition was processed and the nutrients determined: N; P; K+; Ca2+; Mg2+; Zn2+; Fe2+; Mn2+; Cu; C; H+ and Al3+. The portable MINI-PAM modulating fluorometer was used to make point measurements of the variables: photorespiration and effective quantum yield. In the four areas, a total of 2.542 individuals with the following distribution were surveyed: 158 individuals in the CRQ1 area, 682 in the CRQ2 area, 39 in CRF1 and 1663 in CRF2. The Ripley's K function calculated for the four areas rejected the hypothesis of complete spatial randomness, generally showing an aggregate distribution pattern. The diameter and height structure of the four areas follow a gradual increase of the frequency of individuals in the first four classes, except for CRF1 area. Soil analyzes show low fertility and sandy texture with low moisture retention capacity, as well as toxicity by metals such as: Mn2+ and Al3+, for the areas CRF2 and CRQ2, respectively. There is a similarity in the structural organization of the leaf anatomy, in the four populations, with typical characteristics of species of xeromorphic environments, such as: presence of thick cuticle, subepidermal fibers, well developed hypodermis and vascular system, and stomatal cracks. In nutritional terms, the species presented low levels of requirements, high concentrations of heavy metals (Mn2+ and Al3+) were observed in the leaves and roots of the species. The environmental variables: altitude, temperature, relative air humidity and radiation directly influence the activity of photosynthesis that is complex and subject to regulatory, internal and environmental influences. Functional characteristics were observed as plasticity represented by the morpho-anatomical and echophysiological response in this species.

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.

Este estudo se propôs a avaliar a influência da cristalinidade e da deformação do quartzo na ocorrência da reação álcali-agregado. A influência da cristalinidade do quartzo foi analisada através da mesóstase, material intersticial que constitui as rochas vulcânicas, que é um material composto por grãos sub-microscópicos de quartzo e feldspatos. Para tanto foram selecionadas duas rochas vulcânicas, constituídas por quartzo em diferentes quantidades e com diferentes graus de cristalinidade: um basalto, com pouca quantidade de sílica, sem quartzo livre e cuja mesóstase apresenta grãos pobremente cristalizados; e um riolito, com grande quantidade de sílica e de quartzo livre, além de uma mesóstase com grãos melhor cristalizados. A caracterização da cristalinidade do quartzo mostrou que a mesóstase, que tem aparência de material amorfo em microscopia ótica, apresenta diferentes feições quando observada através de microscopia eletrônica de varredura: mesóstase com grãos criptocristalinos de quartzo e K-feldspatos (Mm); mesóstase com grãos de quartzo e feldspato microcristalinos (Mq); mesóstase constituída predominantemente por argilominerais (Ma). Relacionando-se essas características com a reatividade das rochas verificou-se que o quartzo presente nas mesóstases Mm e Mq reage rápida e intensamente, sobressaindo-se à dissolução da mesóstase Mm, enquanto os grãos da mesóstase Ma são preservados. Através da compração dessas constatações, obtidas com o basalto e o riolito, com as características do material intersticial de um basalto inócuo, em ensaios acelerados e em campo, verificou-se que seu material intersticial da rocha inócua possui pouca quantidade de sílica livre (quartzo). Isso evidencia que a reatividade das rochas vulcânicas está relacionada à quantidade de sílica livre presente (quartzo) e a velocidade de ocorrência da reação com a cristalinidade do quartzo constituinte da mesóstase (Mm). A influência da deformação do quartzo no desencadeamento da reação álcali-agregado foi avaliada através do estudo de rochas graníticas com diferentes graus de deformação: uma rocha pouco deformada (granito), uma rocha com deformação intermediária (proto-milonito) e uma rocha muito deformada (orto-milonito). Os graus de deformação do quartzo foram caracterizados, através de microscopia ótica, como: grau 0= ausência de deformação; grau 1= grãos pouco deformados, com extinção ondulante leve; grau 2= quartzo muito deformado, com forte extinção ondulante, chegando a formar bandas de deformação; grau 3= forte deformação, com formação de subgrãos; grau 4= grãos recristalizados. O estudo mostrou que a presença preponderante de quartzo com grau 2 nas rochas denota uma maior velocidade de desencadeamento da reação álcali-agregado. A partir dessa constatação efetuou-se a avaliação das características texturais dos grãos de quartzo de rochas reativas em campo, verificando-se que quanto maior a quantidade de grãos com grau 2 mais rápida a ocorrência da reação em campo. / This research aims to study the influence of crystallinity and deformation of quartz to the occurrence of alkali-aggregate reaction. The influence of the cristallinitiy of quartz was analyzed through the interstitial material (volcanic glass/mesostase) into volcanic rocks. This material is composing by sub-microscopic grains of quartz and feldspars, thus it was selected a basaltic rock, with poor crystallized interstitial material and low silica content; and a rhyolitic rock, with better crystallized interstitial material and high silica content. The characterization of the crystallinity of the quartz showed that interstitial mesostase has appearance of amorphous material on the optical microscopy, but, at scanning electron microscopy it was observe the following features: mesostase with microcrystalline grains of quartz and K-feldspar (Mm); mesostase with better crystallized grains of quartz and K-feldspar (Mq); mesostase with clay predominantly (Ma). Reactivity potential tests showed that quartz in Mm and Mq react quickly and intensely, especially Mm, while quartz in Ma was preserved. Comparing these evidences, obtained with basalt and rhyolite, with interstitial material into innocuous basalt, it was found that interstitial material in innocuous rock has smaller amount of free silica (quartz). It proof that reactivity of volcanic rocks is related to the amount of free silica present into the rocks and poor cristalinity of quartz into mesostase make alkali-aggregate reaction quickness (Mm). The influence of the deformation of quartz on alkali-aggregate reaction was analyzed through granitic rocks with different degrees of deformation: a rock with very little deformation (granite), a medium deformed rock (proto-mylonite), a very deformed rock (orto-mylonite). Deformation degree of quartz was characterized through optical microscopy as follows: order 0= absence of the deformation; order 1= slightly deformed grain (weak ondulatory extinction); order 2= very deformed quartz, with strong ondulatory extinction and forming deformation bands; order 3= very deformed quartz, with formation of sub-grains, order 4= recrystallized quartz. The study showed that rocks with most quartz „order 2‟ denotes the development of alkali-aggregate reaction faster than rocks with other „orders‟ deformation of the quartz. From this conclusion it was obseve the textural characteristics of quartz grains in reative rocks on the field, confirming that quartz with deformation bands cause alkali-aggregate reaction quickly.

