Efficient exploitation and conservation of the oceans poses great technological challenges for scientists and engineers who must develop materials, structures and equipment for use in harsh environment of the oceans. For the applications of materials in marine environment, knowledge of the corrosion properties is essential for selection purposes. Presently, effort is being devoted to exploit deep-sea mineral resources. Deterioration of materials in the deep sea is due to the cumulative effect hydrostatic pressure, temperature, pH, dissolved oxygen, salinity and sea current. For the first time, in-situ corrosion measurements on the effect of deep sea environment on some metallic and composite materials were carried out at depths of 500,1200,3500, and 5100 m for 168,174 and 174 days of exposure in the Indian Ocean. Corrosion rate was obtained from weight loss measurements (mm/year) and surface morphology of as-exposed and cleaned specimens of the above materials was studied under scanning electron microscope and ED AX. Galvanic coupling of steel with zinc, magnesium and aluminium were also studied.. Tensile on metal and alloys and tensile, compressive, flexure and ILSS tests on carbon fibre reinforced composite specimen were performed on exposed specimens. XRD studies were conducted on the corrosion product of materials. In order to correlate the performance of materials in deep-sea environment, seawater current and temperature data were also collected at same period Results reveal that the corrosion behaviour of steels is controlled by dissolved oxygen prevailing and corrosion rate corresponds to dissolved oxygen available at these depth levels. This is due to the fact that oxygen acts as a cathodic deploarizer during corrosion reaction of steels in seawater. Corrosion rate of aluminium increases as the depth increases. This is due to the effect of hydrostatic pressure, which reduces the ionic radii of chlorine ions and facilitates easy penetration of these ions into surface layer. Titanium, titanium alloy (Ti-6A1-4V) and stainless steels did not show any deterioration at all depths studied. Morphology of as exposed and corroded coupons reveal different features. EDS analyses on exposed specimens are analyzed in light of seawater parameters. Carbon fibre reinforced composite did not show any change in properties like tensile, compression flexural and ILSS compared to control (unexposed) specimens. The deposition of calcium carbonate on galvanically coupled mild steel with zinc, aluminium and magnesium corresponds to availability of calcium in the deep ocean. EDS analyses on exposed coupons did not reveal calcium element below the calcium carbonate compensation depth (CCD) at 3800 m in Indian Ocean. Potentiodynamic polarization studies on some metals and alloys indicate that the behaviour of materials in deep-sea environment is a cumulative effect of all oceanographic parameters. Tensile test results on stainless steels SS-304 & SS-316L), titanium and titanium alloy (exposed) specimens did not show any significant change in their tensile properties and is again attributed to the passive film formed on its surface and nearly zero corrosion rate observed. Microbiological investigations on the exposed materials indicate that except carbon fibre reinforced composite all other metals and alloys harboured bacterial colonies. Results have been used to recommend structural materials suitable for the deep-sea applications.

Thesis (Ph. D.)--Duke University, 2007.

