Submitted by GUILHERME RODRIGUES DE LIMA null (guirodrigueslima@hotmail.com) on 2017-09-15T18:57:55Z No. of bitstreams: 1 Defesa_correção_ficha_catalografica.pdf: 3367275 bytes, checksum: 6a436d913d3a352c3a8ec8e237660a1b (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-09-19T17:42:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lima_gr_me_sjrp.pdf: 3367275 bytes, checksum: 6a436d913d3a352c3a8ec8e237660a1b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-19T17:42:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lima_gr_me_sjrp.pdf: 3367275 bytes, checksum: 6a436d913d3a352c3a8ec8e237660a1b (MD5) Previous issue date: 2017-08-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Transistores de filme fino (TFT) são dispositivos presentes em nosso cotidiano, usados em uma ampla variedade de aplicações, desde de processadores, registradores e monitores de tela plana. Estes dispositivos apresentam diversos benefícios, tais como: transparência, flexibilidade, rapidez, baixo custo e confiabilidade, o que faz com que tenham interesse de muitos grupos de pesquisa nas últimas décadas. Este trabalho visa o desenvolvimento de um novo método de deposição por spray, em atmosfera ambiente e a baixa temperatura (350ºC), para produção de filmes finos de óxidos zinco (ZnO) aplicados como camada ativa em TFTs. Os filmes finos transparentes de ZnO foram depositados por solução de um precursor orgânico (acetato de zinco bi-hidratado (Zn(CH3COO) · 2H2O)) sobre substratos de Si-p/SiO2 pelo método de deposição por spray. Este método emprega uma automação própria de controle na deposição para obter filmes altamente homogêneos e reprodutivos. Um grande conjunto de parâmetros na deposição foram testados para otimização dos filmes semicondutores para TFTs, como por exemplo: distância do spray sobre a placa de aquecimento, tempo de deposição, número de camadas, concentração da solução, entre outros. Os resultados obtidos na caracterização dos dispositivos, como, mobilidade de saturação (µsat), tensão de limiar de operação (Vth) e razão entre a corrente de operação e a corrente intrínseca (ION/OFF), foram comparados para diferentes parâmetros de deposição utilizados. Esse trabalho contribui em utilizar um novo método de deposição de baixo custo, para possíveis aplicações industriais e que pode ser expandido facilmente para larga escala de produção na fabricação de outros dispositivos de filme fino, como, OTFTs (Organic Thin Film Transistors), células solares, LCDs (Liquid Crystal Displays), OLEDs (Organic Light Emitting Diodes), LEDs (Light Emitting Diodes) e sensores. / Thin-film transistors (TFT) are every day devices used in a wide variety of applications, like processors, recorders and flat-panel monitors. These devices that present benefits, such as transparency, flexibility, speed, lower-cost and reliability, which have attracted interest in several research groups in recent decades. The aim of this work is the development of a new method of spray deposition, in ambient atmosphere and at low temperature (350ºC), for the production of thin films of zinc oxide (ZnO) applied as active layer in TFTs. The ZnO thin films were deposited from an organic solution of zinc acetate dihydrate (Zn(CH3COO) · 2H2O) on to Si-p/SiO2 substrates by the spray deposition method. This method employs its own automation for the deposition to obtain highly homogeneous and reproducible films. A large set of parameters in the deposition were tested for optimization of the semiconductor films for TFTs, such as: distance of the spray to the hot-plate, deposition time, number of layers, solution concentration, among others. The results obtained in the characterization of the devices, such as, mobility at saturation (μsat), threshold voltage (Vth) and on/off ratio (ION/OFF), were compared for different deposition parameters. This work contributes to the development of a novel, low-cost deposition method for possible industrial applications that can be easily expanded for large scale production of other thin film devices, such as, Organic Thin Film Transistors (OTFTs), solar cells, LCDs (Liquid Crystal Displays), OLEDs (Organic Light Emitting Diodes), LEDs (Light Emitting Diodes) and sensors. / CNPq: 133952/2015-0