Este estudo se propôs a avaliar a influência da cristalinidade e da deformação do quartzo na ocorrência da reação álcali-agregado. A influência da cristalinidade do quartzo foi analisada através da mesóstase, material intersticial que constitui as rochas vulcânicas, que é um material composto por grãos sub-microscópicos de quartzo e feldspatos. Para tanto foram selecionadas duas rochas vulcânicas, constituídas por quartzo em diferentes quantidades e com diferentes graus de cristalinidade: um basalto, com pouca quantidade de sílica, sem quartzo livre e cuja mesóstase apresenta grãos pobremente cristalizados; e um riolito, com grande quantidade de sílica e de quartzo livre, além de uma mesóstase com grãos melhor cristalizados. A caracterização da cristalinidade do quartzo mostrou que a mesóstase, que tem aparência de material amorfo em microscopia ótica, apresenta diferentes feições quando observada através de microscopia eletrônica de varredura: mesóstase com grãos criptocristalinos de quartzo e K-feldspatos (Mm); mesóstase com grãos de quartzo e feldspato microcristalinos (Mq); mesóstase constituída predominantemente por argilominerais (Ma). Relacionando-se essas características com a reatividade das rochas verificou-se que o quartzo presente nas mesóstases Mm e Mq reage rápida e intensamente, sobressaindo-se à dissolução da mesóstase Mm, enquanto os grãos da mesóstase Ma são preservados. Através da compração dessas constatações, obtidas com o basalto e o riolito, com as características do material intersticial de um basalto inócuo, em ensaios acelerados e em campo, verificou-se que seu material intersticial da rocha inócua possui pouca quantidade de sílica livre (quartzo). Isso evidencia que a reatividade das rochas vulcânicas está relacionada à quantidade de sílica livre presente (quartzo) e a velocidade de ocorrência da reação com a cristalinidade do quartzo constituinte da mesóstase (Mm). A influência da deformação do quartzo no desencadeamento da reação álcali-agregado foi avaliada através do estudo de rochas graníticas com diferentes graus de deformação: uma rocha pouco deformada (granito), uma rocha com deformação intermediária (proto-milonito) e uma rocha muito deformada (orto-milonito). Os graus de deformação do quartzo foram caracterizados, através de microscopia ótica, como: grau 0= ausência de deformação; grau 1= grãos pouco deformados, com extinção ondulante leve; grau 2= quartzo muito deformado, com forte extinção ondulante, chegando a formar bandas de deformação; grau 3= forte deformação, com formação de subgrãos; grau 4= grãos recristalizados. O estudo mostrou que a presença preponderante de quartzo com grau 2 nas rochas denota uma maior velocidade de desencadeamento da reação álcali-agregado. A partir dessa constatação efetuou-se a avaliação das características texturais dos grãos de quartzo de rochas reativas em campo, verificando-se que quanto maior a quantidade de grãos com grau 2 mais rápida a ocorrência da reação em campo. / This research aims to study the influence of crystallinity and deformation of quartz to the occurrence of alkali-aggregate reaction. The influence of the cristallinitiy of quartz was analyzed through the interstitial material (volcanic glass/mesostase) into volcanic rocks. This material is composing by sub-microscopic grains of quartz and feldspars, thus it was selected a basaltic rock, with poor crystallized interstitial material and low silica content; and a rhyolitic rock, with better crystallized interstitial material and high silica content. The characterization of the crystallinity of the quartz showed that interstitial mesostase has appearance of amorphous material on the optical microscopy, but, at scanning electron microscopy it was observe the following features: mesostase with microcrystalline grains of quartz and K-feldspar (Mm); mesostase with better crystallized grains of quartz and K-feldspar (Mq); mesostase with clay predominantly (Ma). Reactivity potential tests showed that quartz in Mm and Mq react quickly and intensely, especially Mm, while quartz in Ma was preserved. Comparing these evidences, obtained with basalt and rhyolite, with