O objeto deste trabalho é fornecer dados hidrológicos com fins de caracterização e monitoramento da região da Cadeia Norte do Brasil e da Cadeia de Fernando de Noronha, assim como levantar e sistematizar informações sobre a geoquímica dos diversos tipos de sedimentos encontrados na plataforma continental externa adjacente ao banco Aracati, contribuindo para o levantamento dos potenciais sustentáveis de exploração dos recursos vivos da Zona Econômica Exclusiva. A área em estudo compreende a sub-área II, setor 1 e parte do setor 2, e está localizada entre 1oN e 5oS de latitude e entre 30o e 40oW de longitude, abrangendo uma área de aproximadamente 400.000 km2. Foram analisadas amostras coletadas em 8 estações resultando em 20 amostras de sedimentos nos anos de 1997 (verão), 1998 (outono) e 2000 (primavera) e 34 estações que originaram 272 amostras de água na primavera de 2000. As concentrações máximas dos parâmetros analisados, com exceção do fosfato, nas amostras de água se localizam na região próxima à costa. Detectou-se na área uma termoclina bem marcada, sendo mais profunda na primavera. A camada de mistura é bastante homogênea, sendo porém, mais espessa na primavera. O pH detectado encontra-se na faixa alcalina sendo os maiores valores de pH detectados na primavera. Verifica-se, um máximo de salinidade na camada de inicio da termoclina sazonal. Não verificou-se na área condição anaeróbica na coluna d’água. A distribuição de fosfato, nitrato e silicato, apresenta-se de forma muito semelhante, sendo que na primavera essas concentrações são maiores, nas camadas superficiais. Na cobertura sedimentar da plataforma continental adjacente aos bancos da cadeia norte do Brasil, encontro-se areia quartzosa, areia carbonática, fragmentos de concha, Lithothanmium e Halimedas. Os fragmentos de concha apresentaram as maiores concentrações totais de metais, enquanto Lithothanmium apresentou o maior teor de carbonato. Há uma forte correlação entre ferro e manganês na amostras de água e em todas as frações de sedimentos analisadas, sendo que nestas a relação média entre estes elementos é da ordem de 1:25. Existe forte correlação entre cromo e carbonato nas amostras que apresentam teor de carbonato maior que 20%. As amostras de areia quartzosa, fragmentos de concha e Halimedas, apresentam-se muito semelhantes quanto à distribuição de ferro, manganês, zinco e cromo. Existe forte correlação nas amostras de sedimento, assim como nas amostras de água, entre ferro, manganês, zinco, correlacionando-se também nas amostras de sedimento com o chumbo. As 8 concentrações de metais nas amostras de água apresentaram-se relativamente baixas em se comparando com as amostras de sedimento. Nas amostras de água as concentrações de cromo e chumbo estão abaixo do limite de detecção. / The object of this work is to supply hidrologicals datas with ends of monitoramento of the area of the North Chain of Brazil and of the Chain of Fernando of Noronha, as well as to lift and to systematize information on the geochesmitry of the several types of sediments found in the external continental platform adjacent to the bank Aracati, contributing to the rising of the maintainable potentials of exploration of the alive resources of the Exclusive Economic Zone. The area in study understands the subarea II, section 1 and it leaves of the section 2, and it is located among 1oN and 5oS of latitude and among 30o and 40oW of longitude, embracing an area of approximately 400.000 km2. Samples collected in 8 stations resulting in 20 samples of sediments in the years of 1997 were analyzed (summer), 1998 (autumn) and 2000 (spring) and 34 stations that originated 272 samples of water in the spring of 2000. The maximum concentrations of the analyzed parameters, except for the phosphate, in the samples of water are located in the close area to the coast. It was detected in the area a very marked termocline, being deeper in the spring. The mixture layer is quite homogeneous, being even so, more it thickens in the spring. The detected pH meets in the alkaline strip being the largest pH values detected in the spring. It is verified, a maximum of salinity in the layer of I begin of the seasonal termoclina. It was not verified in the area anaerobic condition in the column of water. The distribution of phosphate, nitrate and silicate, come in a very similar way, and in the spring those concentrations are larger, in the superficial layers. In the sedimentary covering of the continental platform adjacent to the banks of the north chain of Brazil, find quartz sands, it sands carbonate, shell fragments, Lithothanmium and Halimedas. The shell fragments presented the largest total concentrations of metals, while Lithothanmium presented the largest text of carbonate. There is a strong correlation between iron and manganese in to samples of water and in all the analyzed fractions of sediments, and in these the medium relationship among these elements is of the order of 1:25. strong correlation Exists between chromium and carbonate in the samples that present text of larger carbonate than 20%. The samples of quartz sand, shell fragments and Halimedas, come very similar with relationship to the distribution of iron, manganese, zinc and chromium. Strong correlation exists in the sediment samples, as well as in the samples of water, among iron, manganese, zinc, being also correlated in the sediment samples with the lead. The concentrations 10 of metals in the samples of water came relatively low in if comparing with the sediment samples. In the samples of water the concentrations of chromium and lead are below the detection limit.