Orientador: Lourdes Aparecida Martins dos Santos-Pinto / Banca: Evaldo José Corat / Banca: Celso Luiz de Angelis Porto / Resumo: A tecnologia CVD (Chemical Vapor Deposition) aplicada à confecção de pontas odontológicas diamantadas possibilitou aderência do diamante à haste metálica suficiente para suportar o efeito do ultra-som, surgindo então uma técnica alternativa para corte de tecido dentário. O objetivo deste estudo in vitro foi avaliar a efetividade dos corte realizados com as pontas CVD cilíndrica e esférica para ultra-som (pontas CVDentUSÒ), em esmalte e dentina de dentes permanentes, variando-se o sentido de movimento (frontal e lateral). Foram utilizados 40 terceiros molares, num total de 80 preparos cavitários confeccionados por meio de um dispositivo padronizador. Os cortes foram realizados com 30 movimentos consecutivos da ponta sobre a superfície dentária, correspondendo a 27 segundos de utilização das pontas CVDentUSÒ. A profundidade e largura dos preparos cavitários foram analisadas em microscopia eletrônica de varredura e medidas por meio de uma análise cefalométrica modificada no programa Radiocef 4.0 (Radiocef Memory Ltda). A análise estatística pelo teste não paramétrico de Kruskal-Wallis ao nível de significância de 5% mostrou que as maiores médias de largura e profundidade foram observadas nos preparos de dentina, sendo a ponta esférica responsável por cavidades mais profundas e a cilíndrica por cavidades mais largas, não havendo influência dos sentidos de movimento da ponta. / Abstract: The CVD (Chemical Vapor Deposition) technology applied in dental diamond burs manufacture allowed to the diamond to have enough adherence to the metallic stem supporting the ultrasound effect. This technique is bringing back an alternative method to cut dental tissue. The aim of this in vitro study was to evaluate the cutting effectiveness of cylindrical and round CVD-coated diamond burs for ultrasound (CVDentUSÒ system), in enamel and dentine of permanent teeth, changing the movement sense (frontal and lateral). Forty third molars were used, in a total of 80 cavity preparations made using a standard device. The cuts were made with 30 consecutive movements of the bur on the dental surface, corresponding to 27 seconds of CVDentUSÒ tips use. The depth and width of the cavity preparations were analyzed by scanning electronic microscopy and the measures were made using a modified cefalometric analysis in a Radiocef 4.0 program (Radiocef Memory Ltda). The statistical analysis applying Kruskal-Wallis non-parametric test, at 5% significance level, showed that the largest width and depth averages were observed in dentine cavities, being the round bur responsible for deeper cavities and the cylindrical for wider cavities. The movement senses had no influence on cavity size. / Mestre

Deposição é um fenômeno indesejável que ocorre na superfície dos trocadores de calor ao longo de sua operação, ocasionando redução na efetividade térmica e aumento da resistência ao escoamento nestes equipamentos. Estes efeitos trazem grandes consequências econômicas e ambientais, devido ao aumento dos custos operacionais (energia adicional é requerida), aumento dos custos de projeto (demanda por equipamentos de maior área de troca térmica), limitações hidráulicas (que pode levar a uma diminuição da carga processada) e aumento das emissões (aumento da queima de combustíveis fósseis para suprir a energia adicional requerida). Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo fornecer ferramentas computacionais robustas que apliquem técnicas de otimização para o gerenciamento da deposição em redes de trocadores de calor, visando minimizar os seus efeitos negativos. Estas ferramentas foram desenvolvidas utilizando programação matemática no ambiente computacional GAMS, e três abordagens distintas para a resolução do problema da deposição foram pesquisadas. Uma delas consiste na identificação do conjunto ótimo de trocadores de calor a serem limpos durante uma parada para manutenção da planta, visando restaurar a carga térmica nesses equipamentos através da remoção dos depósitos existentes. Já as duas outras abordagens consistem em otimizar a distribuição das vazões das correntes ao longo de ramais paralelos, uma de forma estacionária e a outra de forma dinâmica, visando maximizar a recuperação de energia ao longo da rede. O desempenho destas três abordagens é ilustrado através de um conjunto de exemplos de redes de trocadores de calor, onde os ganhos reais obtidos com estas ferramentas de otimização desenvolvidas são demonstrados / Fouling is an undesirable phenomenon that occurs over the surface of heat exchangers during its operation, causing reduction of thermal effectiveness and increase of flow resistance along these equipment. These effects bring large economics and environmental consequences, due to the increase of operational costs (additional energy is required), increase of project costs (demand of equipment with larger thermal exchange areas), hydraulic limitations (that can diminish the process throughput) and increase of emissions (increase of fossil fuel firing to supply the additional energy required). In this context, the objective