interstitial material into innocuous basalt, it was found that interstitial material in innocuous rock has smaller amount of free silica (quartz). It proof that reactivity of volcanic rocks is related to the amount of free silica present into the rocks and poor cristalinity of quartz into mesostase make alkali-aggregate reaction quickness (Mm). The influence of the deformation of quartz on alkali-aggregate reaction was analyzed through granitic rocks with different degrees of deformation: a rock with very little deformation (granite), a medium deformed rock (proto-mylonite), a very deformed rock (orto-mylonite). Deformation degree of quartz was characterized through optical microscopy as follows: order 0= absence of the deformation; order 1= slightly deformed grain (weak ondulatory extinction); order 2= very deformed quartz, with strong ondulatory extinction and forming deformation bands; order 3= very deformed quartz, with formation of sub-grains, order 4= recrystallized quartz. The study showed that rocks with most quartz „order 2‟ denotes the development of alkali-aggregate reaction faster than rocks with other „orders‟ deformation of the quartz. From this conclusion it was obseve the textural characteristics of quartz grains in reative rocks on the field, confirming that quartz with deformation bands cause alkali-aggregate reaction quickly.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Devido a sua grande extensão latitudinal, a costa brasileira é influenciada por diferentes regimes climáticos e oceanográficos. Adicionalmente, a distribuição da população brasileira é caracterizada por uma alta concentração nas capitais litorâneas. Todos esses fatores levam à construção de inúmeras estruturas de engenharia que podem de alguma forma impactar o transporte de sedimento e consequentemente o balanço sedimentar de algumas praias. Uma das formas mais eficientes de recuperar esse balanço sedimentar é a alimentação artificial de praias, com sedimentos provenientes da plataforma continental com características semelhantes. Os métodos geofísicos acústicos permitem mapear de forma eficiente o fundo e o subfundo marinho para a busca de áreas fontes para a lavra de forma eficiente. O objetivo deste estudo é a identificação de padrões geoacústicos a partir de analises quantitativas e qualitativas, para a caracterização de áreas fontes de areias siliciclásticas compatíveis com sedimentos de praias em erosão na cidade do Rio de Janeiro. O mapeamento foi realizado na plataforma continental interna do Rio de Janeiro, em área adjacente à praia de Itaipuaçu (Maricá, RJ). As análises evidenciaram depósitos, localizados entre 19 e 30 metros, de areias com granulometria, textura e selecionamento em condições ideias para a recomposição de praias do Rio de Janeiro. / The Brazilian coast is afected by different oceanographic characteristics, mainly due to its large latitudinal extention. Additionally, the distribution of the Brazilian population is characterized by a high concentration in the coastal capital. These facts generate a large number of coastal engineering structures that may impact the sediment transport and consequently the sediment balance in some beaches. All these factors impact some sand beaches and the best choice for its mitigation and recovering is the beach nourishment - with sediments from the continental shelf with similar characteristics. However to find a good place for dredging in the shelf, we need to use geophysical methods that allow to map the bottom and sub bottom environments more efficiently. The objective of this study is the identification of geoacoustics patterns, following qualitative and quantitative analyzes, for characterizing source areas of siliciclastic sands in ideal conditions for recovering eroded beaches in Rio de Janeiro. The mapping was done in the shelf in front of Itaipuaçu beach (Maricá, RJ). The quantitative results showed well sorted median sand placers seaward of the closure depth, located between 19 and 30 meters, ideal for Rios beaches recovering.

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.

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.