O objeto deste trabalho é fornecer dados hidrológicos com fins de caracterização e monitoramento da região da Cadeia Norte do Brasil e da Cadeia de Fernando de Noronha, assim como levantar e sistematizar informações sobre a geoquímica dos diversos tipos de sedimentos encontrados na plataforma continental externa adjacente ao banco Aracati, contribuindo para o levantamento dos potenciais sustentáveis de exploração dos recursos vivos da Zona Econômica Exclusiva. A área em estudo compreende a sub-área II, setor 1 e parte do setor 2, e está localizada entre 1oN e 5oS de latitude e entre 30o e 40oW de longitude, abrangendo uma área de aproximadamente 400.000 km2. Foram analisadas amostras coletadas em 8 estações resultando em 20 amostras de sedimentos nos anos de 1997 (verão), 1998 (outono) e 2000 (primavera) e 34 estações que originaram 272 amostras de água na primavera de 2000. As concentrações máximas dos parâmetros analisados, com exceção do fosfato, nas amostras de água se localizam na região próxima à costa. Detectou-se na área uma termoclina bem marcada, sendo mais profunda na primavera. A camada de mistura é bastante homogênea, sendo porém, mais espessa na primavera. O pH detectado encontra-se na faixa alcalina sendo os maiores valores de pH detectados na primavera. Verifica-se, um máximo de salinidade na camada de inicio da termoclina sazonal. Não verificou-se na área condição anaeróbica na coluna d’água. A distribuição de fosfato, nitrato e silicato, apresenta-se de forma muito semelhante, sendo que na primavera essas concentrações são maiores, nas camadas superficiais. Na cobertura sedimentar da plataforma continental adjacente aos bancos da cadeia norte do Brasil, encontro-se areia quartzosa, areia carbonática, fragmentos de concha, Lithothanmium e Halimedas. Os fragmentos de concha apresentaram as maiores concentrações totais de metais, enquanto Lithothanmium apresentou o maior teor de carbonato. Há uma forte correlação entre ferro e manganês na amostras de água e em todas as frações de sedimentos analisadas, sendo que nestas a relação média entre estes elementos é da ordem de 1:25. Existe forte correlação entre cromo e carbonato nas amostras que apresentam teor de carbonato maior que 20%. As amostras de areia quartzosa, fragmentos de concha e Halimedas, apresentam-se muito semelhantes quanto à distribuição de ferro, manganês, zinco e cromo. Existe forte correlação nas amostras de sedimento, assim como nas amostras de água, entre ferro, manganês, zinco, correlacionando-se também nas amostras de sedimento com o chumbo. As 8 concentrações de metais nas amostras de água apresentaram-se relativamente baixas em se comparando com as amostras de sedimento. Nas amostras de água as concentrações de cromo e chumbo estão abaixo do limite de detecção. / The object of this work is to supply hidrologicals datas with ends of monitoramento of the area of the North Chain of Brazil and of the Chain of Fernando of Noronha, as well as to lift and to systematize information on the geochesmitry of the several types of sediments found in the external continental platform adjacent to the bank Aracati, contributing to the rising of the maintainable potentials of exploration of the alive resources of the Exclusive Economic Zone. The area in study understands the subarea II, section 1 and it leaves of the section 2, and it is located among 1oN and 5oS of latitude and among 30o and 40oW of longitude, embracing an area of approximately 400.000 km2. Samples collected in 8 stations resulting in 20 samples of sediments in the years of 1997 were analyzed (summer), 1998 (autumn) and 2000 (spring) and 34 stations that originated 272 samples of water in the spring of 2000. The maximum concentrations of the analyzed parameters, except for the phosphate, in the samples of water are located in the close area to the coast. It was detected in the area a very marked termocline, being deeper in the spring. The mixture layer is quite homogeneous, being even so, more it thickens in the spring. The detected pH meets in the alkaline strip being the largest pH values detected in the spring. It is verified, a maximum of salinity in the layer of I begin of the seasonal termoclina. It was not verified in the area anaerobic condition in the column of water. The