of this work is to provide robust computational tools that apply optimization techniques for fouling management on heat exchanger networks, aiming to reduce its negative effects. These tools were developed using mathematical programming on GAMS software, and three distinct approaches for the resolution of the fouling problem were investigated. One of them consists in the identification of the optimal set of heat exchangers that have to be cleaned during a plant maintenance shutdown, aiming to restore the thermal load in these equipment through the removal of the existent deposits. The other approaches consist in to optimize the distribution of flow rates of the streams along parallel branches, using stationary and dynamic models, in order to maximize the energy recovery in the network. The performance of these three approaches is illustrated through examples of heat exchanger networks, where the real gains obtained with these optimization tools are demonstrated

A previsão do comportamento de resíduos constituiu-se em um desafio geotécnico, uma vez que estes materiais apresentam uma resposta distinta dos materiais usualmente encontrados em depósitos naturais. A análise dos recalques da fundação, decorrentes da sobrecarga imposta pelo alteamento, é complexa, tendo em vista que o adensamento de resíduos pressupõe grandes deformações, invalidando o uso de teorias clássicas de adensamento. Atualmente, no Brasil, a técnica de disposição de resíduos de bauxita prevê uma operação inicial de lançamento no interior de lagos artificiais, em forma de polpa. Após o esgotamento do lago e ressecamento do resíduo, inicia-se o lançamento pelo método a montante. Neste método, a polpa é lançada sobre o resíduo pré-existente, que se encontra em processo de adensamento. O presente trabalho tem como objetivo reproduzir numericamente o comportamento de áreas de resíduos durante a etapa de alteamento a montante. A pesquisa tem como enfoque 2 áreas de resíduos de bauxita. Uma delas encontra-se em fase de reabilitação e dispõe de instrumentação de campo (recalques e deslocamentos horizontais). A outra se encontra em fase de operação do alteamento e dispõe de dados experimentais. Desta forma, a metodologia consistiu na reprodução numérica do processo de alteamento da área instrumentada e comparação dos resultados com a instrumentação de campo, com objetivo de avaliar o modelo numérico e os parâmetros do resíduo. Posteriormente, realizou-se a previsão do comportamento do resíduo de fundação da área em fase de alteamento. Os parâmetros geotécnicos foram definidos a partir de um extenso programa de ensaios de campo e laboratório, executado no local em estudo, fazendo-se uso de um tratamento estatístico dos dados experimentais. Os resultados numéricos mostraram a potencialidade do programa na previsão do comportamento de áreas de resíduos durante o alteamento a montante, com previsões de recalques e deslocamentos horizontais coerentes com a instrumentação de campo. / The prediction of solid wastes behavior is a challenge for geotechnical engineers, since its response differ from the materials usually found in natural deposits. The analysis of the settlements of the foundation, due to the embankment raising is complex. Tailings undergo large settlements, which cannot be evaluated by ordinary consolidation theories. In Brazil, bauxite tailings are initially discharged into impoundment areas in a slurry form. After achieving the storage capacity of the reservoir, the tailing is allowed to dry, in order to enhance its resistance. Subsequently, the embankment is raised by the upstream method, and the mud is discharged on top of a material which is undergoing a consolidation process. The present research aims at reproducing numerically the response of bauxite tailings due to an upstream raising operation. The research focused 2 impoundment areas at same site. One area is being environmentally rehabilitated and is instrumented with vertical and horizontal gauges. The other is still in operation and an experimental investigation was carried out at this site. The methodology consisted of simulating the sequence of embankment raises and comparing the results with field instrumentation, in order to evaluate the numerical model and waste parameters. Subsequently, the behavior of the foundation of the area undergoing a raising embankment operation was evaluated. The geotechnical parameters were defined according to a statistical treatment of results of the experimental program (field and laboratory). The vertical and horizontal displacements, predicted by the numerical simulation, fitted reasonably well with field instrumentation and showed the inherent potential of the numerical modeling.