distribution of phosphate, nitrate and silicate, come in a very similar way, and in the spring those concentrations are larger, in the superficial layers. In the sedimentary covering of the continental platform adjacent to the banks of the north chain of Brazil, find quartz sands, it sands carbonate, shell fragments, Lithothanmium and Halimedas. The shell fragments presented the largest total concentrations of metals, while Lithothanmium presented the largest text of carbonate. There is a strong correlation between iron and manganese in to samples of water and in all the analyzed fractions of sediments, and in these the medium relationship among these elements is of the order of 1:25. strong correlation Exists between chromium and carbonate in the samples that present text of larger carbonate than 20%. The samples of quartz sand, shell fragments and Halimedas, come very similar with relationship to the distribution of iron, manganese, zinc and chromium. Strong correlation exists in the sediment samples, as well as in the samples of water, among iron, manganese, zinc, being also correlated in the sediment samples with the lead. The concentrations 10 of metals in the samples of water came relatively low in if comparing with the sediment samples. In the samples of water the concentrations of chromium and lead are below the detection limit.

As regiões costeiras estão sendo ameaçadas por apresentarem uma exploração desordenada e predatória de seus recursos naturais alterando a biodiversidade. Leveduras fazem parte do ecossistema marinho, entretanto algumas espécies estão associadas à micoses superficial, subcutânea e/ou sistêmicas. O objetivo deste estudo foi quantificar leveduras, isolar e caracterizar Trichosporon spp., em amostras água de mar e areia em três regiões costeiras do estado de São Paulo: Baixada Santista, Canal de São Sebastião e Ubatuba. Foram coletadas 126 amostras de água de mar e areia. As áreas foram caracterizadas usando parâmetros microbiológicos. A contagem de leveduras variou de <1 a 1.300UFC/100mL em água de mar e <1 a 3.200UFC/g em areia. As leveduras isoladas foram identificadas usando a metodologia tradicional e testes genotípicos. De um total de 102, 30,5% foi confirmado pelo API ID 32C, 40,2% pelo auxanograma e 63,7% pelo PCR. Os isolados identificados pelo PCR foram seqüenciados e 41,5% foram Trichosporon spp. / Coastal regions are being threatened because they have a predatory and uncontrolled exploitation of natural resources by changing biodiversity. Yeasts are part of the marine ecosystem, though some species are associated with superficial mycoses, subcutaneous and / or systemic. The objective of this study was to quantify yeast, isolation and Trichosporon spp. In samples of sea water and sand in three regions of the state of São Paulo: Santos, Canal de São Sebastião and Ubatuba. We collected 126 samples of sea water and sand. The areas were characterized by microbiological parameters. Yeast counts ranged from <1 to 1.300UFC/100mL in sea water and <1 to 3.200UFC / g in sand. The yeasts were identified using the traditional methods and genotypic tests. From a total of 102, 30.5% was confirmed by API ID 32C, by 40.2% and 63.7% auxanograma PCR. The isolates identified by PCR were sequenced and 41.5% were Trichosporon spp.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:29:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01353.pdf: 5076079 bytes, checksum: d2f39c5bdfa7d13ce532306ccaf65ab5 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:54:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

O objeto deste trabalho é fornecer dados hidrológicos com fins de caracterização e monitoramento da região da Cadeia Norte do Brasil e da Cadeia de Fernando de Noronha, assim como levantar e sistematizar informações sobre a geoquímica dos diversos tipos de sedimentos encontrados na plataforma continental externa adjacente ao banco Aracati, contribuindo para o levantamento dos potenciais sustentáveis de exploração dos recursos vivos da Zona Econômica Exclusiva. A área em estudo compreende a sub-área II, setor 1 e parte do setor 2, e está localizada entre 1oN e 5oS de latitude e entre 30o e 40oW de longitude, abrangendo uma área de aproximadamente 400.000 km2. Foram analisadas amostras coletadas em 8 estações resultando em 20 amostras de sedimentos nos anos de 1997 (verão), 1998 (outono) e 2000 (primavera) e 34 estações que originaram 272 amostras de água na primavera de 2000. As concentrações máximas dos parâmetros analisados, com exceção do fosfato, nas amostras de água se localizam na região próxima à costa. Detectou-se na área uma termoclina bem marcada, sendo mais profunda na primavera. A camada de mistura é bastante homogênea, sendo porém, mais espessa na primavera. O pH detectado encontra-se na faixa alcalina sendo os maiores valores de pH detectados na primavera. Verifica-se, um máximo de salinidade na camada de inicio da termoclina sazonal. Não verificou-se na área condição anaeróbica na coluna d’água. A distribuição de fosfato, nitrato e silicato, apresenta-se de forma muito semelhante, sendo que na primavera essas concentrações são maiores, nas camadas superficiais. Na cobertura sedimentar da plataforma continental adjacente aos bancos da cadeia norte do Brasil, encontro-se areia quartzosa, areia carbonática, fragmentos de concha, Lithothanmium e Halimedas. Os fragmentos de concha apresentaram as maiores concentrações totais de metais, enquanto Lithothanmium apresentou o maior teor de carbonato. Há uma forte correlação entre ferro e manganês na amostras de água e em todas as frações de sedimentos analisadas, sendo que nestas a relação média entre estes elementos é da ordem de 1:25. Existe forte correlação entre cromo e carbonato nas amostras que apresentam teor de carbonato maior que 20%. As amostras de areia quartzosa, fragmentos de concha e Halimedas, apresentam-se muito semelhantes quanto à distribuição de ferro, manganês, zinco e cromo. Existe forte correlação nas amostras de sedimento, assim como nas amostras de água, entre ferro, manganês, zinco, correlacionando-se também nas amostras de sedimento com o chumbo. As 8 concentrações de metais nas amostras de água apresentaram-se relativamente baixas em se comparando com as amostras de sedimento. Nas amostras de água as concentrações de cromo e chumbo estão abaixo do limite de detecção. / The object of this work is to supply hidrologicals datas with ends of monitoramento of the area of the North Chain of Brazil and of the Chain of Fernando of Noronha, as well as to lift and to systematize information on the geochesmitry of the several types of sediments found in the external continental platform adjacent to the bank Aracati, contributing to the rising of the maintainable potentials of exploration of the alive resources of the Exclusive Economic Zone. The area in study understands the subarea II, section 1 and it leaves of the section 2, and it is located among 1oN and 5oS of latitude and among 30o and 40oW of longitude, embracing an area of approximately 400.000 km2. Samples collected in 8 stations resulting in 20 samples of sediments in the years of 1997 were analyzed (summer), 1998 (autumn) and 2000 (spring) and 34 stations that originated 272 samples of water in the spring of 2000. The maximum concentrations of the analyzed parameters, except for the phosphate, in the samples of water are located in the close area to the coast. It was detected in the area a very marked termocline, being deeper in the spring. The mixture layer is quite homogeneous, being even so, more it thickens in the spring. The detected pH meets in the alkaline strip being the largest pH values detected in the spring. It is verified, a maximum of salinity in the layer of I begin of the seasonal termoclina. It was not verified in the area anaerobic condition in the column of water. The distribution of phosphate, nitrate and silicate, come in a very similar way, and in the spring those concentrations are larger, in the superficial layers. In the sedimentary covering of the continental platform adjacent to the banks of the north chain of Brazil, find quartz sands, it sands carbonate, shell fragments, Lithothanmium and Halimedas. The shell fragments presented the largest total concentrations of metals, while Lithothanmium presented the largest text of carbonate. There is a strong correlation between iron and manganese in to samples of water and in all the analyzed fractions of sediments, and in these the medium relationship among these elements is of the order of 1:25. strong