A possibilidade produzir hidrogênio (H2) a partir da quebra da molécula da água, usando a radiação solar, foi descoberta ha mais de 40 anos e nas ultimas décadas tem recebido grande atenção científica. A síntese de semicondutores nanoestruturados representam um avanço no uso como fotocatalisadores para a produção de H2 a partir da quebra da molécula da água, devido a alta área superficial. Dos semicondutores nanoestruturados desenvolvidos, o TiO2 apresenta grande interesse por se tratar de um material abundante, barato e altamente estável quimicamente. Por outro lado, o TiO2 apresenta uma atividade fotocatalítica limitada devido ao seu alto band gap (~3,2 eV), relativamente alto, e a rápida recombinação do par elétron-buraco gerado pela radiação UV. Neste sentido, a adição de nanopartículas (NPs) de Au ao TiO2 aparece como uma solução viável para aumentar a eficiência do semicondutor na reação de water splitting (WS). Os mecanismos envolvidos no aumento de eficiência na produção de H2 devido as inserção de NPs de Au ainda não estão totalmente entendidos. Atualmente existem dois modelos que descrevem o fenômeno: i) o Au atua como um "reservatório" para os fotoelétrons promovidos pelo processo de transferência de carga do semicondutor quando excitados com radiação UV, fazendo com que as reações de fotocatalíticas de geração de H2 ocorram na superfície das NPs de Au e ii) as NPs de Au apresentam ressonância de plasmon de superfície “injetando” elétrons na banda de condução (BC) do TiO2, assim aumentando a quantidade de elétrons disponíveis para formação do H2, fazendo com que a reação de produção de H2 ocorra na superfície do semicondutor. Neste trabalho são apresentados resultados inéditos da produção e caracterização nanotubos de TiO2 (NTs de TiO2) modificados com Au e utilizados como fotocatalisadores para a produção de H2 a partir do processo de WS. A discussão está centrada na modificação das propriedades do TiO2 através da adição de NPs de Au na estrutura e na superfície, através de dois métodos: i) implantação iônica e ii) sputtering. Os resultados relacionam a atividade fotocatalítica na produção de H2. dos fotocatalisadores em função da posição das NPs de Au. / The possibility to produce hydrogen (H2) from the water splitting using solar radiation, was discovered for more than 40 years and in recent decades has received great scientific attention. The synthesis of nanostructured semiconductor represent an advancement in use as photocatalysts for the production of H2 from the splitting of the water, due to high surface area. Developed nanostructured semiconductors, TiO2 has a great interest in the case of a material abundant, inexpensive and high chemical stability. On the other hand, has a low efficiency TiO2photocatalyst for the H2 production due to its high band gap (~ 3.2 eV) and the rapid recombinant electron-hole pair generated by UV radiation. In this sense, the addition of Au nanoparticles (NPs) to TiO2 appears as a viable solution to increase the efficiency of reaction in the semiconductor water splitting (WS). The mechanisms involved in increased efficiency in H2 because the insertion of Au NPs are not yet fully understood. Currently, there are two models that describe the phenomenon: i) the Au acts as a "reservoir" for the photoemission process promoted by the charge transfer of the semiconductor when excited with UV radiation, causing the reactions of photocatalytic H2generation occur in NPs Au surface and ii) Au NPs surface plasmon resonance "pumping" electrons in the TiO2conduction band (CB), thus increasing the amount of electrons available for the formation of H2, making the reaction H2 production occurs in the semiconductor surface. This work presents the results of the production and characterization of TiO2 nanotubes (TiO2TNs) Au-modified and used as photocatalysts for the H2 production by WS. The discussion is focused on modifying the properties of NTs by the addition of Au NPs in the TiO2 structure or surface by means of two methods: i) ion implantation and ii) sputtering, and comparing its photocatalytic activity influences the position of the NPs in the Au H2 production.

Neste trabalho otimizou-se uma metodologia para a deposição de filmes de polianilina, PAni, na qual o substrato de vidro é inserido na solução em que se realiza a polimerização. Este método de deposição \"in situ\", feito a temperatura de O &#176C, permite obter filmes com boa uniformidade e com controle de espessura. A espessura dos filmes, da ordem de centenas de nanômetros, pode ser controlada através da concentração da solução do meio reacional. A morfologia da superfície do filme foi estudada usando a técnica de microscopia de força atômica. Os resultados mostraram que a rugosidade aumenta com a diminuição da concentração e com o tempo de deposição da camada de PAni. Para demonstrar a aplicação dos filmes de PAni foi construído um dispositivo eletroluminescente tendo o poli(-fenileno vinileno)-dodecilbenzeno sulfonato de sódio, PPV-DBS, como polímero ativo e usando uma camada de PAni como eletrodo injetor de buracos e janela transparente para a saída da luz. Mostrou-se que o dispositivo opera com uma tensão aproximadamente 3 vezes menor em comparação com um dispositivo sem a camada de PAni. / A method for deposition of polyaniline, PAni, onto glass substrates was studied. Substrates were inserted in the solution in which the polymerization reaction occurs. This method performed \"in situ\", at the temperature of 0 &#176C, gives very uniform films and allows the control of the thickness. Thickness, of the order of hundred nm, can be controlled varying the concentration of the solution in which the polymerization occurs. The morphology of the PAni layer was studied using a force atomic microscope, AFM. The roughness increased on the time of deposition of the layer and with the decrease of the concentration of the solution. In order to demonstrate the use of the PAni layer an electro luminescent device was built using as active polymer poly(-fenylene vinylene) -dodecilbenzene sulphonate of sodium, PPV-DVS, and the PAni layer as injector of holes and was transparent window for the emitted light. The device showed that it could be operated with a voltage that is three times smaller than a corresponding device without the PAni layer.

No labirinto dos gotejadores ocorrem diferentes interações entre as partículas de argila e as características do escoamento, sendo que essas interações interferem no potencial de obstrução dos mesmos. Considerando que os principais fatores que interferem no processo de obstrução causado por partículas de argila estão relacionados à natureza das argilas, ao regime de escoamento, à força iônica e ao pH da solução, e à concentração de partículas em suspensão. Esta pesquisa apresentou como objetivo identificar como esses fatores podem influenciar o desempenho dos gotejadores. Além disso, visando a caracterização do processo de obstrução causado por partículas desta natureza, buscou-se: relacionar o potencial de agregação das partículas com o desempenho dos gotejadores; e, analisar o comportamento da deposição de partículas no interior dos labirintos dos gotejadores. Para isso, além da realização dos ensaios em bancada utilizando diferentes dispersões de argila, foram realizadas análises sobre o potencial de agregação das partículas, e, utilizando um dispositivo milifluidico, foi realizada uma análise de deposição de partículas. Durante a pesquisa foram utilizados dois tipos de argilas, caulinita e montmorilonita. A força iônica da solução e a natureza dos materiais de argila apresentaram efeito sobre o desempenho dos gotejadores, enquanto que a caulinita em solução salina de sódio proporcionou incremento máximo de vazão de 5%, a montmorilonita causou redução máxima de vazão de 15%. No geral, as partículas de argila começaram a causar redução de vazão significativas com concentrações iguais ou superiores a 1000 mg L-1. Observou-se que as partículas de argila estão sujeitas ao fenômeno de autolimpeza que ocorre no interior dos labirintos após o acionamento do sistema. Não foi possível encontrar uma relação entre o potencial de agregação das partículas de argila e o desempenho dos gotejadores. Possivelmente, o índice de agregação utilizado pela teoria DLVO clássica não seja o mais adequado para obter esta relação. Em relação a deposição de partículas, as regiões que apresentaram maiores deposições de partículas coincidem com aquelas que apresentam menores valores de intensidade de turbulência e energia cinética turbulenta. A deposição de partícula ocorre principalmente nas regiões de vórtices e estagnação, localizadas nos dois primeiros defletores dos labirintos. Não foi observado acúmulo de partículas na região do fluxo principal. Por isso, sugere-se que partículas de argila, como agente isolado de obstrução, não apresentam potencial para causar obstrução completa dos gotejadores. / In the drippers labyrinth different interactions occur between the clay particles and the flow characteristics, and these interactions interfere in the clogging potential of the particles. Considering the main factors that affect the process of clogging caused by clay particles are related to the type of the clays, the flow regime, the ionic strength and pH of the solution, and the concentration of suspended particles. This research aims to identify how these factors can influence the performance of drippers. In addition, aiming to characterize the clogging process caused by particles of clay, it was sought to relate the potential of particles aggregation with the performance of drippers; and, to analyze the behavior of particles deposition inside the labyrinths of drippers. For this, in addition to performing bench tests using different clay dispersions, analyzes were carried out on the particle aggregation potential, and a particle deposition analysis was performed using a microfluidic device. During the research two types of clays were used, kaolinite and montmorillonite. The ionic strength of the solution and the type of the clay materials had an effect on the drippers performance. Whereas the kaolinite in sodium saline provided a maximum flow rate increase of 5%, the montmorillonite caused a maximum flow rate reduction of 15%. In general, clay particles began to cause significant flow rate reduction with concentrations equal to or greater than 1000 mg L-1. It was observed that clay particles are subject to the phenomenon of self-cleaning which occurs inside the labyrinths after turn on the system. It was not possible to find a relation between the potential of clay particles aggregation and the drippers performance. Possibly, the aggregation index used by the classical DLVO theory is not the most adequate to obtain this relation. In relation to the particles deposition, the regions of greatest deposition coincide with those that present lower values of turbulence intensity and turbulent kinetic energy. Particles deposition occurs mainly in the vortex and stagnation regions, located in the first two baffles of the labyrinths. In addition, no particle accumulation occurs in the main stream region, it suggested that clay particles, as an isolated clogging agent, do not have the potential to cause total clogging of drippers.

A mineração é formada pelo conjunto de ações de lavra, concentração e transformação do minério para múltiplas finalidades. O resultado da explotação de diversos minérios, após seus beneficiamentos, é a produção de rejeitos, em quantidades variáveis. Características diversas como vazão e conteúdo de água na polpa, densidade, arredondamento, esfericidade e granulometria do material interferem e definem projetos e construção de barragens para contenção de rejeitos. Desta forma, o estudo e avaliação técnica dos rejeitos empregados na construção destas barragens e o seu comportamento são fundamentais para a divulgação e enriquecimento científico e prático, principalmente no que tange aos aspectos de segurança. Foram avaliadas as características do material depositado ao longo de praias de rejeitos de minério de ferro e fosfato, analisando-se a granulometria, densidade real dos grãos, análise de forma (arredondamento, esfericidade e relação de aspecto), e os ensaios de simulação hidráulica, estudando a variabilidade da granulometria e forma dos grãos. Verificou-se que a deposição hidráulica nas praias de rejeitos ocorre pelo efeito da granulometria e densidade, em lentes e/ou camadas com características semelhantes, condicionando variações verticais e horizontais, análoga a leques aluviais úmidos. Não foram observadas variações significativas na forma dos grãos ao longo da praia. Os ensaios de simulação revelam sedimentação em camadas planares a lenticulares, com a diminuição da granulometria à medida que se afasta do ponto de lançamento, mas alterada pelo efeito das paredes do tanque. Portanto, os comportamentos geológico-geotécnicos das praias em barragens de contenção de rejeitos, determinados por uma variabilidade deposicional, devem ser considerados na elaboração de planos de instrumentação mais eficientes em futuros projetos. / The mining is formed by ore extraction, concentration, and transformation for multiple purposes. The result of the exploitation of several ores is, after their treatment, the tailings production in variable quantities. Several characteristics as flow and content of water in the slurry, as well as density, roundness, sphericity, and grain size distribution of the sediments interfere and define projects and construction of tailings dams. Considering this, the study and technical evaluation of the tailings used are fundamental for scientifical and practical enhancement, mainly referring to security aspects. The material deposited along tailings beaches from iron and phosphate ores was investigated in grain size distribution, real density of the grains, grain shape analysis (roundness, sphericity, and aspect ratio). Also the hydraulic deposition (flumes) was analyzed according to the grain size distribution and shape analysis of sediments. In tailings beaches it was found that the sedimentation happens, due to grain size distribution and density in lenses and/or layers with similar characteristics but with vertical and horizontal variations, muck like humid alluvial fans. Significant variations were not observed in the grain shape analysis along the beaches. The flume tests revealed sedimentation in planar and lenses lamination, with decrease of the grain size distribution in a downstream direction, but modified by the effects of the flume walls. Therefore, the geological and geotechnical behaviors of the beaches in tailings dams, characterized by depositional variability, should be considered in future projects with more efficient instrumentation plan.

A qualidade ambiental de um corpo d\'água é resultado da situação de sua bacia de drenagem, de modo que as transformações que ocorrem no solo do entorno provocam mudanças significativas no ambiente aquático. Por isto, cada vez mais se trabalha com conceito de manejo integrado dos ambientes. Desta forma, o conhecimento dos processos de geração, transporte e deposição de sedimentos, por serem fontes de sólidos, nutrientes e contaminantes ao corpo d\'água, é de vital importância para a conservação, desenvolvimento e manejo integrado dos recursos hídricos. Neste sentido, essa dissertação apresenta um estudo a respeito da exportação e deposição de sólidos e nutrientes na sub-bacia do Ribeirão das Cruzes, no município de Santo Antônio do Aracanguá, SP, na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos do Baixo Tietê (UGRHI - 19). Esse corpo d\'água foi subdividido em compartimentos e analisado por transectos, ou seja, eixos transversais ao fluxo, sendo que experimentos envolvendo instalação de câmaras de sedimentação, coleta de sedimentos de fundo e medições de vazão foram conduzidos em dois períodos hidrológicos distintos: um em janeiro, durante a estação chuvosa, e outro em agosto, durante a estação seca. A taxa máxima de deposição de sólidos suspensos foi de 62,40 g/m² dia durante a Estação Chuvosa, e de 37,29 g/m² dia, durante a Estação seca. Ainda, a taxa média de deposição de nitrogênio total Kjeldahl foi de 0,53 e 2,02 g/m² dia e a de fósforo total foi de 139,67 e 103,89 mg/m² dia, durante as Estações Chuvosa e Seca, respectivamente. Quanto às taxas de exportação, para sólidos suspensos foram observadas médias de 2328,44 e 725,96 ton/dia, de nitrogênio total Kjeldahl foram de 121,41 e 299,84 ton/dia e para fósforo total foram de 14,86 e 10,05 ton/dia, durante as Estações Chuvosa e Seca, respectivamente. Os resultados obtidos, comparados a outros estudos em ambientes similares, revelam altas taxas de deposição e exportação de sólidos e nutrientes, demonstrando, desta forma, a incidência dos processos de eutrofização e assoreamento do recurso hídrico, bem como a expressão dos impactos provenientes do uso e ocupação do solo do entorno, capaz de influenciar na qualidade da água do ambiente. / The environmental quality of waterbody is the result of the situation of its drainage basin, so that the transformations that occur on the soils surrounding cause significant changes in the aquatic environment. Therefore, each time more has been increasing the works with the concept of integrated management of environments. Thus, the knowledge about the processes of generation, transport and deposition of sediments, because they are sources of solids, nutrients and contaminants to waterbody, is extremely important for the conservation, development and integrated management of water resources. In this way, this dissertation presents a study concerning the deposition and export of solids and nutrients in the Ribeirão das Cruzes sub-basin, in Santo Antônio do Aracanguá city, SP, in Baixo Tietê Water Resources Management Unit (WRMU - 19). This waterbody was divided into compartments and analyzed by transects, which are transverse axes to the flow, and experiments involving installation of sedimentation traps, collect of bottom sediments and flow measurements were carried out in two distinct hydrological periods: one in January during the rainy season, and another in August, during the dry season. The maximum suspended solids deposition rate were 62.40 g/m² day during the rainy season, and 37.29 g/m² day during the dry season. So, the average rate of nitrogen deposition were 0.53 and 2.02 g/m² day, and the rate of phosphorus were 139.67 and 103.89 mg/m² day, during the rainy and dry seasons, respectively. As for exportation rates, the average rates found of suspended solids were 725.96 and 2328.44 ton/day, the rates of nitrogen were 121.41 and 299.84 ton/day, the rates of phosphorus were 14.86 and 10.05 ton/day, during the rainy and dry seasons, respectively. The results obtained, when compared to other studies in similar environments, show high rates of solids and nutrients deposition and export, demonstrating, this way, the incidence of eutrophication processes and siltation of the water resources, as well as the expression of impacts from the landuse, able to influence the water quality.

Após quatro décadas de sucesso do SiO2 (e SiOxNy), as novas gerações de Transistores de Efeito de Campo Metal-Óxido-Semicondutor utilizarão dielétricos de porta de materiais alternativos, dentre os quais se destacam o óxido (HfO2) e os silicatos de háfnio (HfSixOy). Para implementar esses novos dielétricos, é crucial controlar seus defeitos, em particular aqueles relacionados a hidrogênio, que é um elemento químico onipresente e que influencia as características elétricas dos transistores. Nesse contexto, esta Tese investiga a físico-química do hidrogênio em filmes de HfO2 e HfSixOy (2,5–73 nm) depositados sobre silício. Tratamentos térmicos, substituição isotópica, Análise por Reação Nuclear e Espectroscopia de Fotoelétrons Induzidos por Raios-X são algumas das técnicas que foram utilizadas. Observouse que as superfícies dos filmes de HfO2 são particularmente reativas, incorporando H com tratamentos em H2 a 400–600 °C e formando hidroxilas de superfície por exposição a vapor de água à temperatura ambiente. Além disso, no volume dos filmes de HfO2 e HfSixOy foram detectados 1021–1022 H cm-3 (comparados a 1018–1019 H cm-3 no volume de SiO2 crescido sobre Si) cujas origens são os precursores metalorgânicos das deposições por vapor químico, H residual da deposição por sputtering ou absorção de vapor de água. Pelo menos parte desse H no volume do HfO2 e do HfSixOy foi atribuída a hidroxilas, que são parcialmente removidas com tratamento em H2 a 500–600 °C. No caso particular das interações com vapor de água, observou-se que espécies derivadas da água difundem através do HfO2 a temperatura ambiente. Absorção de água no volume dos filmes só foi observada para HfO2 com regiões amorfas ou para HfO2 cristalizado do qual O fora previamente removido. Além disso, em filmes de HfSixOy, foi estabelecida uma relação entre incorporação de H e pré-existência de deficiência de O. Essa relação também foi explorada por cálculos de primeiros princípios, os quais mostraram que vacâncias de O em HfSixOy capturam átomos de H exotermicamente, embasando a relação entre incorporação de H e deficiência de O que fora observada experimentalmente. / After four successful decades employing SiO2 (and SiOxNy), new generations of Metal- Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors will employ gate dielectrics of alternative materials, among which hafnium oxide (HfO2) and hafnium silicates (HfSixOy) are prominent. In order to implement these novel gate dielectrics, it is crucial to control their defects, particularly those related to hydrogen, which is a ubiquitous chemical element and influences the transistors electrical characteristics. In this scenario, this Thesis investigates the physical chemistry of hydrogen in HfO2 and HfSixOy films (2.5–73 nm thick) deposited on silicon. Thermal treatments, isotopic substitution, Nuclear Reaction Analysis, and X-Ray Photoelectron Spectroscopy are a few techniques that were employed. It was observed that HfO2 film surfaces are particularly reactive, incorporating H by annealing in H2 at 400– 600 °C and forming surface hydroxyls by exposing to water vapor at room temperature. Moreover, 1021–1022 H cm-3 were detected in bulk regions of the HfO2 and HfSixOy films (compared with 1018–1019 H cm-3 in bulk regions of SiO2 grown on Si). The origins of this H are the metalorganic precursors from the chemical vapor depositions, residual H from the sputtering deposition, or water vapor absorption. At least part of this H in bulk regions of HfO2 and HfSixOy was assigned to hydroxyls, which are partially removed by annealing in H2 at 500–600 °C. Particularly in the case of water vapor interactions, it was observed that waterderived species diffuse through HfO2 at room temperature. Water absorption in bulk regions of the films was only observed for HfO2 with amorphous regions or for crystallized HfO2 from where O had been previously removed. In addition, in HfSixOy films a relation between H incorporation and pre-existent O deficiency was established. This relation was further explored by first-principles calculations, which showed that oxygen vacancies in HfSixOy exothermically trap H atoms, supporting the relation between H incorporation and O deficiency that had been experimentally observed.