correlation Exists between chromium and carbonate in the samples that present text of larger carbonate than 20%. The samples of quartz sand, shell fragments and Halimedas, come very similar with relationship to the distribution of iron, manganese, zinc and chromium. Strong correlation exists in the sediment samples, as well as in the samples of water, among iron, manganese, zinc, being also correlated in the sediment samples with the lead. The concentrations 10 of metals in the samples of water came relatively low in if comparing with the sediment samples. In the samples of water the concentrations of chromium and lead are below the detection limit.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:29:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01353.pdf: 5076079 bytes, checksum: d2f39c5bdfa7d13ce532306ccaf65ab5 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:54:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho foram utilizadas esferas de diatomito como material adsorvente para a adsorção de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) na coluna dágua e assim identificar as principais fontes de contaminação presentes em dois estuários da Baixada Santista. As coletas foram realizadas nos Estuários de Santos (ponto 1) e São Vicente (ponto 2) durante os anos de 2006, nos dois pontos, e 2007 apenas no ponto 2. Juntamente com a análise dos HPA foram medidos alguns parâmetros de qualidade de água. Por se tratar de um estudo inédito, foram realizados alguns testes para definição de metodologia e de recuperação de HPA do diatomito. Dentre as metodologias testadas verificou-se que a extração de HPA das esferas de diatomito é mais eficiente quando ocorre por processo de agitação ultra-sônica e mecânica. Nos testes de recuperação observaram-se os melhores resultados para os HPA de maior massa molecular e que a eficiência de adsorção de HPA pelas esferas de diatomito é maior no período de 15 a 30 dias. Os resultados obtidos nos testes indicaram também que há uma forte influência dos fatores ambientais na adsorção dos HPA apresentando resultados de diferentes magnitudes no laboratório e no ambiente natural. A análise dos parâmetros de qualidade de água revelou que o ponto 2 é fortemente influenciado por regime fluvial enquanto que o ponto 1, localizado na saída do estuário de Santos, possui água com maiores teores de sal. Com relação ao oxigênio dissolvido, a média do ponto 1 foi maior do que do ponto 2 indicando que no segundo há um maior aporte de matéria orgânica. As análises de turbidez confirmaram estes resultados uma vez que novamente foram encontrados maiores valores no ponto 2, provavelmente devido ao maior lançamento de poluição difusa em suspensão e menor circulação de água neste local. A caracterização do diatomito em pó revelou grandes quantidades de frústulas de diatomáceas bem conservadas. Entretanto, a caracterização realizada após o diatomito ser processado para ser utilizado em campo de amostragem mostrou frústulas quebradiças e mais condensadas. As concentrações de HPA medidas no ponto 1 foram maiores do que no ponto 2, provavelmente em função da maior contaminação ambiental proveniente do Porto de Santos. Nos dois pontos de coleta as principais fontes de HPA foram de origem pirolítica. As fontes pirolíticas são provenientes principalmente de processos de queima sendo a deposição atmosférica uma das maiores fontes para a coluna dágua. Na região de estudo, estas fontes podem ser associadas a emissões provenientes do Complexo de Cubatão e das refinarias. As menores concentrações de HPA de baixa massa molecular no ponto 2 indicam que há uma baixa contaminação de origem petrogênica, ou seja, há pouca influência na coluna de água da contaminação proveniente das atividades do porto. Os resultados dos HPA em função da profundidade revelaram que na superfície as concentrações foram maiores provavelmente devido à deposição atmosférica e que com o aumento da profundidade as concentrações foram praticamente uniformes. No entanto, no ponto de maior profundidade as concentrações aumentaram novamente indicando forte influência dos HPA provenientes do sedimento em movimentação e ressuspensão resultante da presença de corrente e de marés. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP